DE69824905T2 - Bildseitenverhältniszoomen von Daumennagelbildern - Google Patents

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    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/63—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding using sub-band based transform, e.g. wavelets

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Anzeige von Bildern auf einer Anzeigevorrichtung und insbesondere auf einen schnellen Prozeß zum Heranzoomen (zooming in) und Wegzoomen (zooming out) von Bildern, auf das Anordnen (layout) und zugeordnete Zoomen (zooming) von auf Daumennagelgröße verkleinerten Bildern von Bildern bzw. Miniaturbildern von Bildern (image thumbnails) zum Blättern in Bildern (image browsing) und auf das Codieren und Skalieren von Miniaturbildern von Bildern zur schnellen Anzeige von mehreren Bildern mit variierenden Auflösungen in Anwendungen wie beispielsweise einem Blättern in Bildern.
  • HINTERGRUND
  • Da der Preis von Digitalkameras weiter fällt und da Personal Computer zunehmend leistungsfähiger werden, ist festgelegt, daß die Anzahl von durch private Computerbenutzer und Computerbenutzer von Kleinbetrieben verwalteten Digitalbildern in der sehr nahen Zukunft drastisch zunimmt. Trotzdem ist der Notwendigkeit für Software-Bild-Browser (software image browsers), sich über die Grenzen der derzeitigen Entwurfskonventionen hinauszubewegen, um ein wirksames Blättern in vielen Tausenden von Bildern zu unterstützen, relativ wenig Aufmerksamkeit gewidmet worden. Ferner werden trotz der großen Anzahl von Digitalbildern, auf die Benutzer gewöhnlich treffen, weiter Miniaturbilder von Bildern mit fester Größe oder Bildsymbole als die Grundlage zum Entwerfen bekannter Anwendungen des Blätterns in Bildern verwendet.
  • Vorhandene Bild-Browser basieren auf dem Konzept des Anzeigens von Miniaturbildern von Bildern mit fester Größe für Benutzer. Miniaturbilder von Bildern sind kleine Kopien von tatsächlichen Bilddateien, die die Miniaturbilder darstellen. Typischerweise werden Miniaturbilder mit zwischen 80 × 80 Bildelementen und 120×120 Bildelementen angezeigt. Dies ermöglicht es optischen Bildschirmen, abhängig von den Bildschirm- und Miniaturbildauflösungen und dem Schnittstellenentwurf zu jeder Zeit zwischen 9 und 25 Miniaturbildern anzuzeigen. Folglich sind Benutzer dann, wenn sie in großen Anzahlen von Miniaturbildern von Bildern blättern, außerstande, mehr als einen kleinen Anteil der Bilder von Interesse zu sehen, und sind typischerweise gezwungen, einen Bildlauf in riesigen Mengen von Miniaturbildern durchzuführen. Dies führt zu bedeutsamen Problemen des Blätterns und der Orientierung.
  • Die feste Auflösung, die Entwerfer von vorhandenen Bild-Browsern zum Anzeigen von Miniaturbildern wählen, stellt einen Kompromiß zwischen den zwei primären Verwendungen von Miniaturbildern in Bild-Browsern dar, bei denen es sich um das Blättern in Bildinhalt und das Beurteilen von Bildinhalt handelt. Das Blättern im Bildinhalt ist in diesem Fall als kurzes Absuchen von Miniaturbildern von Bildern oder flüchtiges Blicken auf Miniaturbilder von Bildern zum Gewinnen eines Überklicks über die verfügbaren Bilder definiert. Das Blättern in Inhalt ist durch die Anzahl von Miniaturbildern, die auf einmal angezeigt werden können, beschränkt. Das Beurteilen von Bildinhalt ist eine nähere Untersuchung von Miniaturbildern von Bildern und die Beurteilung von Details und ist durch die Auflösung von Miniaturbildern, die angezeigt werden können, beschränkt.
  • Bekannte Ansätze für die Verwendung von Miniaturbildern weisen eine Anzahl von Nachteilen einschließlich der Anzeige von nur einem Teil von Miniaturbildern mit fester Größe in einem Anzeigebereich, der nicht groß genug zum Anzeigen aller Miniaturbilder ist, und der Verwendung von Bildlaufleisten auf. Diese tragen beide unter anderem zu einer Benutzerorientierungslosigkeit, einer allgemeinen Schwierigkeit des Navigierens eines Bildraums und einer inkonsistenten räumlichen Darstellung des Bildraums bei.
  • Neben den Nachteilen des Anzeigens nur eines Teils von Miniaturbildern mit fester Größe, Verwendens von eine Navigation eines Bildraums schwierig machenden Bildlaufleisten und Bereitstellens einer inkonsistenten räumlichen Darstellung des Bildraums können derartige Miniaturbilder mit fester Größe selbst große Mengen von Speicher verwenden oder alternativ eine relativ lange Zeitspanne zum Dekomprimieren aus komprimiertem Bildspeicher benötigen. Beispielsweise umfaßt ein bekanntes Verfahren zum Miniaturbildzoomen ein Ausführen fortlaufender Dekomprimierungen des Miniaturbilds, bis das gewünschte Bild erhalten wird. Dies sorgt für eine repräsentative Darstellung des Zooms, wie er durch den Benutzer gesehen wird, aber umfaßt ein Ausführen einer Anzahl von komplizierten Dekomprimierungen nacheinander. Es ist herausgefunden worden, daß dies wertvolle Verarbeitungseinrichtungs- und Bedienungspersonenzeit verbraucht, was unerwünscht ist.
  • Somit besteht klar ein Bedarf an einem Verfahren zur Bereitstellung von Miniaturbildern, die in ihrer Größe nicht festgelegt sind, einen verringerten Speicherbedarf aufweisen, zum schnellen Skalieren in der Lage sind und für verbesserte Anwendungen des Blätterns sorgen.
  • Die US 5,544,302 offenbart ein System, in dem Miniaturbilder in "Platzobjekten" gehalten werden. Ein Platzobjekt kann auf seine volle Größe (die die Größe der ganzen Arbeitsplatzanzeige ist) erweitert werden, um die Objekte in dem Arbeitsraum vollständiger zu zeigen. Alternativ kann die Größe eines Platzobjekts oder von Platzobjekten verringert werden, um eine Anzeige von mehreren Platzobjekten auf dem Bildschirm zu ermöglichen. Diese frühere Patentbeschreibung ist mit dem Organisieren von verschiedenen Informationen und Zugreifen auf verschiedene Informationen in einem objektorientierten Betriebssystem und der Interaktion von Benutzern in verschiedenen Containerobjekten befaßt.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Problem oder mehrere Probleme, die mit früheren Anordnungen verbunden sind, im wesentlichen zu überwinden oder zumindest zu verbessern.
  • Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zum Zoomen von Miniaturbildern von Digitalbildern zur Verwendung bei einem Blättern in Bildern wie in dem Patentanspruch 1 definiert bereitgestellt.
  • Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Zoomen von Digitalbildern zur Verwendung bei einem Blättern in Bildern wie in dem Patentanspruch 12 definiert bereitgestellt.
  • Es wird auch ein durch einen Computer lesbarer Speicherträger, der durch eine Verarbeitungseinrichtung ausführbare Anweisungen speichert, wie in dem Patenanspruch 15 definiert bereitgestellt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • 1 eine Beispielkonfiguration eines Personal-Computer-Systems, das bei dem Ausführen der Erfindung verwendet werden kann, zeigt;
  • 2 ein schematisches Blockschaltbild des Systems gemäß 1 zeigt;
  • 3 ein Miniaturbildverwaltungssystem einschließlich Hardware und Software, das die Anordnungen gemäß 1 und 2 umfaßt, veranschaulicht;
  • 4 eine anfängliche und endgültige Stufe des Zoomens eines Bilds herauf oder herunter veranschaulicht;
  • 5A ein Beispiel für dazwischenliegende Stufen eines Bilds, wenn heraufgezoomt wird, zeigt;
  • 5B und 5C alternative Anordnungen für das Herauf zoomen veranschaulichen;
  • 6 ein Beispiel für dazwischenliegende Stufen eines Bilds, wenn heruntergezoomt wird, veranschaulicht;
  • 7A und 7B allgemeine Schritte in einem Zoomprozeß schematisch veranschaulichen;
  • 8 eine schematische Veranschaulichung von sechs Gruppen von zweiundzwanzig Miniaturbildern zeigt, wobei jede Gruppe sich in einem jeweiligen Eingrenzungsbereich (containment area) befindet, wobei einer der Eingrenzungsbereiche in Übereinstimmung mit dem Seitenverhältniszoomprozeß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung skaliert und angeordnet ist;
  • 9 eine schematische Veranschaulichung des Skalierens einer Gruppe von Miniaturbildern gemäß 8 in Übereinstimmung mit dem Seitenverhältniszoomprozeß gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
  • 10 bis 12 nachteilige Aspekte des Verwendens von Eingrenzungsbereichen mit anderen Seitenverhältnissen als dem Seitenverhältnis des größten anzeigbaren Bereichs veranschaulichen;
  • 13 eine schematische Veranschaulichung des Anordnens und Skalierens von mehreren Gruppen von Miniaturbildern gemäß 8 in jeweiligen Eingrenzungsbereichen mit dem gleichen Seitenverhältnis wie dem größten anzeigbaren Bereich gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
  • 14 ein veranschaulichendes Beispiel von vier Gruppen von Miniaturbildern, die in jeweiligen Eingrenzungsbereichen organisiert sind, die jeweils das gleiche Seitenverhältnis wie der größte anzeigbare Bereich aufweisen, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
  • 15 ein Seitenverhältniszoomen eines Eingrenzungsbereichs der Eingrenzungsbereiche gemäß 14, der dann wieder (Unter)Gruppen von Miniaturbildern umfaßt, die in (Unter)Eingrenzungsbereichen mit dem gleichen Seitenverhältnis wie sowohl der übergeordnete Eingrenzungsbereich als auch der größte anzeigbare Bereich organisiert sind, veranschaulicht;
  • 16 ein Flußdiagramm zeigt, das den Prozeß gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht;
  • 17A–17D den schnellen Zoomprozeß gemäß 4 bis 7 wie auf die Eingrenzungsbereiche gemäß 14 und 15 angewendet veranschaulichen;
  • 18 ein Flußdiagramm zeigt, das das Codieren eines Miniaturbilds veranschaulicht;
  • 19 ein Flußdiagramm zeigt, das das Skalieren eines Miniaturbilds veranschaulicht;
  • 20 und 21 die Verwendung in Kombination der sich auf 1 bis 9 und 13 bis 19 beziehenden Beschreibung darstellen;
  • 22 ein Blockschaltbild auf hoher Ebene zeigt, das die Bilddarstellungstechnik gemäß den SWEET-Prozessen veranschaulicht;
  • 23 eine graphische Darstellung zeigt, die das Aufteilen gemäß einem SWEET-Prozeß veranschaulicht;
  • 24 ein Flußdiagramm zeigt, das das Verfahren zum Darstellen oder Codieren eines Bilds gemäß einem SWEET-Prozeß veranschaulicht;
  • 25 ein ausführliches Flußdiagramm zeigt, das den Schritt des Codierens eines Gebiets in 24 veranschaulicht;
  • 26 ein Flußdiagramm zeigt, das das Verfahren zum Decodieren einer in Übereinstimmung mit dem Verfahren gemäß 24 erzeugten codierten Darstellung eines Bilds veranschaulicht;
  • 27 ein ausführliches Flußdiagramm zeigt, das den Schritt des Decodierens eines Gebiets in 26 veranschaulicht;
  • 28A bis 28D graphische Darstellungen zeigen, die das Verarbeiten eines zweidimensionalen Gebiets mit acht Koeffizienten in Übereinstimmung mit dem Codierungs- und Decodierungsverfahren gemäß 24 bis 26 veranschaulichen; und
  • 29 bis 32 Flußdiagramme zeigen, die das Verfahren zum Darstellen oder Codieren eines Bilds gemäß einem alternativen SWEET-Verfahren veranschaulichen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • 1 und 2 veranschaulichen ein Personal-Computer-System 900 zum Ausführen der zu beschreibenden Prozesse. Das Computersystem 900 umfaßt einen Computer 901 und einen Videoanzeigemonitor 904. Es kann auch eine Eingabevorrichtung oder mehrere Eingabevorrichtungen 902, 903 umfassen. Benutzereingaben zum Bedienen des Computers 901 werden durch die Eingabevorrichtungen bereitgestellt. Beispielsweise kann ein Benutzer einer Eingabe in den Computer 901 über eine Tastatur 902 und/oder eine Zeigevorrichtung wie beispielsweise die Maus 903 bereitstellen. Das Computersystem 900 kann z.B. unter Verwendung eines Kommunikationskanals wie beispielsweise eines Modemkommunikationswegs, eines Computernetzes oder des Internet mit einem anderen Computer oder mehreren anderen Computern verbunden sein. Ferner können beliebige Ausgabevorrichtungen von mehreren Typen von Ausgabevorrichtungen einschließlich Plottern, Druckern, Laserdruckern und anderen Wiedergabevorrichtungen mit dem Computermodul 901 verbunden sein.
  • Das Computermodul 901 weist eine Zentraleinheit oder mehrere Zentraleinheiten (CPU oder Verarbeitungseinrichtung) 905, Speicher 906 einschließlich Schreib-Lese-Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), statischem RAM oder Cache und Nur-Lese-Speicher (ROM), eine Videoschnittstelle/Anpassungsvorrichtung 907, eine Eingabe/Ausgabeschnittstelle (E/A-Schnittstelle) 910 und eine Speichervorrichtung (Speichervorrichtungen), die allgemein durch einen Block 909 in 9 dargestellt ist, auf. Eine Videoschnittstelle/Anpassungsvorrichtung 907 verbindet mit dem Videoanzeigemonitor 904 und stellt Videosignale von dem Computermodul 901 zur Anzeige auf dem Videoanzeigemonitor 904 bereit. Optional kann eine Bild- oder Videoaufnahmevorrichtung 920 (z.B. eine Digitalkamera) als eine Quelle von Digitalbildern oder Videosequenzen, die durch Miniaturbilder dargestellt werden können, über die Schnittstelle 910 mit dem Computer 901 verbunden sein.
  • Die Speichervorrichtung (Speichervorrichtungen) 909 kann eine Diskette, ein Festplattenlaufwerk, ein magnetooptisches Plattenlaufwerk, ein Magnetband, eine CD-ROM und/oder beliebige andere nichtflüchtige Speichervorrichtungen einer Anzahl von nichtflüchtigen Speichervorrichtungen umfassen. Die in 9 gezeigten Komponenten 905 bis 910 sind über einen Bus 911 miteinander gekoppelt. Der Bus 911 kann dann wieder Daten-, Adreß- und Steuerbusse umfassen. Die Gesamtstruktur und einzelne Komponenten des Computersystems 900 sind im wesentlichen herkömmlich und wären einem Fachmann allgemein bekannt. Somit ist das System 900 nur zu Veranschaulichungszwecken bereitgestellt, und andere Konfigurationen können verwendet werden. Das Computersystem kann unter Verwendung eines IBM Personal Computers (PC) oder dazu kompatiblen Computers, eines PC der Macintosh (TM) Familie von PC, einer Sun Sparcstation (TM) oder dergleichen realisiert werden. Die Vorstehenden sind lediglich beispielhaft für die Typen von Computern, mit denen die Ausführungsbeispiele der Erfindung in die Praxis umgesetzt werden können.
  • In 3 sind repräsentative Komponenten des Computersystems 900 gezeigt, die ein Hardwaresystem 925, ein Betriebssystem 930 und Anwendungssoftware 935 umfassen. Typischerweise umfaßt das Hardwaresystem 925 die physischen Komponenten des vorstehend unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschriebenen Computersystems 900. Das Betriebssystem 930 umfaßt traditionell in dem Computersystem 900 zum Ausführen verschiedener Aufgaben und Handhaben des Betriebs der Hardware angewendete Verwaltungssoftware. Die Anwendungssoftware 935 umfaßt zum Ausführen von von einem Benutzer gewünschten Aufgaben konfigurierte spezifische Routinen. Das Betriebssystem 930 und die Anwendungssoftware 935 können sich in einer Festspeichervorrichtung 909 oder in dem Speicher 906 befinden oder von der Vorrichtung 909 vorübergehend in den Speicher 906 geladen werden.
  • Wie veranschaulicht umfaßt das Betriebssystem 930 ein Eingabevorrichtungsverwaltungssystem 931, das von einem Benutzer initiierte Steuersignale typischerweise von der Tastatur 902 über eine Tastaturschnittstelle 926 und der Maus 903 über eine Mausschnittstelle 927 empfängt. Das Eingabevorrichtungsverwaltungssystem 931 verarbeitet die Befehle des Benutzers und überträgt sie zu der zu dieser Zeit betriebenen Anwendungssoftware 935, die in diesem Fall eine Miniaturbildverwaltungssoftware 936 ist. Wie zu sehen umfaßt die Miniaturbildverwaltungssoftware 936 eine Ausgabe zu einem Dateisystem 933, das in dem Betriebssystem 930 enthalten ist. Das Dateisystem 933 sorgt für einen Zugriff auf Dateien und Verzeichnisse, die auf einem Plattenlaufwerk 929 gespeichert sein können, auf das über eine Platten-E/A-Schnittstelle 928 zugegriffen wird, wobei diese sich jeweils in dem Hardwaresystem befinden. Es ist zu erkennen, daß dieses Laufwerk 929 einen Teil der in 2 gezeigten Speichervorrichtung 909 umfassen kann. Ferner kann die Miniaturbildverwaltungssoftware 936 Bildkomponenten zu einem Zeichnungsverwaltungssystem 932 ausgeben, das dann wieder für die Anzeige von Bildern auf die Anzeige 904 über die Videoschnittstelle 907 sorgt. Somit kann z.B. das Miniaturbildverwaltungssystem wie in 1 gezeigt für die Anzeige von Miniaturbildern 940 sorgen, die als Komponenten einer interaktiven graphischen Benutzeroberfläche für ein in dem Computersystem 900 arbeitendes Dateiverwaltungssystem 942 enthalten sind.
  • Das Miniaturbildverwaltungssystem umfaßt eine Anzahl von Komponenten, bei denen es sich um eine Größenbestimmungskomponente 937, die für das Zoomen von Bildern und insbesondere Miniaturbildern sorgt, eine Gruppierungsanordnung 938, die für die Koordination von Gruppen von Miniaturbildern sorgt, und eine Seitenverhältniskomponente 939, die für die Koordination des Seitenverhältnisses von verschiedenen Miniaturbildgruppen sorgt, handelt.
  • Schnelles Zoomen von Bildern
  • Bei der Befassung mit Bildern im allgemeinen und Farbminiaturbildern im besonderen ist es wünschenswert, die Bilder bei einem Verwenden von Dateiverwaltungssystemen schnell heranzuzoomen und wegzuzoomen, ohne die Verarbeitungseinrichtung 905 mit übermäßigen graphischen und objekt- und/oder bildelementbasierten Bildmanipulationen zu überlasten.
  • Mit Bezug auf 4 ist ein erstes Bild 10 gezeigt, wie es z.B. auf der Anzeigevorrichtung 904 mit einer ersten vorbestimmten Größe angezeigt wird und das als ein zweites Bild 11 mit einer zweiten vorbestimmten Größe angezeigt werden soll. In vielen Fällen handelt es sich bei der ersten und zweiten Größe um Variationen (typischerweise Verkleinerungen) des wahren Bilds, das bei einer richtigen und vollen Anzeige eine volle Videoanzeige von angenommen 1024 × 768 Bildelementen mit 24 Bits von RGB-Farbe pro Bildelement belegen kann. Dieses wahre Bild ist traditionell auf der Plattenspeichervorrichtung 909 in einem komprimierten Format gespeichert, z.B. unter Verwendung des JPEG-Standards. Typischerweise entspricht das zweite Bild 11 dem ersten Bild wie beispielsweise einem Miniaturbild, aber mit einem anderen Auflösungsmaßstab. Beispielsweise ist wie veranschaulicht das erste Bild 10 ein Bild mit 4 × 4 Bildelementen, das über zumindest eine dazwischenliegende angezeigte Größe (nicht in 1 gezeigt) vergrößert wird, um im wesentlichen das gleiche Bild mit einer Bildauflösung von 16 × 16 Bildelementen anzuzeigen (d.h.: das Bild 11).
  • Häufig wird auf ein Bild mit einer "Miniaturbild"-Größe derart Bezug genommen, daß es ein kleinstes Bild einer Anzahl von vorbestimmten Größen eines gewünschten Bilds ist. Dabei wird z.B. auf das erste Bild 10 gemäß 4 als das Bild mit "Miniaturbild"-Größe Bezug genommen, und das zweite Bild 11 wird als das gewünschte Bild bezeichnet. In 4 ist ein bidirektionaler Pfeil 12 gezeigt, der darstellt, daß ein Bild mit Miniaturbildgröße 10 auf ein gewünschtes Bild 11 gezoomt werden kann oder ein gewünschtes Bild auf ein Bild mit Miniaturbildgröße gezoomt werden kann wie nachstehend beschrieben.
  • Ein Bild mit Miniaturbildgröße 10 und ein gewünschtes Bild (z.B. 11) können in einer Speichervorrichtung in einem komprimierten Format (Darstellung) gespeichert sein, und vorzugsweise handelt es sich bei dem Bild mit Miniaturbildgröße und dem gewünschten Bild um verschiedene Auflösungen eines einzelnen komprimierten Bilds. Bei verschiedenen Bildkomprimierungsdarstellungen kann eine große Zahl von Auflösungen aus einem einzelnen in einer Speichervorrichtung gespeicherten Bild extrahiert werden. Als ein Beispiel ermöglicht ein durch eine Wavelet-Codierung komprimiertes Bild eine Extraktion einer Vielzahl von Auflösungen des komprimierten Bilds. Ein Wavelet-komprimiertes Bild kann man sich als eine Bitfolge von Einsen und Nullen vorstellen. Durch ein Anwenden eines Dekomprimierungsalgorithmus auf die ganze Bitfolge wird das Wavelet-komprimierte Bild im wesentlichen wiederhergestellt (d.h. völlig dekomprimiert). Durch ein Anwenden des Dekomprimierungsalgorithmus auf einen ersten Abschnitt der Bitfolge kann jedoch eine Version mit niedrigerer Auflösung des Wavelet-komprimierten Bilds wiederhergestellt werden, und so kann durch ein Anwenden des Dekomprimierungsalgorithmus auf einen größeren Abschnitt als den ersten Abschnitt der Bitfolge auch eine Version mit höherer Auflösung als der Version mit niedrigerer Auflösung erhalten werden. Ein Beispiel für eine derartige Wavelet-Komprimierungs-/Dekomprimierungsanordnung ist später in dieser Patentbeschreibung unter der Überschrift "SWEET – ein Verfahren zur Digitalbildkomprimierung" ausführlich beschrieben. Andere Beispiele für Komprimierungstechniken, die zum Extrahieren einer Vielzahl von Auflösungen eines einzelnen komprimierten Bilds angepaßt werden können, umfassen die JPEG-Komprimierung (Joint Photographic Expert Group compression).
  • Mit Bezug auf 5A ist ein Bild mit Miniaturbildgröße 20 gezeigt, das mit einer ersten Auflösung aus einem komprimierten wahren Bild extrahiert und auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt wird. Das Bild mit Miniaturbildgröße 20 ist auf ein gewünschtes Bild 21 mit einer vorbestimmten Größe zu vergrößern, das größer als das Bild mit Miniaturbildgröße 20 ist. Das Bild mit Miniaturbildgröße 20 ist über eine Vielzahl von Zwischenschrittgrößen 22, 23, 24 auf die endgültige vorbestimmte Größe des gewünschten Bilds 21 zu vergrößern. Bei dem vorliegenden Beispiel werden die Zwischengrößen 22, 23, 24 durch eine Bildelementnachbildung erreicht. Jedes Bildelement 25 des Bilds mit Miniaturbildgröße 20 wird viermal nachgebildet (reproduziert), um einen Block 26 von vier Bildelementen für eine erste Zwischengröße 22 des Bilds 20 zu erhalten. Jedes Bildelement des Blocks 26 der ersten Zwischengröße 22 wird viermal nachgebildet, um einen Block 27 von vier Bildelementen einer zweiten Zwischengröße 23 des Bilds 20 zu erzeugen. Auf dieser Stufe ist daher das ursprüngliche Bildelement 25 nachgebildet worden, um sechzehn Bildelemente auszubilden. Dieser Blocknachbildungsprozeß wird wiederholt, bis eine vorbestimmte endgültige Größe erreicht wird. Vorzugsweise ist die vorbestimmte endgültige Größe die gleiche Größe (dimensional) wie bei dem gewünschten Bild 21. In diesem Zusammenhang wird erwähnt, daß die Bilder 20–24 gemäß 5A nicht maßstabsgerecht gezeichnet sind und die relative Darstellung der Bildelemente zu Veranschaulichungszwecken dient. Auf dieser Stufe wird das gewünschte Bild 21 aus dem komprimierten Bild dekomprimiert (extrahiert) und wird mit der vorbestimmten endgültigen Größe des Bilds 20 angezeigt. Zumindest eine der Zwischenstufengrößen 22, 23, 24 wird vorzugsweise auf der Anzeigevorrichtung angezeigt, um einen visuellen Anschein des "Heranzoomens" von einem Bild mit Miniaturbildgröße 20 auf eine vorbestimmte endgültige Größe eines gewünschten Bilds 21 zu bieten.
  • In dieser Art und Weise kann ein Heranzoomen an ein Miniaturbild durch eine Bildelementnachbildung erreicht werden und wird vorzugsweise ausgeführt, während die Dekomprimierung auf die gewünschte Größe/Auflösung des wahren Bilds stattfindet, so daß dann, wenn es z.B. durch ein Klicken der Maus 903 einmal durch den Benutzer initiiert worden ist, der Zoom aufzutreten "scheint", während die nachgebildeten Stufen neu angezeigt werden. Bei dem Abschluß des Zooms wird jedoch so ein genaueres, nicht nachgebildetes, sondern dekomprimiertes Bild angezeigt. Somit muß nur ein Bild (d.h. das gewünschte endgültige Bild) dekomprimiert werden, und so wird nur eine Dekomprimierungszeit benötigt, um die Wirkung des Heranzoomens zu erreichen und anzuzeigen. Während dieser Zeit wird ein fortlaufend gestufter Zoom des rudimentären Miniaturbilds für den Benutzer dargestellt, das obwohl es nicht von hoher Bildqualität ist, den Benutzer mit einer transitorischen Weiterentwicklung zwischen Bildgrößen versorgt und so bei dem Bewahren der Benutzerorientierung in der Datei/Verzeichnisstruktur während Operationen des Blätterns mithilft.
  • Der vorstehend beschriebene Bildelementnachbildungsprozeß wird unter Bezugname auf eine 2 × 2 (viermal) Zunahme der Größe der Zwischenstufengrößen ausgeführt. Es kann jedoch optional ein Erhöhen der Zwischenstufengrößen mit anderen als Vielfachen von vier ausgeführt werden, wie es in 5B und 5C veranschaulicht ist.
  • Als ein Beispiel für das Ausdehnen des Miniaturbilds 20 durch eine Bildelementnachbildung mit etwas anderem als einem Vielfachen von vier kann ein interpolierter Wert zwischen zwei angrenzenden Paaren von Bildelementen in dem Miniaturbild 20 erhalten werden, und der interpolierte Wert wird dreimal nachgebildet, um drei Ausgabebildelemente für jede Dimension einer ersten Zwischengröße zu erzeugen. Dies führt zu einem Anschein, daß das Bild mit Miniaturbildgröße 20 in der Größe um 1,5 für jede Dimension (1,5 × 1,5) zugenommen hat.
  • Wie in 5B zu sehen wird ein Miniaturbild von 4×4 28A mit Bildelementwerten a, b, c, ... p bereitgestellt. Bei diesem Beispiel ist es erwünscht, das Miniaturbild 28A um einen Faktor von 1,5 in jeder Dimension auszudehnen, um eine Zwischenstufe von 6 × 6 bereitzustellen. Wie vorstehend erwähnt werden angrenzende Paare von Bildelementen des Miniaturbilds interpoliert. In dieser Art und Weise werden angrenzende Zeilenpaare von Bildelementwerten "a" und "b" interpoliert, um einen Bildelementwert "1" bereitzustellen, der daraufhin dreimal nachgebildet wird. Auf ähnliche Weise werden Bildelementwerte "c" und "d" interpoliert, um einen interpolierten Wert von "2" zu liefern, der daraufhin auch dreimal nachgebildet wird. Dieser Prozeß wird auf jedes angrenzende Paar von Bildelementen in jeder Zeile des Miniaturbilds 28A angewendet, um eine regelmäßige Anordnung von 6 × 4 28B von Bildelementwerten 1...8 bereitzustellen. In einer ähnlichen Art und Weise, aber mit angrenzenden Werten in jeder Spalte arbeitend geht die Interpolation vonstatten. Bildelementwerte 1 und 3 werden interpoliert, um einen Bildelementwert 9 bereitzustellen, der dreimal nachgebildet wird. Dies tritt für jedes der Bildelemente in der Kombination von Werten auf. Somit wird eine regelmäßige Anordnung von 9 × 9 von Bildelementen 28C ausgebildet, die vier interpolierte Werte 9, 10, 11 und 12 umfaßt, die zwischen 36 Bildelementorten ausgebreitet sind.
  • Unter Bezugnahme auf 5C kann ein alternatives Verfahren bereitgestellt werden, durch welches alle angrenzenden Bildelemente interpoliert werden. Wie in 5C gezeigt wird eine eingegebene regelmäßige Anordnung von 4 × 4 von Bildelementen 29A mit Bildelementwerten a, b, c ... p bereitgestellt. Ein interpolierter Wert "1" wird aus eingegebenen Werten a und b erhalten und wird dreimal nachgebildet wie veranschaulicht. Ein interpolierter Wert 2 wird aus angrenzenden Bildelementen b und c erhalten und ebenfalls dreimal nachgebildet. Auf ähnliche Weise wird ein interpolierter Wert 3 aus angrenzenden Bildelementen c und d erhalten und auch nachgebildet. Dieser Prozeß geht für jede Zeile der eingegebenen regelmäßigen Anordnung vonstatten, um eine regelmäßige Anordnung von 9 × 4 von Bildelementen von interpolierten Werten 29B zu zeigen. In einer der Anordnung gemäß 5B entsprechenden Art und Weise wird die regelmäßige Anordnung von Bildelementen 29B basierend auf der Nachbarschaft der Werte derart weiter interpoliert, daß ein Wert 13 durch ein Interpolieren von Werten 1 und 4 erhalten wird und ein interpolierter Wert 18 durch ein Interpolieren der Werte 4 und 7 erhalten wird usw. Somit wird es unter Verwendung dieses Ansatzes erkannt, daß eine regelmäßige Anordnung von 9 × 9 29C von Bildelementen aus einer regelmäßigen Anordnung von 4 × 4 erhalten werden kann, was einen Vergrößerungsfaktor von 2,25 ergibt.
  • Während das Vorstehende in Bezug auf die Interpolation von angrenzenden und paarweisen Bildelementen beschrieben ist, können andere mathematische Prozesse angewendet werden, um das gewünschte Ergebnis zu erhalten. Beispielsweise kann der Durchschnitt von angrenzenden Bildelementwerten gebildet werden, oder es können Mischungen zwischen dazwischenliegenden neuen Bildelementen bereitgestellt werden. Es wird jedoch erkannt, daß die Kompliziertheit einiger mathematischer Operationen die zum Bestimmen der Zwischenzoomstufen benötigte Berechnungszeit erhöhen wird. Da die Zwischenzoomstufen typischerweise ziemlich flüchtig sind, ist der Bedarf an einer höheren Qualität im allgemeinen nicht notwendig, da es nur erforderlich ist, daß dem Benutzer der Eindruck vermittelt wird, daß ein spezielles Miniaturbild durch ein Heranzoomen vergrößert wird. Somit sind durch eine Bildelementnachbildung/-durchschnittsbildung usw. verursachte Verzerrungen des Bilds tolerabel, da es das ursprüngliche Bild wie dekomprimiert ist, das sich ergibt und das den größten bleibenden Eindruck auf das Auge des Benutzers hinterläßt.
  • Unter Bezugnahme auf 6 ist ein gewünschtes Bild 30 über eine Vielzahl von Zwischenstufengrößen 31, 32, 33 auf ein Bild mit Miniaturbildgröße 34 zusammenzuziehen (in der Größe zu schrumpfen), um eine visuelle Wirkung des "Wegzoomens" zu erzeugen. Die Technik des "Wegzoomens" wird erreicht, indem das wahre Bild aus einem komprimierten Bildformat dekomprimiert wird, um ein gewünschtes Bild 30 mit einer ersten Bildgröße (Dimension) und einer ersten Auflösung bereitzustellen. Daraufhin wird ein Durchschnitt für eine Vielzahl von Bildelementen 35 erhalten, um einen Durchschnittsbildelementwert zu erzeugen, wobei der Durchschnittsbildelementwert als ein einzelnes Bildelement einer ersten Zwischenstufengröße 31 des gewünschten Bilds 30 zugewiesen wird. Bei dem veranschaulichten Beispiel gemäß 3 wird der Durchschnitt jeder Gruppe von vier Bildelementen 35 des gewünschten Bilds 30 gebildet, um ein einzelnes Bildelement 36 der ersten Zwischenstufe 31 zu erzeugen. Der Durchschnitt einer Gruppe von vier Bildelementen 36 der ersten Zwischenstufengröße 31 des gewünschten Bilds 30 wird gebildet, um ein erstes Bildelement 37 einer zweiten Zwischenstufengröße 32 zu erzeugen. Dieser Prozeß wird für jede Gruppierung von vier Bildelementen der ersten Zwischenstufe 31 wiederholt, bis jedes Bildelement der zweiten Zwischenstufengröße 32 des gewünschten Bilds 30 erzeugt ist. Der Prozeß des Bildens des Durchschnitts von vier Bildelementen zum Erzeugen eines Bildelements einer nächsten Zwischenstufengröße 33 wird wiederholt, bis vorzugsweise eine Miniaturbildgröße 34 des gewünschten Bilds 30 erreicht ist. Sobald das Bild mit Miniaturbildgröße 34 im wesentlichen erreicht ist, kann ein Bild mit niedriger Auflösung aus dem komprimierten Bild extrahiert und mit der Miniaturbildgröße 34 angezeigt werden. Wie mit dem unter Bezugnahme auf 5B und 5C beschriebenen Bildelementnachbildungsprozeß kann das gewünschte Bild wieder anders als um einen Faktor von vier in der Größe verkleinert werden. Das Bilden des Durchschnitts von z.B. fünfundzwanzig Bildelementen einer Zwischenstufengröße zum Erreichen von vier Bildelementen einer nächsten Zwischenstufengröße führt zu einem Verkleinerungsgrößenverhältnis von 6,25:1.
  • Eine alternative Option zum Schrumpfen der Größe eines Bilds besteht darin, das Bild unterabzutasten. D.h., ein Bildelement einer Anzahl von jeweils n Bildelementen eines Bilds wird als ein Bildelement zum Ausbilden eines verkleinerten Bilds ausgewählt. Das verkleinerte Bild weist ein Verkleinerungs(größen)verhältnis von n:1 auf.
  • Nachstehend auf 7A Bezug nehmend veranschaulicht ein schematisches Flußdiagramm Schritte zum Heranzoomen oder Wegzoomen eines Bilds, die vorzugsweise als in dem Größenbestimmungsmodul 937 der Anwendungssoftware 935 arbeitende Software realisiert werden.
  • Wie in 7A zu sehen wird beginnend mit einem Startschritt 46A ein erstes Bild in einem Schritt 40 aus einem komprimierten eingegebenen Bild extrahiert (dekomprimiert) und mit einer ersten Größe und Auflösung auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt. Ein Prozeß des Ausdehnens (oder Schrumpfens) 41 wird gemäß dem vorstehend beschriebenen Techniken angewendet, und eine erste Zwischengröße des ersten Bilds wird erhalten. Das erste Bild wird von der Anzeige 904 gelöscht, und die ersten Zwischengröße des ersten Bilds wird angezeigt.
  • Ein Überprüfungsprozeß 42 bestimmt, ob die erste Zwischengröße dimensional eine Größe ist, die im wesentlichen einer vorbestimmte Bildgröße ähnelt. Falls der Überprüfungsprozeß bestimmt, daß die vorbestimmte Größe nicht erreicht worden ist, wird der Prozeß des Ausdehnens (oder Schrumpfens) 41 wieder auf das derzeitige (erste dazwischenliegende) Bild angewendet 43, um zu einer zweiten Zwischenstufengröße des ersten Bilds zu führen, die anstelle der ersten vorbestimmten Größe angezeigt wird. Der Prozeß wird fortgesetzt, bis die Überprüfungsprozedur 42 bestimmt, daß die vorbestimmte Bildgröße in einem Schritt 44 im wesentlichen erreicht worden ist. Auf dieser Stufe kann die Prozedur stoppen, was zu der fortgesetzten Anzeige des ausgedehnten/geschrumpften Bilds mit der gewünschten Größe führt. Vorzugsweise wird jedoch ein zweites Bild, bei dem es sich um eine zweite Größe und Auflösung des ersten Bilds handelt, aus dem komprimierten eingegebenen Bild dekomprimiert (extrahiert) und auf der Anzeigevorrichtung angezeigt. Der Prozeß des Ausdehnens 41 wird verwendet, wenn herangezoomt wird, und der Prozeß des Schrumpfens 41 wird verwendet, wenn weggezoomt wird. Es folgt, daß der Prozeß des Ausdehnens oder Schrumpfens 41 nicht in dem Ausmaß alternativ verwendet werden kann, daß dies ein absurdes Ergebnis bei einem entweder Heranzoomen oder Wegzoomen eines Bilds erzeugen würde.
  • In 7B ist ein dem Prozeß gemäß 7A ähnlicher Prozeß veranschaulicht, bei dem aber ein Startschritt 46B sowohl den Schritt 40 zum Dekomprimieren und Anzeigen des eingegebenen Bilds mit der ersten Größe als auch einen Schritt 45B zum Beginnen der Dekomprimierung des eingegebenen Bilds initiiert. In dieser Art und Weise treten sowohl die Dekomprimierung als auch das Ausdehnen/Schrumpfen mit niedriger Qualität gleichzeitig auf, und das zweite Bild wird angezeigt, nachdem die zweite Bildgröße des ausgedehnten/geschrumpften Bilds erhalten ist und die Dekomprimierung beendet ist, wie es durch einen Entscheidungsschritt 48 beurteilt wird.
  • Bei jedem der Beispiele gemäß 7A und 7B muß das eingegebene Bild kein vollständig komprimiertes wahres Bild sein, sondern kann ein teilweise komprimiertes Bild oder tatsächlich eine Gebrauchsversion davon wie beispielsweise ein Miniaturbild oder eine der vorstehend beschriebenen Zwischenstufen umfassen.
  • Es ist aus dem Vorstehenden ersichtlich, daß ein Zoomen, sowohl heran als auch weg, von Bildern in einer derartigen Weise ausgeführt werden kann, daß eine gestufte Weiterentwicklung des Zoomprozesses angezeigt wird und so bei der Benutzerorientierung geholfen wird, ohne daß der Bedarf besteht, daß auf jeder Anzeigestufe eine komplizierte Komprimierung auftritt. Das Ausdehnen/Schrumpfen der dazwischenliegenden (und möglicherweise endgültigen) Stufen belegt wesentlich weniger Rechenbetriebsmittel in dem Computersystem 900 und kann so schneller ausgeführt werden als eine inkrementelle Dekomprimierung. Somit werden Operationen des Blätterns in Bildern, insbesondere in Dateiverwaltungssystemen, erleichtert und durch die Geschwindigkeit und Leichtigkeit der Verwendung verbessert, während die Fähigkeit zur Wiedergabe des vollen Bilds bewahrt wird.
  • Seitenverhältniszoomen von Miniaturbildern
  • Dieses Ausführungsbeispiel ist auf ein Verfahren, eine Vorrichtung, ein System und ein Computerprogrammerzeugnis zum Seitenverhältniszoomen von Miniaturbildern, das zum Blättern in Bildern unter Verwendung eines Computers verwendet wird, gerichtet. Dies trennt im wesentlichen die Aufgaben des Blätterns in Inhalt und Beurteilens von Inhalt, wodurch die Notwendigkeit zum Schließen eines Kompromisses über die Größe eines Miniaturbilds eines Bilds beseitigt wird. Der Prozeß des Seitenverhältniszoomens stellt ein neues Konzept bei dem Blättern in Bildern dar und stellt eine einzigartige Lösung für die Probleme der Navigation und Orientierung in riesigen Bildräumen bereit.
  • Unter Verwendung des Seitenverhältniszoomprozesses des bevorzugten Ausführungsbeispiels werden alle Miniaturbilder in dem Suchbereich derart skaliert, daß sie in den verfügbaren Anzeigebereich passen. Dies erleichtert das globale Blättern in Inhalt. Miniaturbilder von Interesse werden daraufhin wie benötigt heraufskaliert. Dies erleichtert eine detailliertere Beurteilung von Bildinhalt.
  • Der Seitenverhältniszoomprozeß des bevorzugten Ausführungsbeispiels ermöglicht eine Realisierung eines einzigartigen Systems zum Blättern in Bildern, das eine konsistente räumliche Darstellung des ganzen Suchbereichs, eine Unterstützung von Bildgruppierungen in einer hierarchischen, von einem Benutzer definierten Struktur und eine schnelle Transversale zwischen dem Blättern in Inhalt und der detaillierten Beurteilung von Inhalt bereitstellt. Ein wichtiger Aspekt dieses Seitenverhältniszoomprozesses ist der Prozeß des rekursiven Anordnens von Bildanzeigebereichen mit festen Seitenverhältnissen, wobei das Seitenverhältnis als das Verhältnis der Breite des Bildanzeigebereichs zu der Höhe des Bildanzeigebereichs definiert ist. Das Bewahren eines festen Seitenverhältnisses für Bildanzeigebereiche überwindet die Probleme der Benutzernavigation und orientierung in dem ganzen Bildraum sowie die technologischen Probleme, die mit dem Herauf- und Herunterskalieren von Bildern mit angemessener Geschwindigkeit verbunden sind, so daß der Prozeß des Blätterns nicht behindert wird.
  • Die Vorrichtung zum Seitenverhältniszoomen von Miniaturbildern, die zum Blättern in Bildern gemäß diesem Verfahren verwendet wird, wird vorzugsweise unter Verwendung von auf einem Personal Computer wie z.B. dem in 1, 2 und 3 gezeigten System ausgeführter Software realisiert. Insbesondere ordnet die auf dem Computer laufende Software eine Gruppe oder mehrere Gruppen von Miniaturbildern der Digitalbildern in Eingrenzungsbereichen mit einem vorbestimmten Seitenverhältnis, das dem des größten möglichen verfügbaren Anzeigebereichs einer Anzeigevorrichtung entspricht, an und skaliert die Miniaturbilder vorzugsweise so groß wie möglich derart, daß sie in den jeweiligen Eingrenzungsbereich passen.
  • Vorzugsweise wird die Vorrichtung mit dem als Software oder ein Computerprogramm (z.B. in einer Browser-Anwendung), die auf einem durch einen Computer lesbaren Träger aufgezeichnet sind und von dem durch den Computer lesbaren Träger in das Computersystem 900 geladen werden, verkörperten Seitenverhältniszoomprozeß realisiert. Beispiele für geeignete durch einen Computer lesbare Träger umfassen eine Diskette, ein Magnetband, ein Festplattenlaufwerk, ein ROM oder eine integrierte Schaltung, eine magneto-optische Platte, einen Funk- oder Infrarotübertragungskanal zwischen dem Computer und einer anderen Vorrichtung, eine durch einen Computer lesbare Karte wie beispielsweise eine PCMCIA-Karte, eine Netzverbindung mit einem anderen Computer oder einer vernetzten Vorrichtung, und das Internet und Firmennetze einschließlich E-Mail-Übertragungen und auf Web-Sites aufgezeichneten Informationen und dergleichen. Die Vorstehenden sind lediglich beispielhaft für relevante durch einen Computer lesbare Träger.
  • 16 zeigt ein Flußdiagramm, das vorzugsweise durch das Softwaremodul 939 gemäß 3 realisierte Ausführungsbeispiele des Seitenverhältniszoomprozesses 120 veranschaulicht. Die Verarbeitung beginnt in einem Schritt 121, in dem die in einer Gruppe oder mehreren Gruppen organisierten Miniaturbilder in jeweiligen Eingrenzungsbereichen angeordnet werden. Jeder Eingrenzungsbereich kann dann wieder (Unter)Eingrenzungsbereiche umfassen und weist ein vorbestimmtes Seitenverhältnis auf. Das Seitenverhältnis ist das Verhältnis der Breite zu der Höhe des auf der Anzeigevorrichtung verfügbaren größten anzeigbaren Bereichs (bei dem es sich z.B. um den ganzen Bildschirm, einen Abschnitt des Bildschirms oder ein Fenster handeln kann). Dies ist nachstehend unter Bezugnahme auf 8 bis 15 ausführlicher beschrieben. In einem Schritt 123 werden die Miniaturbilder in jedem Eingrenzungsbereich derart skaliert, daß sie in den verfügbaren Bereich des Eingrenzungsbereichs passen. Es wird erkannt, daß dies eine hierarchische, baumartige Struktur von Sorten ausbildet, wobei ein Eingrenzungsbereich den obersten Eingrenzungsbereich in dem anzeigbaren Bereich bilden kann. Die Schritte 121 und 123 bilden die wesentlichen Schritte dieses Ausführungsbeispiels. Der Prozeß kann aus diesen Schritten alleine bestehen, umfaßt aber optional auch Schritte 124 bis 126.
  • Vorzugsweise wird in einem Entscheidungsblock 124 eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob ein von einem Benutzer ausgewählter Eingrenzungsbereich heranzuzoomen ist. Falls der Entscheidungsblock 124 wahr (heranzoomen) zurückgibt, fährt die Verarbeitung mit einem Schritt 125 fort. In dem Schritt 125 wird der ausgewählte Eingrenzungsbereich auf den verfügbaren Anzeigebereich vergrößert (heraufgezoomt), und dies wird ebenso für beliebige (Unter)Eingrenzungsbereiche mit Bezug auf die relevanten übergeordneten Eingrenzungsbereiche ausgeführt. Die Ausführung fährt daraufhin mit dem Schritt 121 fort, wobei der Serververhältniszoomprozeß in den Schritten 121 und 123 angewendet wird.
  • Falls der Entscheidungsblock 124 andernfalls falsch (wegzoomen) zurückgibt, fährt die Verarbeitung mit einem Schritt 126 fort. In diesem Schritt wird der umgekehrte oder komplementäre Prozeß des Schritts 125 ausgeführt, bevor die Verarbeitung zu dem Schritt 121 zurückkehrt. D.h., ein übergeordneter Eingrenzungsbereich der ausgewählten Gruppe wird auf den verfügbaren Anzeigebereich eingestellt, und ebenso wird der ausgewählte Eingrenzungsbereich zusammen mit seinen Miniaturbildern in der Größe verkleinert.
  • Der Prozeß des Seitenverhältnisheranzoomens bei diesem Ausführungsbeispiel überwindet Probleme der Benutzernavigation und -orientierung in dem Bildraum.
  • 8 zeigt ein Beispiel für einen ganzen Bildraum, der eine Gesamtheit von 132 in sechs verschiedene Gruppen aufgeteilten Miniaturbildern von Bildern umfaßt. Die Miniaturbilder von Bildern sind durch graue numerierte Quadrate dargestellt. Ein primärer Eingrenzungsbereich 100 stellt den für die Anzeige von Miniaturbildern von Bildern z.B. auf einem Videoanzeigemonitor verfügbaren ganzen Raum dar. Im allgemeinen definiert der primäre Eingrenzungsbereich das Seitenverhältnis der Anzeige. Eingrenzungsbereiche 102, 104, 106, 108, 110 und 112 stellen eine visuelle Abtrennung für die sechs Gruppen von Bildern in dem Bildraum bereit. Für dieses Beispiel umfaßt jede Gruppe 22 Miniaturbilder von Bildern und wird mit einer einheitlichen Größe und auf die größte mögliche Größe, die es der Gruppe erlaubt, in den jeweiligen Eingrenzungsbereich zu passen, skaliert angezeigt. Wie in 8 zu sehen ist der Eingrenzungsbereich 108 der einzige Bereich, der das gleiche Seitenverhältnis wie der primäre Eingrenzungsbereich 100 aufweist, in diesem Fall ein Verhältnis von etwa 1,320.
  • Während einer normalen Aktivität des Blätterns oder Suchens suchen Benutzer typischerweise den ganzen Suchbereich (in diesem Fall den ganzen Bildraum) ab und verfeinern daraufhin ihre Suche, indem sie es wählen, wahrgenommene Bereiche von Interesse näher zu betrachten. In diesem Fall kann der Benutzer es wählen, die in einem der Eingrenzungsbereiche angezeigten Bilder heranzuzoomen. Der Eingrenzungsbereich 108 wie veranschaulicht ist gemäß dem Prozeß des bevorzugten Ausführungsbeispiels angeordnet worden. Nur die Bilder in dem Eingrenzungsbereich 108 (der das gleiche Seitenverhältnis wie der primäre Eingrenzungsbereich 100 aufweist) können zum Füllen des primären Eingrenzungsbereichs 100 (d.h. des ganzen für die Anzeige von Bildern verfügbaren Raums) heraufgezoomt werden, ohne Orientierungsprobleme für Benutzer zu verursachen.
  • 9 veranschaulicht den Prozeß des Seitenverhältniszoomens der Miniaturbilder des Eingrenzungsbereichs 108, der das gleiche Seitenverhältnis wie der größte anzeigbare Bereich aufweist, gemäß dem Prozeß des bevorzugten Ausführungsbeispiels. Somit können die Bilder in dem Eingrenzungsbereich 108 zum Füllen des primären Eingrenzungsbereichs 100 vergrößert werden, ohne neu angeordnet zu werden. Dies ist wichtig, da es eine konsistente räumliche Darstellung des Bildraums bereitstellt. Im Gegensatz dazu führt ein Heraufzoomen eines der anderen Bildeingrenzungsbereiche 102, 104, 106, 110 oder 112 gemäß 8 (so daß die Miniaturbilder von Bildern in der Gruppe so groß wie möglich ausgebildet werden, um den primären Eingrenzungsbereich 100 zu füllen) dazu, daß die Bilder neu angeordnet werden, wie es nachstehend unter Bezugnahme auf 10 beschrieben ist.
  • 10 zeigt es, wie die Bilder in dem Eingrenzungsbereich 106 neu angeordnet werden müssen, falls sie zum Füllen des primären Eingrenzungsbereichs 100 heraufgezoomt werden. Alternative Verfahren zum Heraufzoomen eines Eingrenzungsbereichs mit einem anderen Seitenverhältnis auf dem primären Eingrenzungsbereich 100 sind in 11 und 12 gezeigt. Diese erfordern beide die Verwendung von Bildlaufleisten 114, 115 (oder ähnlichen Steuereinrichtungen) und führen zu Orientierungs- und Navigationsproblemen für Benutzer. Die mit der Verwendung von Bildlaufleisten verbundenen Verwendbarkeitsprobleme sind bekannt.
  • 13 zeigt es, wie die Miniaturbilder gemäß 8 in Übereinstimmung mit dem Seitenverhältniszoomprozeß des bevorzugten Ausführungsbeispiels neu angeordnet werden können. Jeder der Eingrenzungsbereiche 102 bis 112 der sechs Miniaturbildgruppierungen wird derart angeordnet, daß er das gleiche Seitenverhältnis wie der Haupteingrenzungsbereich 100 aufweist. In dieser Art und Weise werden alle sechs Bildgruppierungen in Bereichen mit dem gleichen Seitenverhältnis wie der primäre Eingrenzungsbereich angezeigt.
  • 14 veranschaulicht ein Beispiel für den derart, daß Bildeingrenzungsbereiche mit festen Seitenverhältnissen andere Bildeingrenzungsbereiche mit dem gleichen Seitenverhältnis anzeigen können, erweiterten Seitenverhältniszoomprozeß. Die diese Gruppierungen enthaltenden Eingrenzungsbereiche können auch dann wieder (Unter)Eingrenzungsbereiche umfassen. Somit wird eine hierarchische Struktur von Eingrenzungsbereichen und (Unter)Eingrenzungsbereichen bereitgestellt. Die Struktur des Bildraums ist in der Baumansicht 130 des (Windows oder Internet) "Explorer" (TM) Typs auf der linken Seite des Bildschirmfotos oder Bilds dargestellt. Jeder der Eingrenzungsbereiche ist als ein Verzeichnis in dem Baum dargestellt. Der größte anzeigbare Bereich oder Haupteingrenzungsbereich ist als "Bibliothek" 132 bezeichnet, und er umfaßt vier Gruppierungen von Miniaturbildern, die als "Australien" 134, "Transport" 136, "Bilder der Welt" 138 und "Leute" 140 bezeichnet sind.
  • Während der als "Australien" bezeichnete Eingrenzungsbereich 134 nur Miniaturbilder von Bildern umfaßt, umfaßt der Eingrenzungsbereich 140 für "Leute" weitere Gruppierungen von Miniaturbildern von Bildern ("Kinder" 141, "Betriebsleute" 142, "Paare" 143, "Sportler" 144). Dies trifft gleichermaßen auf die Eingrenzungsbereiche "Transport" und "Bilder der Welt" zu. Auf diese Weise unterstützt das Seitenverhältniszoomen die bedeutungsvolle und gleichzeitige Anzeige eines ganzen Bildraums.
  • 15 veranschaulicht die derartige Vergrößerung des Eingrenzungsbereichs "Leute" 140, daß er den verfügbaren Anzeigeraum (vormals als "Bibliothek" bezeichnet) füllt. Nachdem er die Inhalte der Gruppe "Leute" näher betrachtet hat, kann ein Benutzer es wählen, einen anderen Eingrenzungsbereich (z.B. umfaßt "Sportler" 144 vier weitere Gruppen 145–148) weiter "heranzuzoomen" oder zurück wegzuzoomen. Auf diese Weise sind Benutzer dazu in der Lage, einen beliebigen Eingrenzungsbereich zum Füllen des verfügbaren Anzeigebereichs zu verkleinern oder vergrößern, während der Zusammenhang und räumliche Bezug bewahrt werden.
  • Der Prozeß des Seitenverhältniszooms gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dahingehend vorteilhaft, daß er Nachteile des Stands der Technik überwindet. Dies umfaßt die mit dem Herauf- und Herunterskalieren von Bildern mit angemessener Geschwindigkeit verbundenen technologischen Probleme. Das Zoomen (Bewegen von dem Anzeigen einer Gruppe von Bildern und/oder Eingrenzungsbereichen zu dem Anzeigen der Inhalte eines Eingrenzungsbereichs) kann auf einer Anzahl von Wegen ausgeführt werden:
    • 1) Anzeigen umschalten: einfach von dem Anfangszustand zu dem herangezoomten Zustand umschalten, was dahingehend vorteilhaft ist, daß es sehr schnell ist;
    • 2) Zoomen mit Umrissen: Zeichnen des Umrisses jedes Bilds oder Eingrenzungsbereichs, das oder der in jedem Zoomschritt gezoomt wird, was ebenfalls sehr schnell ist und dem Benutzer ein Gefühl für den Zoomprozeß gibt;
    • 3) Genaues Zoomen: Ausführen einer Anzahl von Zwischenzoomschritten und genaues Neuzeichnen der Anzeige in jedem Schritt, was dahingehend vorteilhaft ist, daß jeder Zoomschritt ansprechend aussieht;
    • 4) Bitmasken skalieren: Heraufskalieren (oder Herunterskalieren) einer Bitmaske des ganzen primären Eingrenzungsbereichs 100 (oder eines Teils davon) zu jedem Zoomschritt und daraufhin genaues Neuzeichnen bei dem Ende des Zooms; Dies ist sehr schnell und gibt dem Benutzer ein gutes Gefühl für den Zoom.
  • Das "Skalieren der Bitmaske" bei dem vorstehenden Punkt (4) wird leicht ausgeführt, falls die Bitmaske des Bereichs, der herangezoomt wird, das gleiche Seitenverhältnis wie der Betrachtungsbereich aufweist. Falls sie nicht das gleiche Seitenverhältnis aufweist, entsprechen die Zoomschritte nicht der endgültigen sich ergebenden Anzeige. Ein Beispiel für ein derartiges Zoomen ist der vorstehend unter Bezugnahme auf 4 bis 7B beschriebene schnelle Zoom.
  • Nach dem letzten Zoomschritt enthält die Anzeige die "skalierte Bitmaske". Durch ein schnelles Zeichnen des Hintergrunds, aber Belassen der skalierten Bilder unangetastet, kann eine gute Annäherung der endgültigen Anzeige erhalten werden. Jedes Bild kann einzeln richtig neu gezeichnet werden, während es dem Benutzer ermöglicht wird, mit dem Programm zu interagieren. Je länger der Benutzer wartet, desto besser ist die Qualität der Anzeige (bis alle Bilder neu gezeichnet sind).
  • Eine weitere und bevorzugte Realisierung ist in 17A–17D veranschaulicht, die das Seitenverhältniszoomen mit einer alternativen Realisierung des vorher beschriebenen schnellen Zoomens von Miniaturbildern kombiniert. Insbesondere haben die gegenwärtigen Erfinder herausgefunden, daß ein Bild-für-Bild-Miniaturbildausdehnen, wie es bei einem Zoomen eines Eingrenzungsbereichs benötigt werden kann, besonders mit der Notwendigkeit, den Hintergrund des Eingrenzungsbereichs mit jeder Zwischenstufe neu zu zeichnen, übermäßig zeitraubend sein kann. Diese Schwierigkeit wird überwunden, indem der ganze Eingrenzungsbereich (Fenster) ausgewählt wird und der Bereich verarbeitet wird, als ob er ein einzelnes eingegebenes Bild wäre, wodurch der ganze Eingrenzungsbereich einschließlich Text und Bildern ausgedehnt/geschrumpft wird, und wenn die endgültige Größe unter Verwendung des vorher beschriebenen schnellen Zoomprozesses erhalten wird, wird der ganze Eingrenzungsbereich/das ganze Fenster einschließlich Hintergrund, Titel und einzelnen Bildern neu gezeichnet. Dies ist in 17A–17D dargestellt, wo es zu erkennen ist, daß 17A eine schematische Darstellung des vorher in 14 gesehenen Bibliotheksfensters 132 ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es erwünscht, den Eingrenzungsbereich "Leute" 140 heranzuzoomen, um das in 15 dargestellte Bild zu zeigen. 17A zeigt die Bibliotheksanzeige in ihrer anfänglichen Form vor dem Beginn des Zoomens. In 17B ist der Leuteeingrenzungsbereich 140 auf eine erste Zwischengröße gezoomt worden und ist als das Beginnen des Verdeckens der anderen Eingrenzungsbereiche veranschaulichend gezeigt. 17C zeigt eine weitere Übergangsstufe, wo der Leuteeingrenzungsbereich 140 im wesentlichen den Rest verdeckt, während der Zoom weitergeht. 17D zeigt die Konfiguration der Anzeige bei dem Abschluß des Zooms. Bei den Zwischenanzeigen gemäß 17B und 17C wird der Leuteeingrenzungsbereich 140 unter Verwendung von aus dem in 17A gezeigten Leuteeingrenzungsbereich nachgebildeten Bildelementen angezeigt. In 17D sind jedoch jedes der einzelnen Miniaturbilder und Untereingrenzungsbereiche 141–144 dekomprimiert, um die gewünschten Bilder mit höherer Qualität zu zeigen.
  • Der Prozeß des Seitenverhältniszoomens gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist auch dahingehend vorteilhaft, daß er ein neues und überlegenes System zum Blättern in Bildern bereitstellt, dem eine angenommene Weisheit bezüglich der Datenbanknavigation und der Prinzipien des Blätterns gegeben ist. Der Prozeß entspricht auch dem Führungsprinzip für den Entwurf von Datenbanknavigationssystemen, das darin besteht, Benutzern die gesamten Inhalte des Suchbereichs bewußtzumachen und die schnelle Untersuchung eines einzelnen Punkts in mehr Details zu erleichtern (siehe z.B. Spence, R. und Apperly, M.D. (1982) "Database Navigation: An Office Environment For the Professional", Behaviour and Information Technology, 1, 1, Seiten 43-54).
  • Der Prozeß nutzt auch die bemerkenswerten (und gut dokumentierten) Fähigkeiten von Menschen zum räumlichen Speichern und visuellen Absuchen aus, um bei dem Prozeß des Blätterns mitzuhelfen (statt sich einfach auf einen Aufruf durch eine höhere Klassifizierung zu verlassen). Weiterhin ist er dahingehend vorteilhaft, daß er eine fortwährende Verstärkung hinsichtlich der Struktur und Anordnung des Bildraums bereitstellt, was obgleich unbewußt im allgemeinen als den räumlichen Speicher verbessernd betrachtet wird. Er schlägt auch Kapital aus der annähernd grenzenlosen Kapazität des menschlichen Erkennungsspeichers (z.B. siehe Standing, L. (1973) "Learning 10,000 Pictures", Quarterly Journal of Experimental Psychology, 25, Seiten 207-222) und den hochentwickelten Fertigkeiten zur Mustererkennung, indem er alle Miniaturbilder in dem Suchbereich mit der möglichen maximalen Größe anzeigt, während er den Zusammenhang bewahrt und einen konsistenten räumlichen Bezug bereitstellt.
  • Während Benutzer nicht immer glücklich darüber sein können, Beurteilungen über den Inhalt eines Bilds anhand eines Miniaturbilds kleiner als 80 × 80 Bildelemente auszuführen, können so kleine Miniaturbilder von Bildern wie 6 × 6 Bildelemente klein dennoch leicht voneinander unterschieden werden. Ferner ist das menschliche Wahrnehmungssystem in Kombination mit Vorwissen über den Bildinhalt dazu in der Lage, Bilder aus so klein wie 14 × 14 Bildelemente angezeigten Miniaturbildern zu erkennen. Folglich kann für die Zwecke des Blätterns (im Unterschied zu dem Beurteilen von Inhalt) ein beträchtlicher Wert erreicht werden, indem Miniaturbilder mit viel kleineren Größen angezeigt werden als sie unter Verwendung von Techniken gemäß dem Stand der Technik angezeigt werden.
  • Komprimieren und Skalieren von Miniaturbildern
  • Dieses Beispiel ist auf ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Computerprogrammerzeugnis zum Codieren und Skalieren von Miniaturbildern gerichtet. D.h., Miniaturbilder von Bildern werden mit variierenden Auflösungen oder Größen erzeugt. Die verschiedenen Auflösungen oder Größen können vorbestimmt sein, wobei auf eine andere Größe als die der vorbestimmten Größe eingestellt werden kann. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bereitgestellte Miniaturbilder sind bei Anwendungen für zum Navigieren großer Datenbanken von Digitalbildern verwendete Bild-Browser besonders gut verwendbar. Während die Verwendung von gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erzeugten Miniaturbildern speziell Anwendung bei dem Blättern in Bilddatenbanken findet, ist es für den Fachmann offensichtlich, daß eine derartige Technik in anderen Anwendungen vorteilhaft in die Praxis umgesetzt werden kann. In der folgenden Beschreibung sind zahlreiche spezifische Details wie beispielsweise die Größe von Miniaturbildern von Bildern, den Prozeß verkörpernde Anwendungssoftware, Bildschirmanzeigen, Anordnungen von Miniaturbildern usw. im Detail beschrieben, um eine gründlichere Beschreibung bereitzustellen. Es ist jedoch für den Fachmann offensichtlich, daß dies ohne diese spezifischen Details in die Praxis umgesetzt werden kann. In anderen Fällen sind allgemein bekannte Merkmale nicht im Detail beschrieben, um die Beschreibung nicht unnötig unverständlich zu machen.
  • Überblick
  • Der Prozeß des Komprimierens und Skalierens eines Miniaturbilds ermöglicht einerseits die Anzeige von vielen kleinen Miniaturbildern oder Bildsymbolen wenn nötig und ermöglicht es andererseits, daß derartige Miniaturbilder so groß wie möglich angezeigt werden. Bei einer Anwendung des Blätterns, bei der Elemente einer Datenbank durch Miniaturbilder dargestellt werden, kann der Codierungs- und Skalierungsprozeß vorteilhaft verwendet werden. Um dem erwähnten Kompromiß optimal zu entsprechen, füllen die Miniaturbilder vorzugsweise ein Anzeigefenster, wenn sie angezeigt werden, und lassen nicht unnötig bedeutsame Abschnitte eines Anzeigefensters unbenutzt. Als eine grobe Annäherung füllen die Miniaturbilder ohne Rücksicht auf die angezeigte Anzahl von Miniaturbildern konstante "Bilddaten". Falls viele anzuzeigende Bilder vorhanden sind, werden die Miniaturbilder klein ausgebildet, während sie größer ausgebildet werden, falls nur wenige anzuzeigende Miniaturbilder vorhanden sind. Die Idee eines konstanten Bildbereichs ist nur annähernd, da das Ausmaß des Bereichs von der Größe der Randbereiche abhängt, die sich mit der Bildsymbolgröße und -anzahl ändern.
  • Der Prozeß stellt auch eine Komprimierung zum Minimieren des Speicherbedarfs für derartige Miniaturbilder bereit. Selbst kleine Bilder benötigen eine bedeutsame Menge von Raum, und folglich kann eine große Anzahl von Miniaturbildern eine bedeutsame Menge von Speicher verwenden. Die Komprimierung ist auch für die Speichereffizienz erwünscht. Es ist häufig wünschenswert, daß für einen schnellen Zugriff viele Miniaturbilder in dem Speicher statt auf der Platte gespeichert sind. Speicher steht normalerweise hoch im Kurs, und daher speichert der Prozeß die Miniaturbilder in einem komprimierten Format in dem Speicher.
  • Bei diesem Prozeß wird eine hierarchische Bildsymboldarstellung verwendet, um die Anforderung des "konstanten Bereichs"/der variablen Bildgröße zu erfüllen. Um die Komprimierung zu verwenden, wird eine relativ schnelle Dekomprimierung benötigt, so daß die Bildsymbole in einer annehmbaren Zeitspanne angezeigt werden. Zum Anzeigen eines "konstanten Bereichs" von Bildern in im wesentlichen der gleichen Zeitspanne stellt der Prozeß eine Dekomprimierungszeit bereit, die im wesentlichen proportional zu der Größe des Bilds ist. Durch das Anzeigen der verschiedenen Typen von Bildsätzen mit "konstantem Bereich" in der gleichen Zeitspanne stellt der Prozeß sicher, daß jeder Bildsatz in einer annehmbaren Zeitspanne angezeigt wird. Falls jeder Bildsatz in im wesentlichen der gleichen Zeitspanne angezeigt wird, kann unter Verwendung dieses Prozesses ein Anzeigezeitproblem des "ungünstigsten Falls" minimiert oder beseitigt werden. Somit werden alle Bildsätze so schnell wie möglich angezeigt.
  • Zum Erfüllen der vorstehenden Anforderungen nutzt der Prozeß eine effiziente, hierarchische, mit der diskreten Wavelet-Transformation (DWT) codierte Darstellung. DWT-Komprimierungstechniken bieten eine gute Bildkomprimierung, und das Codieren der durch die DWT in Form des Erhöhens der Frequenz erzeugten Unterbänder bietet eine hierarchische Darstellung, ohne im wesentlichen Komprimierungseffizienz (d.h. Ausmaß der Komprimierung) zu opfern. Weiterhin bietet das Codieren der Unterbänder in einer derartigen Reihenfolge zu der Größe des decodierten Bilds proportionale und von der Größe des ursprünglichen Bilds unabhängige Dekomprimierungszeiten. Die Verwendung einer geeigneten DWT-komprimierten Darstellung weist auch einen anderen Vorteil auf. Die Bildsymbole können tatsächlich mit einer größeren Größe als der Größe des ursprünglichen komprimierten Bildsymbols dekomprimiert werden. Dies wird einfach unter Verwendung der Inverse-DWT-Einrichtung in dem Dekomprimierungscode erreicht. Der Prozeß des bevorzugten Ausführungsbeispiels nutzt die SWEET-Komprimierungstechnik, die für diese Komprimierungsanwendung besonders geeignet ist. Die SWEET-Technik ist in der an 22. Januar 1997 eingereichten und "A Method for Digital Image Compression" betitelten australischen provisorischen Anmeldung Nr. PO 4728 offenbart, deren relevante Offenbarung nachstehend unter einer entsprechenden Zwischenüberschrift wiedergegeben ist. Die Komprimierung und Dekomprimierung unter Verwendung von SWEET sind beide sehr schnell. Auch werden die Unterbänder in der Reihenfolge zunehmender Frequenz und unabhängig codiert. Ferner stellt SWEET eine hohe Komprimierungseffizienz bereit.
  • Da der Prozeß eine Codierung der diskreten Wavelet-Transformation verwendet, kann er Versionen mit geringer Auflösung von Bildern mit einer linear von der Größe des decodierten Bilds abhängigen Decodierungszeit decodieren. Daher kann ein konstanter Bild-"Bereich" unabhängig von der Größe der Bilder, die einen Bereich bilden, decodiert werden. Eine effiziente hierarchische DWT-Darstellung erfüllt die gewünschten Anforderungen der schnellen Dekomprimierung und Dekomprimierung der hierarchischen Größe mit einer im wesentlichen zu der Größe des decodierten Bilds proportionalen Dekomprimierungsgeschwindigkeit. Ferner kann diese hierarchische Darstellung erreicht werden, ohne Komprimierungseffizienz zu opfern, und tatsächlich kann eine mit Techniken gemäß dem Stand der Technik konkurrenzfähige Komprimierung erhalten werden. Schließlich kann unter Verwendung einer DWT-Darstellung die Inverse-DWT-Einrichtung zum Anzeigen der Bildsymbole mit einer größeren Größe als der ursprünglichen komprimierten Größe verwendet werden.
  • Beispielhaftes Ausführungsbeispiel unter Verwendung von Miniaturbildern
  • Wie vorstehend erörtert zeigt 13 ein Blockschema, das sechs Gruppen 102–112 von auf einer Anzeigevorrichtung 100 (z.B. einem Computeranzeigemonitor) angezeigten Miniaturbildern veranschaulicht. Jede der beispielhaften Gruppen 102-112 umfaßt 22 entsprechend numerierte Miniaturbilder. Während spezielle Gruppierungen und Anzahlen von Miniaturbildern gezeigt sind, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf diese Anzahlen beschränkt. Das Beispiel gemäß 13 ist zur Erleichterung der Beschreibung bereitgestellt, wobei jedes Miniaturbild als ein grau gefüllter Block dargestellt ist.
  • Wie vorstehend erörtert handelt es sich bei jedem Miniaturbild um eine visuelle Darstellung, vorzugsweise von einer entsprechenden Bilddatei. In dem Fall von Bilddateien weist jede Bilddatei einen Bezug auf sie sowie ein entsprechendes Miniaturbild auf. Die Miniaturbilder oder Bildsymbole stellen eine Angabe des Bilds bereit, das sie darstellen, und sind kleine Versionen der Bilder. Bezüge auf die Bilddateien sind in einer Datenbank gespeichert (obwohl dies leicht auf Nicht-Bilddateien erweitert werden könnte), und können aus einem Dateisystem oder von einer Eingabevorrichtung wie beispielsweise einer Digitalkamera oder einer Abtasteinrichtung gewonnen werden. Wenn eine Bilddatei zu dem Datenbanksystem hinzugefügt wird, wird ein Bezug auf die Bilddatei gespeichert, und es wird ein Miniaturbild für das Bild erzeugt. Während das Beispiel Miniaturbilder verwendet, die Stehbilder darstellen, ist die Erfindung nicht auf diese spezielle Anwendung beschränkt. Statt dessen können Miniaturbilder bei dem nachstehend beschriebenen Beispiel zum Darstellen anderer Dinge einschließlich Videosequenzen, eines Dokuments, für das ein Symbol ausgebildet werden kann, usw. verwendet werden.
  • Wie in dem Bildschirmfoto gemäß 14 gezeigt ist jedes der Miniaturbilder eine graphische Darstellung eines Bilds. Abhängig von der beteiligten speziellen Anwendung kann die Anordnung der Miniaturbilder eine Anzahl von Dingen widerspiegeln: die semihierarchische Kategorisierung der Bilder in Verzeichnisse (auf eine gerichtete azyklische graphische Darstellung mit einer einzelnen Wurzel, aber nur den Blättern, d.h. den Bildern selbst, kann mehrfach Bezug genommen werden); eine Anzeige der in das System gebrachten, aber noch nicht kategorisierten Bilder; oder die Ergebnisse einer automatischen Suche durch die Bilder in dem System. Große Anzahlen von Bildern können in dem System gespeichert werden. Beispielsweise ist es nicht ungewöhnlich, daß Bilddatenbanken zehntausend Bilder umfassen können. Tatsächlich ist die einzige Beschränkung der Größe der Bilddatenbank die Speicherkapazität und Leistungsfähigkeit des verwendeten Computers.
  • Bei diesem Beispiel zeigt die Anzeige der höchsten Ebene alle kategorisierten Bilder logisch. Für jeden inneren Knoten der auf der linken Seite von 14 gezeigten graphischen Darstellung (jedes Verzeichnis) wird eine rechteckige regelmäßige Anordnung der Miniaturbilder in der oberen linken Ecke und mit der gleichen Größe für alle mit diesem Knoten direkt verbundenen Blätter angezeigt. In dem verbleibenden Raum wird ein Umriß jedes inneren Knotens, der von diesem Knoten abhängt, angeordnet. Dieser Prozeß wird in jedem Umriß, d.h. für jeden inneren Knoten, rekursiv wiederholt (obwohl mit kleineren Maßstäben). Bei der beispielhaften Anwendung wird in der Hierarchie von Miniaturbildern navigiert, indem an die Verzeichnisse herangezoomt und von ihnen weggezoomt wird. Da eine gerichtete azyklische graphische Darstellung dargestellt wird, kann ein gegebenes Bild auch mehrere Male in der Hierarchie erscheinen. Da die Stellen, an denen das Bild erscheint, sich auf verschiedenen Ebenen der Hierarchie befinden können, kann es notwendig sein, für die Bilder mit verschiedenen Größe mehrere Miniaturbilder gleichzeitig anzuzeigen.
  • Codierungs- und Skalierungsprozeß
  • Obwohl er keinen Teil der Erfindung wie beansprucht bildet, ist nachstehend ein Codierungs- und Skalierungsprozeß beschrieben. Zum Verringern des Speicherbedarfs für potentiell große Anzahlen von Miniaturbildern und zum Bereitstellen einer schnellen Skalierung von Miniaturbildern stellt das in 18 dargestellte Beispiel ein Verfahren 150 zum Codieren von Miniaturbildern bereit, bei dem Bilder komprimiert werden und die Form der Komprimierung eine schnelle Skalierung des Miniaturbilds unter Verwendung einer hierarchischen Darstellung ermöglicht. Vorzugsweise werden in einem Schritt 154 ein Miniaturbild oder mehrere Miniaturbilder erzeugt, indem jeweilige Bilder unter Verwendung einer hierarchischen Komprimierungstechnik der diskreten Wavelet-Transformation (DWT) komprimiert werden. Vorzugsweise ist die verwendete hierarchische DWT-Komprimierungstechnik die SWEET-Technik.
  • 19 zeigt ein Flußdiagramm, das den Prozeß des Skalierens eines Miniaturbilds gemäß dem Beispiel veranschaulicht. Insbesondere veranschaulicht das Flußdiagramm den Prozeß 160 des Decodierens von Miniaturbildern, wobei jedes Miniaturbild eine hierarchische Darstellung eines Digitalbilds mit einem vorbestimmten Maßstab einer Vielzahl von Maßstäben umfaßt, um das Miniaturbild zur Anzeige mit einer gewünschten Größe bereitzustellen. Die Verarbeitung beginnt in einem Schritt 162. In einem Schritt 164 wird ein die hierarchische Darstellung eines Bilds umfassendes Miniaturbild zum Zweck des Erzeugens eines Miniaturbilds mit gewünschter Größe oder gewünschtem Maßstab decodiert. Das Miniaturbild wird auf den der gewünschten Größe des Miniaturbilds zur Anzeige nächsten Maßstab decodiert. Der Maßstab der decodierten hierarchischen Darstellung kann gleich der gewünschten Größe des Miniaturbilds sein. Falls dem nicht so ist, ist die decodierte hierarchische Darstellung vorzugsweise größer als die gewünschte Größe. Wieder handelt es sich bei der hierarchischen Darstellung vorzugsweise um ein unter Verwendung der SWEET-Komprimierungstechnik komprimiertes Bild. In einem Entscheidungsblock 166 wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Maßstab des decodierten Miniaturbilds gleich der anzuzeigenden gewünschten Größe ist. Falls der Entscheidungsblock 166 wahr (ja) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 170 weiter. Falls andernfalls der Entscheidungsblock 166 falsch (nein) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 168 weiter.
  • In dem Schritt 168 wird die Größe der decodierten hierarchischen Darstellung auf die gewünschte Größe des anzuzeigenden Miniaturbilds eingestellt. Vorzugsweise umfaßt der Einstellungsschritt ein einheitliches Herunterskalieren oder niedrigeres Abtasten (downsampling) der decodierten hierarchischen Darstellung zum Bereitstellen des Miniaturbilds der gewünschten Größe, falls der Maßstab der decodierten hierarchischen Darstellung größer als die gewünschte Größe des Miniaturbilds ist. Das Miniaturbild wird vorzugsweise immer nach unten und um weniger als einen Faktor von 2 in jeder linearen Dimension skaliert. In Betriebsumgebungen wie beispielsweise Microsoft (TM) Windows (TM) können eingebaute Windows-Funktionen verwendet werden, um dies zu tun, was dem System die Gelegenheit gibt, die Operation so gut es kann zu optimieren.
  • In dem Schritt 170 wird die decodierte hierarchische Darstellung als das Miniaturbild mit der gewünschten Größe angezeigt. Codierte und/oder decodierte hierarchische Darstellungen (z.B. komprimierte und/oder dekomprimierte Miniaturbilder) werden zur späteren schnellen Wiedergewinnung und Anzeige vorzugsweise in einem Cache oder Speicher von Miniaturbildern gespeichert. Da der Prozeß des Dekomprimierens der hierarchischen Darstellung auf den gewünschten Maßstab ein Decodieren mehrerer Zwischenmaßstäbe oder Zwischengrößen der hierarchischen Darstellung umfassen kann, können optional die Zwischenmaßstäbe ebenfalls in dem Cache oder Speicher von Miniaturbildern gespeichert werden. Beispielsweise kann ein mit einer Größe von 64 × 64 Bildelementen angezeigtes decodiertes Miniaturbild anschließend mit einer Größe von 16 × 16 Bildelementen angezeigt werden. Falls dem so ist, kann ein früher decodiertes Miniaturbild dieser Größe aus dem Cache wiedergewonnen werden, wobei das Miniaturbild der kleineren Größe in dem Prozeß des Decodierens des Miniaturbilds mit 64 × 64 Bildelementen erhalten wurde. Die Verarbeitung endet in einem Schritt 172.
  • Während die Schritte 164 und 168 vorzugsweise ein niedrigeres Abtasten zum Einstellen einer decodierten hierarchischen Darstellung (größerer Größe) auf die gewünschte Größe umfassen, können andere Techniken dies zu tun verwendet werden. Beispielsweise kann das Verfahren gemäß 19 alternativ ein Decodieren der hierarchischen Darstellung auf einen kleineren Maßstab als die gewünschte Miniaturbildgröße und höheres Abtasten (upsampling) der decodierten hierarchischen Darstellung zum Bereitstellen des Miniaturbilds der gewünschten Größe umfassen. Als eine weitere Alternative kann das Verfahren ein Decodieren der hierarchischen Darstellung in dem Schritt 164 auf zwei verschiedene angrenzende Maßstäbe oder Größen (z.B. 64 × 64 Bildelemente und 32 × 32 Bildelemente) zum Bereitstellen des Miniaturbilds der gewünschten Größe umfassen. In dem Schritt 168 kann eine Interpolation zwischen den decodierten hierarchischen Darstellungen ausgeführt werden, um das Miniaturbild der gewünschten Größe bereitzustellen. In diesem Fall ist einer der Maßstäbe der decodierten hierarchischen Darstellung größer als die gewünschte Miniaturbildgröße, und der andere Maßstab ist kleiner als die gewünschte Miniaturbildgröße.
  • Zu 15 zurückkehrend ist ein weiteres beispielhaftes Bildschirmfoto gezeigt, das die heraufgezoomte Anzeige von Miniaturbildern oder Bildsymbolen der Leutegruppe gemäß 14 veranschaulicht. Die heraufskalierten Versionen der in 15 gezeigten Miniaturbilder können gemäß dem Prozeß gemäß 19 erhalten werden.
  • Vorzugsweise wird der vorstehend beschriebene Prozeß mit dem als Software oder ein Computerprogramm (z.B. in einer Browser-Anwendung), die auf einem durch einen Computer lesbaren Träger aufgezeichnet sind und von dem durch einen Computer lesbaren Träger in das Computersystem 900 geladen werden, verkörperten Miniaturbildcodierungs- und -skalierungsprozeß realisiert. Beispiele für einen derartigen durch einen Computer lesbaren Träger umfassen eine Diskette, ein Magnetband, ein Festplattenlaufwerk, ein ROM oder eine integrierte Schaltung, eine magnetooptische Platte, einen Funk- oder Infrarotübertragungskanal zwischen dem Computer und einer anderen Vorrichtung, eine durch einen Computer lesbare Karte wie beispielsweise eine PCMCIA-Karte, eine Netzverbindung mit einem anderen Computer oder einer vernetzten Vorrichtung, und das Internet und Firmennetze einschließlich E-Mail-Übertragungen und auf Web-Sites aufgezeichneten Informationen und dergleichen. Die Vorstehenden sind lediglich beispielhaft für relevante durch einen Computer lesbare Träger. Andere durch einen Computer lesbare Träger können in die Praxis umgesetzt werden, ohne von dem Schutzbereich der Patentansprüche abzuweichen.
  • Das Verfahren gemäß dem Beispiel und insbesondere unter Verwendung der SWEET-Komprimierungstechnik erfüllt eine Anzahl gleichzeitiger Anforderungen des Speicherns und Skalierens von Miniaturbildern und weist daher eine Anzahl von Vorteilen auf. Erstens erlaubt es die Komprimierung der Miniaturbilder, so viele Miniaturbilder wie möglich in dem Speicher zu speichern. Dies ist besonders wichtig, wenn bei einer Anwendung, bei der ein Benutzer z.B. in einer großen Datenbank von Bildern blättert, große Anzahlen von Miniaturbildern in den Speicher geladen werden können. Vorzugsweise kann ein Cache verwendet werden, um Miniaturbilder einschließlich mehrerer, verschieden großer decodierterer Versionen von Miniaturbildern zum schnellen Zugriff zu speichern. Zweitens ermöglicht es das bevorzugte Ausführungsbeispiel, Miniaturbilder schnell zu dekomprimieren. Dies stellt eine kurze Ansprechzeit für Benutzer bereit, besonders bei eine Navigation einer Datenbank wie beispielsweise einer Bilddatenbank umfassenden Anwendungen, bei denen ein Benutzer ein Miniaturbild herauf- oder herunterzoomen kann. Das Verfahren stellt eine Komprimierungseffizienz und Dekomprimierungsgeschwindigkeit bereit. Drittens stellt das Beispiel eine zufriedenstellende Bildqualität bei allen Größen oder Maßstäben, mit denen Miniaturbilder angezeigt werden können, bereit. Diese dritte Anforderung wird erreicht, ohne mehrere Komprimierungen der mit variierenden Größen gespeicherten Miniaturbilder zu benötigen, wie sie durch eine JPEG-Komprimierung benötigt werden können, oder eine einzelne Komprimierung eines Bilds mit der benötigten größtmöglichen Größe aufzuweisen und daraufhin einheitlich herunterzuskalieren. Somit verbraucht das Beispiel nicht verschwenderisch mehr Aufbewahrungsplatz und Speicher und ist nicht langsam.
  • Das Komprimieren eines Bilds zum Erzeugen einer hierarchischen Darstellung unter Verwendung der SWEET-Komprimierungstechnik weist eine Anzahl von Vorteilen auf. Die durch SWEET erreichte Komprimierung beträgt typischerweise 10:1 und stellt daher einen guten Komprimierungsfaktor bereit. Ferner ist die Dekomprimierung unter Verwendung von SWEET schnell und in Bezug auf die Anzahl von dekomprimierten Bildelementen linear. Somit ist die Dekomprimierungszeit zum Anzeigen einer großen Anzahl (z.B. eines Bildschirms voll) von kleinen Miniaturbildern in der gleichen Größenordnung wie bei dem Anzeigen von einigen Miniaturbildern großer Größe. Ferner codiert SWEET Miniaturbilder hierarchisch, und daher ist es nicht notwendig, den ganzen Datensatz zu dekomprimieren, um zu den Miniaturbildern kleinerer Größe zu gelangen. Da die SWEET-Komprimierungstechnik Daten sequentiell codiert, umfaßt tatsächlich der erste Abschnitt von SWEET-komprimierten Daten alle Informationen zum Dekomprimieren des Bilds kleinster Größe, der nächste Abschnitt umfaßt zum Dekomprimieren der nächstgrößeren Größe benötigte zusätzliche Informationen usw. Zudem wird die Leistungsfähigkeit weiter verbessert, da in dem Fall des Anzeigens einer Anzahl der Miniaturbilder kleinster Größe alle Daten durch den CPU-Cache vorabgerufen werden können.
  • Mit Bezug auf den Schritt 168 gemäß 19 wird die volle Verwendung der durch SWEET gespeicherten höchsten verfügbaren Auflösung ausgeführt. Insbesondere stellt SWEET eine "minus-1"-Dekomprimierung bereit, die ein Miniaturbild bereitstellt, das die zweifache Größe (in jeder linearen Dimension) des nicht komprimierten Miniaturbilds aufweist. Wenn das minus-1-Bild herunterskaliert wird, wird immer noch eine zufriedenstellende Bildqualität bereitgestellt. Falls es erwünscht ist, ein Miniaturbild mit einer Größe zu betrachten, die größer als die durch SWEET bereitgestellte maximale Größe (die ein abstimmbarer Parameter ist) ist, kann die "minus-1"-Version heraufskaliert werden. Ein weiterer Vorteil des bevorzugten Ausführungsbeispiels besteht darin, daß das System Miniaturbilder handhaben kann, deren nicht komprimierte Formen verschiedene Größen aufweisen.
  • Wie es aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, ermöglicht es das Verfahren, Miniaturbilder oder Bilder in mehreren verschiedenen Anordnungen anzuzeigen, die zumindest eines oder mehrere der folgenden benötigen: ein oder mehrere verschiedene Bilder; oder ein oder mehrere Bilder mit verschiedenen einheitlichen Maßstäben; oder ein oder mehrere Bilder an verschiedenen Positionen. Das Verfahren erleichtert auch ein schnelles Wechseln zwischen verschiedenen Anzeigeanordnungen. Bilder können ohne Rücksicht auf die Größe mit zufriedenstellender Qualität angezeigt werden.
  • 20 veranschaulicht es in Flußdiagrammform, wie die vorstehend beschriebenen Beispiele in dem Computersystem 900 praktisch realisiert werden können. In einem Schritt 181 wird das Seitenverhältnis der Anzeige 904 anhand von vorbestimmten Hardwareparametern identifiziert. In einem Schritt 182 wird der Eingrenzungsbereich in der Browser-Anwendungssoftware in der Form eingestellt, um ein entsprechendes Seitenverhältnis aufzuweisen, wie es unter Bezugnahme auf 8 und 13 beschrieben ist. In einem Schritt 183 wird die Anzahl von Miniaturbildern identifiziert, um eine Bestimmung der Miniaturbildgröße in dem Eingrenzungsbereich zu ermöglichen. In einem Schritt 184 wird die Miniaturbildgröße gemäß 4–7B, 16 oder 18–19 eingestellt, so daß alle Miniaturbilder in den Eingrenzungsbereich passen. In einem Schritt 185 werden die in der Größe angepaßten Miniaturbilder in dem Eingrenzungsbereich angeordnet, und schließlich kann in einem Schritt 156 der Benutzer den Eingrenzungsbereich in der Größe anpassen, um die Leichtigkeit des Blätterns zu fördern.
  • 21 zeigt es, wie das Vorstehende auf einer Benutzerebene erscheint. Schritte 187A–187C identifizieren jeweils Verzeichnisbewegungen, die durch den Benutzer in einer bekannten Art und Weise initiiert werden können. Wenn in dem Schritt 187B das richtige Verzeichnis identifiziert wird, betrachtet der Benutzer in einem Schritt 188A das Verzeichnis, um ein Zielbild zu identifizieren. Ein derartiges Bild wird in einem Schritt 188B ausgewählt, was ein schnelles Heranzoomen wie vorstehend beschrieben bewirkt. Der Benutzer betrachtet in einem Schritt 188C ein Bild mit Zwischengröße, um das richtige Bild zu bestätigen. Falls dem nicht so ist, wird ein Wegzoomen ausgeführt und in dem Schritt 188A eine andere Auswahl ausgeführt. Falls in dem Schritt 188C das richtige Bild identifiziert wird, kann es ausgewählt werden, um zu bewirken, daß das wahre Bild dekomprimiert und mit einem hohen Qualitätsniveau angezeigt wird. Bei jeder der Verzeichnisoperationen 187A–187C kann die seitenverhältnisbasierte Manipulation von Verzeichnissen und Eingrenzungsbereichen ausgeführt werden, die mit der hierarchischen Darstellung des Bilds und seinem Zoomen kombiniert wird.
  • SWEET – ein Verfahren zur Digitalbildkomprimierung
  • Diese Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Darstellen von Digitalbilddaten und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Codieren und Decodieren von aus Digitalbilddaten erhaltenen Transformationskoeffizienten, die keinen Teil der Erfindung bilden.
  • Es ist eine Anzahl von transformationsbasierten Bildcodierungstechniken bekannt, die ein lineares Transformieren eines Quellenbilds zum De korrelieren von Daten und Codieren der Transformationskoeffizienten daraufhin umfassen. Derartige bekannte Techniken umfassen das JPEG-Standard-Bildkomprimierungsverfahren, das eine diskrete Cosinustransformation (DCT) mit einem Block von 8 × 8 verwendet. Die JPEG-Codierung umfaßt ein Transformieren von Blöcken eines Quellenbilds unter Verwendung der DCT, ein Quantisieren der sich ergebenden Transformationskoeffizienten, wobei das meiste der Komprimierung unter Ausnutzung der visuellen Wahrnehmung ausgeführt wird, und ein verlustloses Codieren der quantisierten Koeffizienten in einer vorbestimmten Zickzack-Sequenz von Koeffizienten der niedrigsten Frequenz zu Koeffizienten der höchsten Frequenz.
  • Es ist auch eine als das Eingebetteter-Nullbaum-Wavelet-Verfahren (EZW method bzw. embedded zerotree wavelet method) bezeichnete Komprimierungstechnik vorhanden. EZW umfaßt ein Anwenden einer diskreten Wavelet-Transformation auf ein Quellenbild zum Zerlegen des Bilds in eine Anzahl von Unterbändern hoher Frequenz und ein Unterband niedrigster Frequenz, normalerweise mit einer Anzahl von verschiedenen Auflösungsstufen oder Maßstäben. Daraufhin wird abhängig von Vorhersagen der Selbstähnlichkeit von Koeffizienten quer über Maßstäbe eine Nullbaum-Codierung auf die Unterbänder angewendet. Die Nullbaum-codierten Koeffizienten werden daraufhin unter Verwendung einer arithmetischen Codierung verlustlos codiert.
  • Beide Techniken nutzen jedoch komplizierte Verfahren zum Codieren von Positionsinformationen und verwenden eine verlustlose Codierung. Somit weisen die vorstehenden Verfahren eine Anzahl von Nachteilen einschließlich eines Fehlens von Flexibilität und einer Kompliziertheit der Codierungstechnik auf.
  • Im wesentlichen stellt der SWEET-Prozeß der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren zum Darstellen eines Digitalbilds zum Bereitstellen einer codierten Darstellung bereit, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
    Transformieren des Digitalbilds zum Ableiten einer Vielzahl von Koeffizienten, wobei jeder Koeffizient durch eine vorbestimmte Bitfolge dargestellt wird;
    Auswählen eines Abschnitts der Vielzahl von Koeffizienten als ein Gebiet; und
    • (a) Abtasten der Bedeutung jeder Bitebene des ausgewählten Gebiets von einer bedeutsamsten Bitebene zu einer am wenigsten bedeutsamen Bitebene hin und Bereitstellen eines ersten Zeichens in der codierten Darstellung für jede nicht bedeutsame Bitebene, bis eine bedeutsame Bitebene bestimmt wird, wobei ein zweites Zeichen in der codierten Darstellung für die bedeutsame Bitebene bereitgestellt wird;
    • (b) Aufteilen des ausgewählten Gebiets in zwei oder mehr Untergebiete mit einer vorbestimmten Form und Einstellen jedes der Untergebiete als das ausgewählte Gebiet; und
    • (c) Wiederholen der Schritte (a) und (b) beginnend mit der bedeutsamen Bitebene, bis das ausgewählte Gebiet eine vorbestimmten Größe aufweist, wobei die Koeffizienten des ausgewählten Gebiets codiert und in der codierten Darstellung bereitgestellt werden.
  • Vorzugsweise umfaßt der Schritt des linearen Transformierens ein Anwenden einer diskreten Wavelet-Transformation auf das Digitalbild, und der ausgewählte Abschnitt der Koeffizienten umfaßt anfänglich die ganze Vielzahl von Koeffizienten oder ein Unterband der Koeffizienten.
  • Vorzugsweise umfassen das erste und zweite Zeichen Bitwerte von 0 bzw. 1.
  • Vorzugsweise sind die Untergebiete gleich groß und sind optional quadratisch.
  • Vorzugsweise ist die vorbestimmte Größe des Untergebiets ein Koeffizient von 1 × 1. Weiterhin wird der Koeffizient von 1 × 1 codiert, indem Bits der entsprechenden Bitfolge beginnend mit der jeweiligen bedeutsamen Bitebene ausgegeben werden. Vorzugsweise werden nur Bits der entsprechenden Bitfolge oberhalb eines bestimmten minimalen Bitpegels in der codierten Darstellung ausgegeben.
  • Vorzugsweise werden in dem Schritt (c) die Schritte (a) und (b) andernfalls wiederholt, bis jede Bitebene des ausgewählten Gebiets abgetastet worden ist. Jede Bitebene des ausgewählten Gebiets oberhalb eines minimalen Bitpegels wird abgetastet.
  • SWEET stellt auch ein Verfahren zum Codieren eines Digitalbilds bereit, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
    Zerlegen des Bilds unter Verwendung einer diskreten Wavelet-Transformation zum Bereitstellen einer Anzahl von Unterbändern;
    für jedes Unterband das Unterband als ein Anfangsgebiet auswählen und die folgenden Unterschritte ausführen:
    • (a) Überprüfen, ob ein derzeitiger Bitpegel des ausgewählten Gebiets bedeutsam ist;
    • (b) falls der derzeitige Bitpegel bedeutsam ist, ein erstes Zeichen in einer codierten Darstellung ausgeben und das ausgewählte Gebiet in eine Anzahl von gleich großen Untergebieten aufteilen, wobei jedes Untergebiet dann wieder als das ausgewählte Gebiet verarbeitet wird;
    • (c) falls der derzeitige Bitpegel nicht bedeutsam ist, ein zweites Zeichen in der codierten Darstellung ausgeben und den nächstniedrigeren Bitpegel des ausgewählten Gebiets als den derzeitigen Bitpegel auswählen;
    • (d) Wiederholen der Schritte (a) bis (c), bis der derzeitige Bitpegel kleiner als ein bestimmter minimaler Bitpegel ist oder das ausgewählte Gebiet eine vorbestimmte Größe aufweist und Koeffizienten des ausgewählten Gebiets in der codierten Darstellung codiert sind.
  • Vorzugsweise werden die Koeffizienten des ausgewählten Gebiets codiert, indem jeder Koeffizient durch die Bits zwischen dem entsprechenden derzeitigen Bitpegel und dem minimalen Bitpegel dargestellt wird.
  • SWEET stellt auch ein Verfahren zum Codieren eines Digitalbilds bereit, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
    • a) Teilen des Digitalbilds in eine Vielzahl von Blöcken;
    • b) Anwenden einer Unterbandtransformation auf jeden der Blöcke, um eine Vielzahl von AC-Unterbandgebieten mit einer Auflösung oder mehreren Auflösungen und ein DC-Unterbandgebiet für jeden Block bereitzustellen;
    • c) Auswahl des DC-Unterbandgebiets als ein ausgewähltes Gebiet und Ausführen der folgenden Unterschritte:
    • ca) Überprüfen, ob eine derzeitige Bitebene des ausgewählten Gebiets bedeutsam ist;
    • cb) falls die derzeitige Bitebene bedeutsam ist, ein erstes Zeichen in einer codierten Darstellung ausgeben und das ausgewählte Gebiet in eine Anzahl von Untergebieten aufteilen, wobei jedes Untergebiet dann wieder als das ausgewählte Gebiet verarbeitet wird;
    • cc) falls die derzeitige Bitebene nicht bedeutsam ist, ein zweites Zeichen in der codierten Darstellung ausgeben und die nächstniedrigere Bitebene des ausgewählten Gebiets als die derzeitige Bitebene auswählen;
    • cd) Wiederholen der Unterschritte ca) bis cc), bis die derzeitige Bitebene kleiner als eine bestimmte minimale Bitebene ist oder das ausgewählte Gebiet eine vorbestimmte Größe aufweist und Koeffizienten des ausgewählten Gebiets in der codierten Darstellung codiert sind;
    • d) Auswählen von im wesentlichen allen nicht codierten AC-Unterbandgebieten als ein verbleibendes Gebiet jedes Blocks und Abtasten der Bedeutung jeder Bitebene des verbleibenden Gebiets von einer bedeutsamsten Bitebene zu einer am wenigsten bedeutsamen Bitebene hin und Ausgeben des zweiten Zeichens für jede nicht bedeutsame Bitebene, bis eine bedeutsame Bitebene bestimmt wird;
    • e) Einstellen eines AC-Unterbandgebiets oder mehrerer AC-Unterbandgebiete einer derzeitigen Auflösungsstufe als ein ausgewähltes Gebiet und Ausführen der Unterschritte ca) bis cd);
    • f) Wiecerholen des Schritts e), bis im wesentlichen alle AC-Unterbänder der derzeitigen Auflösungsstufe codiert worden sind; und
    • g) Wiecerholen der Schritte d) bis f), bis alle AC-Unterbänder jedes Blocks codiert worden sind.
  • Andere Ausgestaltungen von SWEET umfassen ein Verfahren zum Decodieren der codierten Darstellung eines Digitalbilds, eine Vorrichtung zum Darstellen eines Digitalbilds zum Bereitstellen der codierten Darstellung, eine Vorrichtung zum Decodieren der codierten Darstellung eines Digitalbilds, ein Computersoftwaresystem zum Darstellen eines Digitalbilds zum Bereitstellen der codierten Darstellung und ein Computersoftwaresystem zum Decodieren der codierten Darstellung.
  • Ein Blockschaltbild auf hoher Ebene ist in 22 veranschaulicht, um einen Überblick der SWEET-Verfahren bereitzustellen. Ein eingegebenes Bild 190 wird für den Transformationsblock 192 bereitgestellt, bei dem es sich vorzugsweise um eine lineare Transformation handelt, um entsprechende Transformationskoeffizienten 194 zu erzeugen. Es wird vorzugsweise eine diskrete Wavelet-Transformation (DWT) verwendet.
  • Die zweidimensionale DWT eines Bilds ist eine Transformation, die das Bild unter Verwendung einer Annäherung niedriger Frequenz an das Bild und dreier Detailkomponenten hoher Frequenz darstellt. Herkömmlich werden diese Komponenten als Unterbänder bezeichnet. Jedes der vier durch die DWT ausgebildeten Unterbilder beträgt ein Viertel der Größe des ursprünglichen Bilds. Das Bild niedriger Frequenz umfaßt die meisten der Informationen über das ursprüngliche Bild. Diese Informationen oder Energieverdichtung sind das Merkmal der Bildunterbänder der diskreten Wavelet-Transformation, das zur Bildkomprimierung ausgenutzt wird.
  • Die Einzelstufen-DWT kann eine beliebige Anzahl von Malen rekursiv auf das Bild niedriger Frequenz oder Unterband angewendet werden. Beispielsweise wird eine Drei-Stufen- DWT des Bilds erhalten, indem die Transformation einmal angewendet wird und daraufhin die DWT auf das sich aus der Transformation ergebende niedrige Unterband angewendet wird. Somit führt dies zu neuen detaillierten Unterbändern und einem Unterband (sehr) niedriger Frequenz. Selbst nach drei Stufen von DWT umfaßt das sich ergebende Unterband niedriger Frequenz immer noch ein bedeutsames Ausmaß von Informationen des ursprünglichen Bilds, ist jedoch 64 mal kleiner (1/4 × 1/4 × 1/4), wodurch ein Faktor von 64 bei der Komprimierung bewirkt wird.
  • Es können jedoch andere lineare Transformationen zum Dekorrelieren von Bilddaten in die Praxis umgesetzt werden. Beispielsweise kann eine diskrete Cosinustransformation (DCT) in die Praxis umgesetzt werden. Die Transformationskoeffizienten 194 oder genauer die deren Werte darstellenden Bitfolgen werden daraufhin durch den Bitneuanordnungsblock 196 in einer effizienten Art und Weise codiert, um die codierte Darstellung 198 bereitzustellen.
  • Der Decodierungsprozeß ist einfach das Gegenteil dieses Codierungsprozesses. Die codierten Koeffizienten werden in die Transformationskoeffizienten decodiert. Das Bild (des Transformationsbereichs) wird daraufhin invers transformiert, um das ursprüngliche Bild oder eine Annäherung davon auszubilden.
  • SWEET wird vorzugsweise unter Verwendung eines bekannten Universalcomputers wie beispielsweise dem in 1, 2 und 3 gezeigten in die Praxis umgesetzt, wobei die Prozesse gemäß 24 bis 27 oder 29 bis 32 als auf dem Computer ausgeführte Software realisiert werden. Insbesondere werden die Schritte der Codierungs- und/oder Decodierungsverfahren durch Anweisungen in der Software bewirkt, die durch das Computersystem 900 ausgeführt werden.
  • Bevor mit einer weiteren Beschreibung der SWEET-Realisierung fortgefahren wird, wird ein kurzer Überblick der nachstehend verwendeten Terminologie bereitgestellt. Für eine binäre ganzzahlige Darstellung einer Zahl bezieht sich "Bit n" oder "Bitnummer n" auf die binäre Stelle n Plätze links von dem niedrigstwertigen Bit. Beispielsweise wird unter Annahme einer binären 8-Bit-Darstellung die Dezimalzahl 9 als 00001001 dargestellt. Bei dieser Zahl ist das Bit 3 gleich 1, während die Bits 2, 1 und 0 gleich 0, 0 bzw. 1 sind.
  • Für Transformationscodierungsanwendungen wird die zum Darstellen des möglichen Spektrums von Koeffizienten benötigte Anzahl von Bits pro Koeffizient durch die lineare Transformation und die Auflösung jedes Bildelements (in Bits pro Bildelement) bei dem eingegebenen Bild bestimmt. Dieses Spektrum von Werten für jedes Bildelement ist typischerweise relativ zu den Werten der meisten der Transformationskoeffizienten groß, und somit weisen viele Koeffizienten eine große Anzahl von führenden Nullen auf. Beispielsweise weist die Zahl 9 in einer 8-Bit-Darstellung vier führende Nullen auf und weist für eine 16-Bit-Darstellung 12 führende Nullen auf. Ein Beispiel stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Darstellen (oder Codieren) dieser führenden Nullen für Blöcke von Koeffizienten in einer effizienten Art und Weise bereit. Die verbleibenden Bits und das Vorzeichen der Zahl werden ohne Modifikation direkt codiert.
  • Zum Vereinfachen der Beschreibung und um die Beschreibung nicht unnötig unverständlich zu machen wird nachstehend angenommen, daß die Transformationskoeffizienten in einer binären ganzzahligen Form ohne Vorzeichen mit einem einzelnen Vorzeichenbit dargestellt werden. D.h., die Dezimalzahlen -9 und 9 werden mit der gleichen Bitfolge, nämlich 1001, dargestellt, wobei die erstere ein Vorzeichenbit gleich 1 zum Angeben eines negativen Werts aufweist und die letztere ein Vorzeichenbit gleich 0 zum Angeben eines positiven Werts aufweist. Die Anzahl von führenden Nullen wird durch das Spektrum der Transformationskoeffizienten bestimmt. Bei dem Verwenden einer ganzzahligen Darstellung sind die Koeffizienten bereits implizit auf den nächsten ganzzahligen Wert quantisiert, obwohl dies nicht notwendig ist. Ferner werden zum Zwecke der Komprimierung etwaige in Bruchteilbits (fractional bits) enthaltene Informationen normalerweise ignoriert.
  • Ein Gebiet besteht aus einem Satz von benachbarten Bildkoeffizienten. Der Ausdruck Koeffizient wird nachstehend mit Bildelement austauschbar verwendet, jedoch wird wie dem Fachmann allgemein bekannt ist der erstere typischerweise zur Bezugnahme auf Bildelemente in einem Transformationsbereich (z.B. einem DWT-Bereich) verwendet.
  • Codierungsprozeß von SWEET
  • Obwohl sie keinen Teil der beanspruchten Erfindung bildet, zeigt 24 ein Flußdiagramm, das das bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendete Bildcodierungsverfahren veranschaulicht. In einem Schritt 302 beginnt die Verarbeitung unter Verwendung eines eingegebenen Bilds. In einem Schritt 304 wird das eingegebene Bild unter Verwendung einer linearen Transformation, vorzugsweise einer diskreten Wavelet- Transformation, transformiert. Ein Anfangsgebiet wird derart definiert, daß es das ganze Bild ist. Beispielsweise können in dem Fall einer Drei-Stufen-DWT des eingegebenen Bilds die sich ergebenden, aus den 10 Unterbändern bestehenden Koeffizienten als das Gebiet bestimmt werden. Alternativ kann jedes Unterband getrennt verarbeitet werden, wobei jedes Anfangsgebiet auf das fragliche ganze Unterband eingestellt wird.
  • In einem Schritt 306 wird das höchstwertige Bit (MSB) des größten absoluten Werts der Transformationskoeffizienten bestimmt, und ein Parameter, maxBitNummer, wird auf diesen Koeffizientenwert eingestellt. Falls z.B. der größte Transformationskoeffizient einen binären Wert von 00001001 (dezimal 9) aufweist, wird der Parameter maxBitNummer auf 3 eingestellt, da das MSB das Bit Nummer 3 ist. Alternativ kann der Parameter maxBitNummer derart eingestellt werden, daß er ein beliebiger Wert ist, der größer als das MSB des größten absoluten Werts der Transformationskoeffizienten ist.
  • Ferner wird in dem Schritt 306 ein Codierungsparameter, minBitNummer, zum Bestimmen der Qualität des codierten Bilds eingestellt. Insbesondere bestimmt dieser Codierungsparameter die Genauigkeit jedes Koeffizienten in dem transformierten Bild und kann wie benötigt variiert werden. Beispielsweise stellt ein minBitNummer von 3 eine gröbere Wiedergabe des ursprünglichen Bilds bereit als es ein Wert von 1 tut.
  • Optional umfaßt die Technik einen Schritt 308, der einen Ausgabekopf in der codierten Darstellung des eingegebenen Bilds bereitstellt. Somit werden bei einer praktischen Realisierung Kopfinformationen als Teil der codierten Darstellung ausgegeben. Beispielsweise kann der Ausgabekopf bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung Informationen über das Quellenbild einschließlich der Bildhöhe und -breite, die Anzahl von Stufen der DWT, den Mittelwert des DC-Unterbands, den Parameter maxBitNummer und den Parameter minBitNummer umfassen.
  • In einem Schritt 310 beginnend wird jedes Unterband des transformierten Bilds in Schritten 312 und 314 getrennt codiert. Jedes Unterband wird in der Reihenfolge von niedriger Frequenz zu hoher Frequenz unabhängig codiert. Für das DC-Unterband wird vor dem Codieren der Mittelwert entfernt und in dem Schritt 308 in die Kopfinformationen codiert. In dem Schritt 312 wird jedes Unterband codiert, indem ein Anfangsgebiet als das ganze Unterband eingestellt wird. In dem Schritt 314 wird das Gebiet mit maxBitNummer und minBitNummer als Parameter codiert. Dies stellt einen hierarchischen Code bereit, da Versionen des Bilds mit niedrigerer Auflösung vor höheren Auflösungen in den Bitstrom codiert werden. Die Verarbeitung endet in einem Schritt 316.
  • 25 zeigt ein ausführliches Flußdiagramm der in dem Schritt 314 gemäß 24 aufgerufenen Prozedur "Codiere Gebiet(derzeitigeBitNummer, minBitNummer)" zum Codieren jedes Gebiets, wobei maxBitNummer als das derzeitigeBitNummer bereitgestellt wird. In einem Schritt 402 beginnt die Verarbeitung. Die Eingaben in den Gebietscodierungsprozeß gemäß 25 umfassen die Parameter derzeitigeBitNummer und minBitNummer. Vorzugsweise wird das Verfahren als eine rekursive Technik realisiert, wobei der Prozeß dazu in der Lage ist, sich mit einem ausgewählten Gebiet oder Untergebiet selbst aufzurufen. Der Prozeß kann jedoch ebenso in einer nicht rekursiven Art und Weise realisiert werden.
  • In einem Entscheidungsblock 404 wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Parameter derzeitigeBitNummer kleiner als der Parameter minBitNummer ist. Falls andernfalls der Entscheidungsblock 404 wahr (ja) zurückgibt, wird nichts getan, und die Verarbeitung springt in einem Schritt 406 zu der aufrufenden Prozedur zurück. Diese Bedingung gibt an, daß jeder Koeffizient in dem ausgewählten Gebiet eine kleinere MSB-Nummer als minBitNummer aufweist. Falls der Entscheidungsblock 404 falsch (nein) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Entscheidungsblock 408 weiter.
  • In dem Entscheidungsblock 408 wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob das ausgewählte Gebiet ein Bildelement von 1 × 1 ist. Falls der Entscheidungsblock 408 wahr (ja) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 410 weiter. In dem Schritt 410 wird das Bildelement von 1 × 1 codiert. Vorzugsweise umfaßt dies ein direktes Ausgeben der verbleibenden Bits oberhalb des minBitNummer in der codierten Darstellung. In einem Schritt 412 springt die Verarbeitung zu der aufrufenden Prozedur zurück. Falls der Entscheidungsblock 408 andernfalls falsch (nein) zurückgibt, besteht das Gebiet aus mehr als einem Koeffizienten, und die Verarbeitung geht bei einem Entscheidungsblock 414 weiter.
  • In dem Entscheidungsblock 414 wird das ausgewählte Gebiet überprüft, um zu bestimmen, ob es bedeutsam ist. D.h., die Bedeutung des Gebiets wird getestet. Das Gebiet soll nicht bedeutsam sein, falls die MSB-Nummer jedes Koeffizienten in dem Gebiet kleiner als der Wert des Parameters derzeitigeBitNummer ist. Um das Konzept der Gebietsbedeutung klar zu machen, ist in Gleichung (1) eine mathematische Definition angegeben. Bei einer gegebenen Bitnummer, angenommen derzeitigeBitNummer = n, soll das Gebiet nicht bedeutsam sein, falls: |Cij| < 2'', ∀i, j ∊ R, (1)wobei R das Gebiet bezeichnet und cij den Koeffizienten (i,j) in diesem Gebiet bezeichnet.
  • Falls der Entscheidungsblock 414 falsch (nein) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 416 weiter. In dem Schritt 416 wird ein Wert von 0 (oder erstes Zeichen) in dem codierten Darstellungsstrom ausgegeben, und der Parameter derzeitigeBitNummer wird um 1 erniedrigt. D.h., die nächste, niedrigere Bitebene des Gebiets wird zur Verarbeitung ausgewählt. Die Verarbeitung geht daraufhin bei dem Entscheidungsblock 404 weiter, in dem das Gebiet wieder mit den Parametern derzeitigeBitNummer-1 und minBitNummer verarbeitet wird. Falls andernfalls der Entscheidungsblock 414 wahr (ja) zurückgibt, d.h. das Gebiet bedeutsam ist, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 418 weiter.
  • In dem Schritt 418 wird ein Wert von 1 (oder zweites Zeichen) in dem codierten Darstellungsstrom ausgegeben. In einem Schritt 420 wird das ausgewählte Gebiet unter Verwendung eines bestimmten Aufteilungsalgorithmus in eine vorbestimmte Anzahl (vorzugsweise 4) von Untergebieten aufgeteilt. Der verwendete Aufteilungsalgorithmus ist der Decodierungseinrichtung bekannt.
  • Bei diesem Beispiel werden quadratische Gebiete verwendet. Ein Gebiet wird vorzugsweise in 4 gleich große (quadratische) Untergebiete aufgeteilt. Wie in 23 gezeigt weist das ausgewählte Gebiet (R) r eine Größe von M × M Koeffizienten auf und wird in vier gleich große Untergebiete 210, 212, 214 und 216 aufgeteilt. Jedes der Untergebiete weist eine Größe von N × N auf, wobei N gleich M/2 ist. Dies ist abhängig von der Größe und Form des Anfangsgebiets nicht immer möglich. Falls dies nicht möglich ist, können das Anfangsgebiet in eine Anzahl von quadratischen Gebieten aufgeteilt werden, die jeweils Dimensionen aufweisen, die eine Potenz von 2 sind, und diese Teile getrennt codiert werden. In jedem Fall hat diese Initialisierung eine minimale Wirkung auf die Gesamtergebnisse, falls sie in einer intelligenten Art und Weise durchgeführt wird. Es kann auch eine andere Aufteilung verwendet werden, die für eine blockbasierte Codierungseinrichtung geeignet ist.
  • In einem Schritt 422 wird daraufhin jedes Untergebiet mit den gleichen Parametern derzeitigeBitNummer und minBitNummer codiert. Dies wird vorzugsweise mittels eines rekursiven Aufrufs der Prozedur "Codiere Gebiet derzeitigeBitNummer, minBitNummer)" gemäß 25 getan. Dieses Codieren von Untergebieten kann parallel oder sequentiell realisiert werden. In dem letzteren Fall kann die Verarbeitung von einem Unterband niedriger Frequenz der Reihe nach zu Unterbändern höherer Frequenz beginnen.
  • Bei der codierten Darstellung wird ein Transformationskoeffizient durch ein einfaches Ausgeben der Bildelementbits von dem derzeitigeBitNummer zu dem minBitNummer codiert. Vorzugsweise wird einer Konvention gefolgt, durch die das Vorzeichen nur ausgegeben wird, falls einige der Koeffizientenbits nicht null waren. Wenn z.B. derzeitigeBitNummer = 3, minBitNummer = 1, dann wird -9 (00001001) als "1 0 0" gefolgt von einem Vorzeichenbit "1" codiert.
  • 26 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Decodieren der unter Verwendung des Prozesses gemäß 24 und 25 erhaltenen codierten Darstellung eines Bilds veranschaulicht. In einem Schritt 502 beginnt die Verarbeitung unter Verwendung der codierten Darstellung. In einem Schritt 504 werden die Kopfinformationen aus der codierten Darstellung gelesen, um die Größe des ursprünglichen Bilds und folglich die Anfangsgebietsgröße zu bestimmen. Ferner werden Informationen wie beispielsweise maxBitNummer (gleich dem anfänglichen derzeitigeBitNummer bei dem Codierungsprozeß) und minBitNummer eingegeben. Weitere Informationen umfassen den Mittelwert des DC-Unterbands.
  • In einem Schritt 506 wird das Decodieren jedes Unterbands begonnen, indem das Gebiet der Reihe nach auf die jeweiligen Unterbänder eingestellt wird. In einem Schritt 508 wird das ausgewählte Gebiet unter Verwendung der Parameter maxBitNummer und minBitNummer decodiert. In einem Schritt 510 wird die inverse DWT auf das decodierte ausgewählte Gebiet angewendet. Die Verarbeitung endet in einem Schritt 512.
  • 27 zeigt ein ausführliches Flußdiagramm des Schritts 508 gemäß 26 zum Decodieren jedes Gebiets unter Verwendung einer "Decodiere Gebiet(derzeitigeBitNummer, minBitNummer)" genannten Prozedur, wobei maxBitNummer als das derzeitigeBitNummer bereitgestellt wird. In einem Schritt 602 beginnt die Verarbeitung. Die Eingaben in den Gebietsdecodierungsprozeß gemäß 27 sind die Parameter derzeitigeBitNummer und minBitNummer. Wieder wird das Verfahren vorzugsweise als eine rekursive Technik realisiert. Der Prozeß kann jedoch in einer nicht rekursiven Art und Weise realisiert werden.
  • In einem Schritt 604 wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob das derzeitigeBitNummer kleiner als das minBitNummer ist. Falls der Entscheidungsblock 604 wahr (ja) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 606 weiter, wo die Verarbeitung zu der aufrufenden Prozedur zurückspringt. Falls andernfalls der Entscheidungsblock 604 falsch (nein) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Entscheidungsblock 608 weiter.
  • In dem Entscheidungsblock 608 wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob das ausgewählte Gebiet eine Größe von 1 × 1 Bildelementen aufweist. Falls der Entscheidungsblock 608 wahr (ja) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 610 weiter. In dem Schritt 610 wird das Gebiet von 1 × 1 decodiert. Die Verarbeitung springt daraufhin in einem Schritt 612 zu der aufrufenden Prozedur zurück. Falls der Entscheidungsblock 604 falsch (nein) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 614 weiter. In dem Schritt 614 wird ein Bit aus der codierten Darstellung eingegeben.
  • In einem Entscheidungsblock 616 wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob das Bit gleich 1 ist, d.h. die Eingabe wird überprüft, um zu bestimmen, ob das Gebiet bedeutsam ist. Falls der Entscheidungsblock 616 falsch (nein) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 618 weiter. In dem Schritt 618 wird das derzeitigeBitNummer erniedrigt, und die Verarbeitung geht bei dem Entscheidungsblock 604 weiter. Falls andernfalls der Entscheidungsblock 616 wahr (ja) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 620 weiter. In dem Schritt 620 wird das Gebiet in die vorbestimmte Anzahl (vorzugsweise 4) von Untergebieten aufgeteilt. In einem Schritt 622 wird jedes der Untergebiete unter Verwendung des derzeitigeBitNummer und minBitNummer decodiert. Dies wird mittels eines rekursiven Aufrufs zu dem in 27 veranschaulichten Prozeß ausgeführt. In einem Schritt 624 springt die Verarbeitung zu der aufrufenden Prozedur zurück.
  • Somit weisen die von den Bedeutungsentscheidungen in der Codierungseinrichtung ausgegebenen Bits die Decodierungseinrichtung dahingehend an, welcher Pfad des Algorithmus zu nehmen ist, so daß die Codierungseinrichtung nachgeahmt wird. Die Bildelemente und das mögliche Vorzeichen werden durch ein einfaches Einlesen der passenden Anzahl von Bits (derzeitigeBitNummer bis minBitNummer und falls einige von diesen nicht null sind, das Vorzeichenbit) decodiert.
  • Zweidimensionales Beispiel
  • Das Verfahren codiert die führenden Nullen der meisten Transformationskoeffizienten wirksam, während es die Bits von dem höchstwertigen Bit bis zu dem durch den Parameter minBitNummer bestimmten vorbestimmten niedrigstwertigen Bit und das Vorzeichen einfach codiert wie sie sind. Somit stellt es die führenden Nullen dar. Dieses Verfahren ist in bestimmten Situationen sehr wirksam, nämlich zum Codieren von Bildkoeffizienten der diskreten Wavelet-Transformation, die typischerweise ein großes dynamisches Spektrum zeigen. Einige Koeffizienten weisen typischerweise sehr große Werte auf, während die meisten sehr kleine Werte aufweisen.
  • Ein Beispiel für das Codieren eines zweidimensionalen Gebiets mit 4 × 4 Koeffizienten wird unter Bezugnahme auf 28A bis 28D beschrieben. Die Verarbeitung des Gebiets von 4 × 4 700 gemäß 28A wird mit dem auf 7 eingestellten maxBitNummer begonnen, da dies die größte Bitnummer (Bitebene) aller Koeffizienten ist:
    Figure 00670001
  • Das minBitNummer wird zu Veranschaulichungszwecken auf 3 eingestellt. Ein das maxBitNummer und minBitNummer umfassender Kopf wird vorzugsweise in der codierten Darstellung ausgegeben. Daraufhin folgt der Prozeß des Codierens des Gebiets 700.
  • Bei derzeitigeBitNummer = 7 wird eine Eins (1) ausgegeben, da das Gebiet 700 mit Bezug auf die Bitnummer 7 bedeutsam ist (siehe Entscheidungsblock 404, 408 und 414 und Schritt 418 gemäß 25). Das Gebiet 700 wird daraufhin in vier Untergebiete aufgeteilt (siehe Schritt 420 gemäß 25): das obere linke Gebiet 710, das obere rechte Gebiet 712, das untere linke Gebiet 714 und das untere rechte Gebiet 716 gemäß 28A. Jedes der Untergebiete besteht aus 2 × 2 Koeffizienten.
  • Die Untergebiete 710, 712, 714 und 716 gemäß 28A werden in der gemäß 28B, in der ein Gebiet 750 aus vier Untergebieten 750A bis 750D besteht, gezeigten vordefinierten Verarbeitungssequenz der Reihe nach codiert. Die in der graphischen Darstellung veranschaulichten drei Pfeile geben die Reihenfolge oder Sequenz der Verarbeitung an, d.h. oberes linkes Untergebiet 750A, oberes rechtes Untergebiet 750B, unteres linkes Untergebiet 750C bzw. unteres rechtes Untergebiet 750D.
  • Das Untergebiet 710 gemäß 28A wird zuerst codiert (siehe Schritt 422 gemäß 4). Für das derzeitigeBitNummer = 7 wird eine Eins (1) in der codierten Darstellung ausgegeben. Das Untergebiet 710 wird daraufhin in vier Bildelemente von 1 × 1 mit Dezimalwerten 200, 13, -13 und 3 aufgeteilt. Jeder dieser Koeffizienten wird durch ein Ausgeben der Bits jedes Koeffizienten von dem derzeitigeBitNummer = 7 bis zu dem minBitNummer = 3 codiert (siehe Entscheidungsblock 408 und Schritt 410 gemäß 28). Falls erforderlich wird daraufhin ein Vorzeichenbit ausgegeben. Somit wird der Dezimalwert 200 als 11001 gefolgt von dem Vorzeichenbit 0 codiert. Der Koeffizientenwert 13 wird als 00001 mit einem Vorzeichenbit 0 codiert. Der Koeffizientenwert -13 wird als 00001 mit einem Vorzeichenbit 1 codiert. Schließlich wird der Koeffizientenwert 3 als 00000 (ohne ein Vorzeichenbit) codiert. Die codierte Darstellung jedes Koeffizienten umfaßt die den Bits des Koeffizienten "200" vorausgehenden zwei Bits "1" zwischen dem derzeitigeBitNummer und minBitNummer. Dies schließt das Codieren des oberen linken Untergebiets 710 ab. Die codierte Ausgabe in diesem Zustand ist:
    Figure 00680001
  • Die Kopfinformationen sind in dem vorstehenden Ausdruck nicht gezeigt.
  • Daraufhin wird das obere rechte Untergebiet 712 codiert (gemäß 28B). Für jedes derzeitigeBitNummer gleich 7, 6, 5 und 4 wird eine Null (0) ausgegeben, da das Gebiet 712 mit Bezug auf diese Bitnummern nicht bedeutsam ist. Bei derzeitigeBitNummer = 3 wird eine Eins (1) ausgegeben, da diese Bitebene mit Bezug auf die Bitnummer 3 bedeutsam ist. Das Untergebiet 712 wird in die vier Bildelemente von 1 × 1 mit Werten -11, -8, -4 und -3 aufgeteilt. Diese Dezimalwerte werden als Bitwert 1 mit Vorzeichenbit 1, Bitwert 1 mit Vorzeichenbit 1 und Bitwerte 0 bzw. 0 ohne Vorzeichenbits codiert. Somit ist in diesem Zustand die codierte Darstellung wie folgt:
    Figure 00690001
  • Daraufhin wird das untere linke Untergebiet 714 codiert. Für jedes derzeitigeBitNummer gleich 7, 6, 5 und 4 wird eine Null (0) ausgegeben, da das Gebiet 714 mit Bezug auf diese Bitnummern nicht bedeutsam ist. Bei derzeitigeBitNummer gleich 3 wird eine Eins (1) ausgegeben, da diese Bitebene mit Bezug auf die Bitnummer 3 bedeutsam ist. Das Untergebiet 714 wird daraufhin in vier Bildelemente von 1 × 1 mit Werten 8, 1, 2 und -1 aufgeteilt. Diese werden jeweils als binärer Wert 1 mit Vorzeichenbit 0 und binäre Werte 0, 0 und 0 ohne Vorzeichenbits codiert.
  • Schließlich wird das untere rechte Untergebiet 716 mit Werten -2, -2, -3 und -3 codiert. Für jedes derzeitigeBitNummer = 7, 6, 5, 4 und 3 wird eine Null (0) ausgegeben, da das Untergebiet 716 mit Bezug auf diese Bitnummern nicht bedeutsam ist. Es werden keine Vorzeichenbits ausgegeben. Somit ist die codierte Darstellung wie folgt:
    111100100000100000110000000001111100000011000000000.
  • Die Decodierungseinrichtung ahmt den Codierungsprozeß einfach nach, um das Gebiet aus der codierten Darstellung wie in 28C veranschaulicht wiederherzustellen.
  • Der Decodierungsprozeß kann auf einer Anzahl von Wegen "intelligenter" ausgebildet werden. Ein derartiger "intelligenterer" Weg ist in 28D veranschaulicht. In diesem Fall wird die Größe der Nicht-Null-Koeffizienten jeweils um die Hälfte von 2 mit minBitNummer potenziert erhöht. Dies ist in 28D veranschaulicht. Auf diese Art und Weise verringert die "intelligente" Decodierungsverarbeitung im allgemeinen den mittleren quadratischen Fehler zwischen den decodierten Koeffizienten und den ursprünglichen Koeffizienten. Weiterhin kann die Codierungseinrichtung alternativ diese (Art von) Operation ausführen und dadurch der Decodierungseinrichtung die Verwendung der in 28C veranschaulichten einfachsten Operation überlassen.
  • Codierungsprozeß gemäß alternativem SWEET
  • Obwohl er keinen Teil der beanspruchten Erfindung bildet, wird nachstehend ein Codierungsprozeß gemäß einem alternativen SWEET-Verfahren unter Bezugnahme auf 29 bis 32 beschrieben. Die in den Flußdiagrammen gemäß 29 bis 32 veranschaulichten Prozesse können unter Verwendung von auf einem dem beschriebenen Universalcomputer entsprechenden Universalcomputer 900 ausgeführter Software realisiert werden.
  • Eine diskrete Wavelet-Transformation eines ganzen Digitalbilds kann auf einer Block-für-Block-Grundlage ausgeführt werden. Das Ergebnis der Transformation bei jedem Block ist ein Satz von Koeffizienten, die im wesentlichen äquivalent zu einem Satz von räumlich entsprechenden Koeffizienten einer diskreten Wavelet-Transformation des ganzen Bilds sind. Beispielsweise kann aus einem vorbestimmten Satz von Koeffizienten einer DWT für ein ganzes Bild ein Abschnitt oder Block des Digitalbilds mit einem bestimmten Detaillierungsgrad wiedergegeben werden. Das Auswählen des vorbestimmten Satzes von Koeffizienten aus dem Frequenzbereich beläuft sich im wesentlichen auf das Darstellen des entsprechenden Abschnitts eines Digitalbilds (des Blocks) aus dem räumlichen Bereich. Eine blockbasierte DWT eines Digitalbilds kann ausgeführt werden, indem ein Bild in eine Vielzahl von Blöcken zerlegt wird und die Transformation unabhängig auf jeden Block angewendet wird, wodurch im wesentlichen die für den derzeitigen räumlichen Ort relevanten DWT-Koeffizienten ausgewertet werden. Der Vorteil des Anwendens eines blockbasierten Transformationsansatzes besteht darin, daß ein Block anschließend mit minimaler Interaktion (im wesentlichen unabhängig) von einem anderen Block des Bilds codiert werden kann. Blockbasierte Techniken sind von Natur aus im Speicher lokalisiert und sind daher im allgemeinen effizient, wenn sie unter Verwendung von Computersystemen realisiert werden.
  • 29 zeigt ein Flußdiagramm, das einen blockbasierten Codierungsprozeß veranschaulicht. Die Verarbeitung beginnt in einem Schritt 902. In einem Schritt 904 wird ein Kopf ausgegeben. Diese Informationen umfassen vorzugsweise die Bildhöhe und -breite, die Blockgröße, die Anzahl von Stufen der DWT und zwei Codierungsparameter maxBitNummer und manBitNummer. Optional können abhängig von der Anwendung mehr oder weniger Kopfinformationen verwendet werden.
  • Der Codierungsparameter maxBitNummer kann auf einer Vielzahl von Wegen ausgewählt werden. Falls die Block-DWT bei allen Bildblöcken ausgeführt wird, bevor einer von ihnen codiert wird, kann das maxBitNummer derart gewählt werden, daß es die MSB-Nummer des größten Koeffizienten quer über alle DWT-Blöcke ist. Falls z.B. der größte Koeffizient 10000001 (Dezimalwert 129) ist, wird das maxBitNummer auf 7 eingestellt, da das MSB das Bit Nummer 7 ist. Alternativ kann eine deterministische Grenze verwendet werden, die durch die Transformation und die Auflösung des eingegebenen Bilds bestimmt wird. Mit einem 8-Bit-Eingabebild (auf 7 Bits plus Vorzeichen pegelgeschoben) und der Haar-Transformation wird z.B. das größte MSB durch J + 7 begrenzt, wobei J die Anzahl von Stufen der DWT ist. Falls die Blöcke klein sind, kann die Auswahl dieses Parameters eine bedeutsame Wirkung auf die Komprimierung aufweisen. In einigen Fällen können anspruchsvollere Wege des Auswählens von maxBitNummer verwendet werden. Dies hängt jedoch von der spezifischen Anwendung ab.
  • Der Parameter minBitNummer bestimmt den Kompromiß von Komprimierungsverhältnis gegen Qualität und kann variiert werden. Für beinahe orthogonale Transformationen stellt z.B. ein Wert von 3 eine angemessene Bildqualität für 8-Bit-, Graustufen- oder 24-Bit-RGB-Bilder bereit.
  • In einem Schritt 906 wird das Bild in Blöcke zerlegt (oder ein Bildblock wird ausgebildet). Das Bild wird vorzugsweise in überlappende Blöcke zerlegt. Es können jedoch nicht überlappende Blöcke verwendet werden. Die Blöcke von Koeffizienten können so groß wie das ganze ursprüngliche Bild oder so klein wie ein Block von 8 × 8 Koeffizienten (für eine Drei-Stufen-Transformation) sein. Für Anwendungen mit wenig Speicher kann ein Block, der so klein wie möglich ist, verwendet werden. Im allgemeinen ist eine Blockgröße von 16 Koeffizienten für höhere Stufen der Komprimierung mit einer Drei- oder Vier-Stufen-DWT ausreichend. Eine Blockgröße von 8 × 8 Koeffizienten mit einer Drei-Stufen-DWT kann eine gute Codierungseffizienz bewahren, indem eine Differenz-Puls-Code-Modulation (DPCM) bei dem DC-Koeffizienten jedes Blocks verwendet wird.
  • In einem Schritt 908 wird jeder Block pegelgeschoben, und die Transformation wird ausgeführt. Vorzugsweise wird eine DWT verwendet. Die Bildwerte werden pegelgeschoben (z.B. für ein 8-Bit-Bild um 128), um einen übermäßigen mittleren systematischen Fehler zu verringern oder zu beseitigen, und jeder räumliche Block des Bilds wird transformiert. Für eine DWT wird üblicherweise ein Wissen über den den derzeitigen Block umgebenden Block benötigt (und ähnlich für die inverse DWT), obwohl dies nicht absolut erforderlich ist.
  • In einem Schritt 910 wird der Block unter Verwendung der Parameter maxBitNummer und minBitNummer codiert. Die Verarbeitung endet in einem Schritt 912.
  • Der Schritt 910 zum Codieren eines Blocks ist in dem Flußdiagramm gemäß 30 ausführlich veranschaulicht. Eingaben in den Blockcodierungsprozeß gemäß 30 umfassen die Parameter derzeitigeBitNummer und minBitNummer. Unter Bezugnahme auf den Schritt 910 gemäß 29 wird das maxBitNummer als der Parameter derzeitigeBitNummer eingegeben. Die Verarbeitung beginnt in einem Schritt 1002. In einem Entscheidungsblock 1004 wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob das derzeitigeBitNummer kleiner als das minBitNummer ist. Falls der Entscheidungsblock 1004 wahr (ja) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 1006 weiter. In dem Schritt 1006 springt die Ausführung zu dem aufrufenden Prozeß zurück, wodurch angegeben wird, daß jeder Koeffizient in dem Block eine MSB-Nummer kleiner als das minBitNummer aufweist. Falls andernfalls der Entscheidungsblock 1004 falsch (nein) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Entscheidungsblock 1008 weiter.
  • In dem Entscheidungsblock 1008 wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob der derzeitige Block bedeutsam ist. Falls der Entscheidungsblock 1008 falsch (nein) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 1010 weiter. In dem Schritt 1010 wird eine Null (0) in der codierten Darstellung ausgegeben, und das derzeitigeBitNummer wird erniedrigt, d.h. die nächstniedrigere Bitebene wird ausgewählt. Die Verarbeitung geht daraufhin bei dem Entscheidungsblock 1004 weiter. Falls andernfalls der Entscheidungsblock 1008 wahr (ja) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 1012 weiter.
  • Die Entscheidungsblöcke 1004 und 1008 zusammen mit dem Schritt 1010 ermöglichen es dem Prozeß, die MSB-Nummer des größten Koeffizienten in dem Block zu finden. Ein Block ist mit Bezug auf das derzeitigeBitNummer nicht bedeutsam, falls die MSB-Nummer jedes Koeffizienten in dem Block kleiner als das derzeitigeBitNummer ist. Dies wird wiederholt, bis die Bitebene des Blocks bedeutsam ist oder das derzeitigeBitNummer kleiner als das minBitNummer ist.
  • In dem Schritt 1012 wird eine Eins (1) in der codierten Darstellung ausgegeben, um anzugeben, daß die Bitebene bedeutsam ist. In einem Schritt 1014 wird das DC-Unterband codiert. In einem Schritt 1016 wird das Blockdetail unter Verwendung der Parameter J, derzeitigeBitNummer und minBitNummer codiert. In einem Schritt 1018 springt die Ausführung zu der aufrufenden Prozedur zurück. Vorausgesetzt, daß der Block bedeutsam ist, werden somit die Schritte 1012, 1014 und 1016 ausgeführt, um die (verallgemeinerte) Quadtree-Zerlegung (quadtree segmentation) zum Finden aller Koeffizienten mit einer MSB-Nummer größer als der minBitNummer zu finden. Falls der Block bedeutsam ist, wird er in zwei "Unterblöcke" aufgeteilt: die DC-Unterband-Koeffizienten und den aus den verbleibenden Koeffizienten bestehenden Block, auf den als das "Blockdetail" für die Stufe J Bezug genommen wird, da er die Informationen hoher Frequenz über den Block der Stufe J bei allen niedrigeren Stufen darstellt.
  • Der Schritt 1014 gemäß 30 zum Codieren des DC-Unterbands ist durch das Flußdiagramm gemäß 32 ausführlich veranschaulicht. D.h., 32 zeigt den Prozeß des Codierens eines Unterbands oder Unterblocks unter Verwendung der Parameter derzeitigeBitNummer und minBitNummer. In einem Schritt 1202 beginnt die Verarbeitung. In einem Entscheidungsblock 1204 wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob das derzeitigeBitNummer kleiner als das minBitNummer ist. Falls der Entscheidungsblock 1204 wahr (ja) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 1206 weiter. In dem Schritt 1206 springt die Ausführung zu der aufrufenden Prozedur zurück. Falls andernfalls der Entscheidungsblock 1204 falsch (nein) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Entscheidungsblock 1208 weiter.
  • In dem Entscheidungsblock 1208 wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob die (Unterband)Blockgröße 1 × 1 Bildelemente beträgt. Falls der Entscheidungsblock 1208 wahr (ja) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 1210 weiter. In dem Schritt 1210 wird das Bildelement von 1 × 1 codiert. Dies umfaßt ein Ausgeben der Bits zwischen dem derzeitigeBitNummer und dem minBitNummer einschließlich, gefolgt von einem Vorzeichenbit, falls notwendig. Die Verarbeitung springt daraufhin in einem Schritt 1212 zu der aufrufenden Prozedur zurück. Falls andernfalls der Entscheidungsblock 1208 falsch (nein) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Entscheidungsblock 1214 weiter.
  • In dem Entscheidungsblock 1214 wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob der (Unterband)Block bedeutsam ist. Falls der Entscheidungsblock 1214 falsch (nein) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 1216 weiter. In dem Schritt 1216 wird eine Null (0) in der codierten Darstellung ausgegeben, und das derzeitigeBitNummer wird erniedrigt. Die Verarbeitung geht daraufhin bei dem Entscheidungsblock 1204 weiter. Falls andernfalls der Entscheidungsblock 1214 wahr (ja) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 1218 weiter.
  • In dem Schritt 1218 wird eine Eins (1) in der codierten Darstellung ausgegeben, um anzugeben, daß der (Unterband)Block bedeutsam ist. In einem Schritt 1220 wird der (Unterband)Block in vier Unterblöcke aufgeteilt. In einem Schritt 1222 wird jeder Unterblock unter Verwendung der Parameter derzeitigeBitNummer und minBitNummer mittels eines rekursiven Aufrufs zu dem Prozeß gemäß 32 codiert. In einem Schritt 1224 springt die Ausführung zu der aufrufenden Prozedur zurück.
  • Somit wird in dem Prozeß gemäß 32 ein Unterband oder ein Unterblock davon codiert. Die größte MSB-Nummer wird eingegrenzt wie zuvor. Falls der Unterblock aus nur einem Bildelement besteht, wird er als ein einzelner Koeffizient codiert. Andernfalls wird das derzeitigeBitNummer erniedrigt, und eine Null (0) wird in der codierten Darstellung ausgegeben, bis das derzeitigeBitNummer kleiner als das minBitNummer ist oder das Unterband (der Unterblock) bedeutsam ist. Falls das Unterband (der Unterblock) bedeutsam ist, wird es in vier (so sehr wie nur möglich gleiche) Unterblöcke aufgeteilt, und diese werden der Reihe nach codiert. Ein einzelner Koeffizient, z.B. der DC-Koeffizient, wird durch ein Ausgeben der Koeffizientenbits von dem derzeitigeBitNummer bis zu dem minBitNummer codiert. Wieder wird das Vorzeichen vorzugsweise nur ausgegeben, falls einige der Koeffizientenbits nicht null sind.
  • Der Schritt 1016 gemäß 30 zum Codieren des Blockdetails ist durch das Flußdiagramm gemäß 31 veranschaulicht. In einem Schritt 1102 beginnt die Verarbeitung. In einem Entscheidungsblock 1104 wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob das derzeitigeBitNummer kleiner als das minBitNummer ist. Falls der Entscheidungsblock 1104 wahr (ja) zurückgibt, springt die Ausführung in einem Schritt 1106 zu der aufrufenden Prozedur zurück. Falls andernfalls der Entscheidungsblock 1104 falsch (nein) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Entscheidungsblock 1108 weiter.
  • In dem Entscheidungsblock 1108 wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Block (das Detail) bedeutsam ist. Falls der Entscheidungsblock 1108 falsch (nein) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 1110 weiter. In dem Schritt 1110 wird eine Null (0) in der codierten Darstellung ausgegeben, und das derzeitigeBitNummer wird erniedrigt. Die Verarbeitung geht daraufhin bei dem Entscheidungsblock 1104 weiter. Falls andernfalls der Entscheidungsblock 1108 wahr (ja) zurückgibt, geht die Verarbeitung bei einem Schritt 1112 weiter.
  • In dem Schritt 1112 wird eine Eins (1) in der codierten Darstellung ausgegeben, um anzugeben, daß der Block (das Detail) bedeutsam ist. In einem Schritt 1114 wird jedes der Frequenzunterbänder hoch-niedrig (HL), niedrig-hoch (LH) und hoch-hoch (HH) codiert. Auf die HL-, LH- und HH-Frequenzunterbänder jeder Auflösung wird gemeinsam als AC-Unterbänder Bezug genommen. Jedes dieser Unterbänder wird in Übereinstimmung mit dem Prozeß gemäß 12 codiert. In einem Schritt 1116 wird das Blockdetail unter Verwendung der Parameter J-1, derzeitigeBitNummer und minBitNummer (falls das Blockdetail vorhanden ist) mittels eines rekursiven Aufrufs zu dem in 11 veranschaulichten Prozeß codiert. Die Ausführung springt in einem Schritt 1118 zu der aufrufenden Prozedur zurück.
  • Somit wird das Blockdetail für die Stufe J verarbeitet, um zuerst die MSB-Nummer des größten Koeffizienten einzugrenzen. Dies wird getan, indem das derzeitigeBitNummer erniedrigt wird und Nullen ausgegeben werden, bis der Block bedeutsam ist. Der Block wird daraufhin in die drei Unterbänder hoher Frequenz bei der Stufe J und das Blockdetail für die Stufe J-1 aufgeteilt (falls J-1 größer als 0 ist). Dieser Aufteilungsansatz ist durch die sogenannten Spektralmodelle des 1/f-Typs motiviert.
  • Der Decodierungsprozeß für das alternative SWEET-Verfahren kann durch ein Nachahmen des unter Bezugnahme auf 29 bis 32 beschriebenen Codierungsprozesses realisiert werden.
  • SWEET stellt daher Verfahren und Vorrichtungen zum Darstellen von Digitalbilddaten in einer effizienten und flexiblen Art und Weise bereit, bei denen die Darstellung zum Speichern und/oder Übertragen von Bildern geeignet ist. Die Codierungstechniken können allgemein zum Darstellen einer regelmäßigen Anordnung von Transformationskoeffizienten und zum Bereitstellen einer effizienten Darstellung durch ein Darstellen eines Bilds in dem Bereich der diskreten Wavelet-Transformation verwendet werden. Insbesondere führende Nullen von Blöcken von aus einem eingegebenen Bild erhaltenen Transformationskoeffizienten. Die Techniken sind hinsichtlich des Bietens einer guten Wiedergabe des ursprünglichen Bilds für einen Code gegebener Größe und Bietens einer schnellen Decodierung effizient. Ferner sind die Techniken dahingehend flexibel, daß aus einer linearen Transformation erhaltene Koeffizienten ohne die Verwendung einer Entropie-Codierung unabhängig codiert werden.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Zoomen von Miniaturbildern von Digitalbildern zur Verwendung bei einem Blättern in Bildern, mit den Schritten: Anordnen der Miniaturbilder in zumindest einem Eingrenzungsbereich mit dem gleichen Seitenverhältnis wie ein verfügbarer primärer Eingrenzungsbereich einer Anzeigeeinrichtung; und Skalieren der in dem zumindest einen Eingrenzungsbereich enthaltenen Miniaturbilder derart, daß sie in den verfügbaren Bereich des Eingrenzungsbereichs passen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, mit den Schritten Anordnen des zumindest einen Eingrenzungsbereichs in zumindest einem sekundären Eingrenzungsbereich mit dem gleichen Seitenverhältnis wie der primäre Eingrenzungsbereich der Anzeigeeinrichtung; Skalieren der in einem der Eingrenzungsbereiche enthaltenen Miniaturbilder derart, daß sie in einen verfügbaren Bereich eines entsprechenden sekundären Eingrenzungsbereichs des zumindest einen sekundären Eingrenzungsbereichs passen; und danach Skalieren der in dem entsprechenden sekundären Eingrenzungsbereich des zumindest einen sekundären Eingrenzungsbereichs enthaltenen Miniaturbilder derart, daß sie in einen verfügbaren Bereich des primären Eingrenzungsbereichs passen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner mit dem Schritt des Vergrößerns des Maßstabs der Miniaturbilder, falls ein vergrößertes Detail der Miniaturbilder zur Beurteilung benötigt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Miniaturbilder derart skaliert werden, daß sie so groß wie möglich sind und mit dem verfügbaren primären Eingrenzungsbereich zusammenpassen.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt des Organisierens der Miniaturbilder in zwei oder mehr Gruppen in jeweiligen Eingrenzungsbereichen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Gruppen eine hierarchische Struktur aufweisen.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei eine Gruppe oder mehrere Gruppen, die in jeweiligen Eingrenzungsbereichen angeordnet sind, zwei oder mehr (Unter)Gruppen von in jeweiligen (Unter)Eingrenzungsbereichen angeordneten Miniaturbildern umfassen, wobei jeder (Unter)Eingrenzungsbereich das gleiche Seitenverhältnis wie ein übergeordneter Eingrenzungsbereich und der primäre Eingrenzungsbereich aufweist.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eines oder mehrere der Digitalbilder unter Verwendung einer Digitalbildaufnahmevorrichtung erzeugt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Skalieren ein Zoomen der Miniaturbilder durch die folgenden Unterschritte umfaßt: Anzeigen eines ersten Bilds in einer ersten vorbestimmten Größe; Ausdehnen oder Schrumpfen des ersten Bilds auf eine vorbestimmte Bildgröße oder mehrere vorbestimmte Bildgrößen; Anzeigen zumindest eines der ausgedehnten oder geschrumpften Bilder; und Anzeigen eines zweiten Bilds in einer zweiten vorbestimmten Bildgröße.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Skalieren den Schritt umfaßt: Codieren eines Digitalbilds unter Verwendung einer hierarchischen Darstellung zum Bereitstellen eines Miniaturbilds.
  11. Vorrichtung zum Zoomen von Miniaturbildern von Digitalbildern zur Verwendung bei einem Blättern in Bildern, wobei die Miniaturbilder auf einer Anzeigeeinrichtung anzeigbar sind, wobei die Vorrichtung umfaßt: eine Miniaturbildanordnungseinrichtung zum Anordnen der Miniaturbilder in zumindest einem Eingrenzungsbereich mit dem gleichen Seitenverhältnis wie ein verfügbarer primärer Eingrenzungsbereich einer Anzeigeeinrichtung; und eine Einrichtung zum Skalieren der in dem zumindest einen Eingrenzungsbereich enthaltenen Miniaturbilder derart, daß sie in den verfügbaren Bereich des Eingrenzungsbereichs passen.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Miniaturbildanordnungseinrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl von sekundären Eingrenzungsbereichen (134, 136, 138, 140) in dem primären Eingrenzungsbereich eingerichtet ist, wobei jeder sekundäre Eingrenzungsbereich das gleiche Seitenverhältnis wie der verfügbare primäre Eingrenzungsbereich aufweist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Miniaturbilderzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl von sekundären Eingrenzungsbereichen und einer Vielzahl von tertiären Eingrenzungsbereichen (141, 142, 143, 144) in zumindest einem der sekundären Eingrenzungsbereiche, die auch das gleiche Seitenverhältnis wie der primäre Eingrenzungsbereich aufweisen, eingerichtet ist, wobei die Miniaturbildanordnungseinrichtung zum Anordnen von Miniaturbildern in dem tertiären Eingrenzungsbereich oder jedem der tertiären Eingrenzungsbereiche eingerichtet ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner mit: einem Computer; einem durch einen Computer lesbaren Träger mit einem darauf aufgezeichneten Computerprogramm zum Zoomen der Digitalbilder, wobei das Computerprogramm des Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt, wobei das Computerprogramm in den Computer geladen und durch den Computer ausgeführt wird, um die Vorrichtung zu realisieren.
  15. Durch einen Computer lesbarer Speicherträger, der durch eine Verarbeitungseinrichtung ausführbare Anweisungen zum Steuern einer Verarbeitungseinrichtung zum Ausführen der Verfahrens nach einem Ansprüche 1 bis 10 speichert.
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