Ein derartiges Verfahren und eine derartige Anordnung werden im Rahmen einer Codierung und Decodierung eines digitalisier- ten Bildes entsprechend einem der Bildcodierungsstandards H. 261 1, H. 263 2 oder MPEG2 3, welche auf dem Prinzip einer blockbasierten Bildcodierung basieren, eingesetzt. Zur blockbasierten Bildcodierung wird gemäß [3] das Verfahren ei- ner blockbasierten Diskreten Cosinus Transformation (DCT) verwendet.

Ein weiterer Ansatz zur Bearbeitung eines digitalisierten Bildes entsprechend dem Bildcodierungsstandard MPEG4 ist das sogenannte Prinzip der objektbasierten Bildcodierung, wie es aus [3] bekannt ist.

Bei der objektbasierten Bildcodierung erfolgt eine Segmentie- rung einer Bildvorlage in Bildblöcke entsprechend in einer Szene vorkommender Objekte und eine separate Codierung dieser Objekte.

Komponenten einer üblichen Anordnung zu einer Bildcodierung, wie sie auch aus 7 bekannt sind, und einer Bilddecodierung sind aus Figur 7 zu entnehmen.

In Figur 7 ist eine Kamera 701 dargestellt, mit der Bilder aufgenommen werden. Die Kamera 701 kann beispielsweise eine

beliebige analoge Kamera 701 sein, die Bilder einer Szene aufnimmt und die Bilder entweder in der Kamera 701 digitali- siert und die digitalisierten Bilder zu einem ersten Rechner 702, der mit der Kamera 701 gekoppelt ist, überträgt oder auch die Bilder analog zu dem ersten Rechner 702 überträgt.

In dem ersten Rechner 702 werden entweder die digitalisierten Bilder verarbeitet oder die analogen Bilder in digitalisierte Bilder umgewandelt und die digitalisierten Bilder verarbei- tet.

Die Kamera 701 kann auch eine digitale Kamera 701 sein, mit der direkt digitalisierte Bilder aufgenommen und dem ersten Rechner 702 zur Weiterverarbeitung zugeführt werden.

Der erste Rechner 702 kann auch als eine eigenständige Anord- nung ausgestaltet sein, mit der die im Folgenden beschriebe- nen Verfahrensschritte durchgeführt werden, beispielsweise als eine eigenständige Computerkarte, die in einem weiteren Rechner installiert ist.

Unter dem ersten Rechner 702 ist im Allgemeinen eine Einheit zu verstehen, die eine Bildsignalverarbeitung gemäß dem im Folgenden beschriebenen Verfahren durchführen kann, bei- spielsweise ein mobiles Endgerät (Mobiltelefon mit einem Bildschirm).

Der erste Rechner 702 weist eine Prozessoreinheit 704 auf, mit der die im Weiteren beschriebenen Verfahrensschritte der Bildcodierung und Bilddecodierung durchgeführt werden. Die Prozessoreinheit 704 ist beispielsweise über einen Bus 705 mit einem Speicher 706 gekoppelt, in dem eine Bildinformation gespeichert wird.

Allgemein können die im weiteren beschriebenen Verfahren so- wohl in Software als auch in Hardware oder auch teilweise in Software und teilweise in Hardware realisiert werden.

Nach erfolgter Bildcodierung in dem ersten Rechner 701 und nach einer Übertragung der codierten Bildinformation über ein Ubertragungsmedium 707 zu einem zweiten Rechner 708 wird in dem zweiten Rechner 708 die Bilddecodierung durchgeführt.

Der zweite Rechner 708 kann den gleichen Aufbau wie der erste Rechner 701 haben. Damit weist der zweite Rechner 708 auch einen Prozessor 709 auf, der mit einem Bus 711 mit einem Speicher 710 gekoppelt ist.

In Figur 8 ist eine mögliche Anordnung in Form eines Prinzip- schaltbilds zur Bildcodierung bzw. Bilddecodierung darge- stellt. Die dargestellte Anordnung kann im Rahmen einer blockbasierten und zum Teil, wie im Weiteren näher erläutert, im Rahmen einer objektbasierten Bildcodierung verwendet wer- den.

Bei der blockbasierten Bildcodierung wird ein digitalisiertes Bild 801 in üblicherweise quadratische Bildblöcke 820 der Größe 8x8 Bildpunkte 802 oder 16x16 Bildpunkte 802 aufgeteilt und der Anordnung 803 zur Bildcodierung zugeführt.

Einem Bildpunkt 802 ist üblicherweise Codierungsinformation eindeutig zugeordnet, beispielsweise Helligkeitsinformation (Luminanzwerte) und/oder Farbinformation (Chrominanzwerte).

Bei der blockbasierten Bildcodierung wird zwischen verschie- denen Bildcodierungsmodi unterschieden.

Bei einer sogenannten Intra-Bildcodierung wird jeweils das digitalisierte Bild 801 mit der den Bildpunkten 802 des digi-

talisierten Bildes 801 zugeordneten Codierungsinformation co- diert und übertragen.

Bei einer sogenannten Inter-Bildcodierung wird jeweils nur eine Differenzbildinformation zweier zeitlich aufeinanderfol- genden digitalisierten Bildern 801 codiert und übertragen.

Die Differenzinformation ist nur sehr klein, falls Bewegungen von Bildobjekten in den zeitlich aufeinanderfolgenden digita- lisierten Bildern 801 gering sind. Sind die Bewegungen groß, so entsteht sehr viel Differenzinformation, die schwer zu co- dieren ist. Aus diesem Grund wird, wie es aus [3] bekannt ist, eine"Bild-zu-Bild"-Bewegung (Bewegungsschätzung) gemes- sen und vor der Ermittlung der Differenzinformation kompen- siert (Bewegungskompensation).

Für die Bewegungsschätzung und die Bewegungskompensation, wie sie aus 3 bekannt sind, gibt es unterschiedliche Verfahren.

Für die blockbasierte Bildcodierung wird meist ein sogenann- tes"Block-Matching-Verfahren"eingesetzt. Es beruht darauf, daß ein zu codierender Bildblock mit gleich großen Referenz- bildblöcken eines Referenzbildes verglichen wird. Als Krite- rium für eine Ubereinstimmungsgüte zwischen dem zu codieren- den Block und jeweils einem Referenzbildblock wird üblicher- weise die Summe der absoluten Differenzen einer Codierungsin- formation, die jeweils jedem Bildpunkt zugeordnet wird, ver- wendet. Auf diese Weise wird eine Bewegungsinformation für den Bildblock, beispielsweise ein Bewegungsvektor, ermittelt, welche mit der Differenzinformation übertragen wird.

Zum Umschalten zwischen der Intra-Bildcodierung und der In- ter-Bildcodierung sind zwei Schaltereinheiten 804 vorgesehen.

Zur Durchführung der Inter-Bildcodierung ist eine Subtrakti- onseinheit 805 vorgesehen, im der die Differenz der Bildin- formation zweier zeitlich aufeinanderfolgender digitalisier-

ter Bilder 801 gebildet wird. Die Bildcodierung wird über ei- ne Bildcodierungs-Steuereinheit 806 gesteuert. Die zu codie- renden Bildblöcke 820 bzw. Differenzbildblöcke werden jeweils einer Transformationscodierungseinheit 807 zugeführt. Die Transformationscodierungseinheit 807 wendet auf die den Bild- punkten 802 zugeordnete Codierungsinformation eine Transfor- mationscodierung, beispielsweise eine Diskrete Cosinus Trans- formation (DCT), an.

Allgemein kann jedoch zur Bildcodierung jede beliebige Trans- formationscodierung, beispielsweise eine Diskrete Sinus Transformation oder eine Diskrete Fourier Transformation, an- gewendet werden.

Durch die Transformationscodierung werden Spektralkoeffizien- ten (Transformationskoeffizienten) gebildet. Die Spektral- koeffizienten werden in einer Quantisierungseinheit 808 quan- tisiert und einem Bildcodierungsmultiplexer 821 beispielswei- se zu einer Kanalcodierung und/oder zu einer Entropiecodie- rung zugeführt. In einer internen Rekonstruktionsschleife werden die quantisierten Spektralkoeffizienten in einer in- versen Quantisierungseinheit 809 invers quantisiert und in einer inversen Transformationscodierungseinheit 810 einer in- versen Transformationscodierung unterzogen.

Ferner wird im Fall der Inter-Bildcodierung in einer Ad- diereinheit 811 Bildinformation des jeweiligen zeitlich vor- angegangenen Bildes hinzuaddiert. Die auf diese Weise rekon- struierten Bilder werden in einem Speicher 812 gespeichert.

In dem Speicher 812 ist zur einfacheren Darstellung eine Ein- heit zu der Bewegungskompensation 813 symbolisch dargestellt.

Ferner ist ein Schleifenfilter (Loopfilter) 814 vorgesehen, das mit dem Speicher 812 sowie der Subtraktionseinheit 805 verbunden ist.

Dem Bildcodierungsmultiplexer 821 werden zusätzlich zu einer übertragenden Bildinformation 822 ein Modusindex zugeführt, mit dem jeweils angegeben wird, ob eine Intra-Bildcodierung oder Inter-Bildcodierung vorgenommen wurde.

Ferner werden dem Bildcodierungsmultiplexer 821 Quantisie- rungsindizes 816 für die Spektralkoeffizienten zugeführt.

Ein Bewegungsvektor wird jeweils einem Bildblock 820 und/oder einem Makroblock 823, der beispielsweise vier Bildblöcke 820 aufweist, zugeordnet und dem Bildcodierungsmultiplexer 821 zugeführt.

Ferner ist eine Informationsangabe zum Aktivieren bzw. Deak- tivieren des Schleifenfilters 814 vorgesehen. Nach Übertra- gung der Bildinformation über ein Ubertragungsmedium 818 kann in einem zweiten Rechner 819 die Decodierung der übertragenen Information erfolgen. Hierzu ist in dem zweiten Rechner 819 eine Bilddecodierungseinheit 825 vorgesehen, die beispiels- weise den Aufbau einer Rekonstruktionsschleife der in der Fi- gur 8 dargestellten Anordnung aufweist.

Aus 4 ist eine formangepaßte Transformationscodierung, wie sie im Speziellen im Rahmen einer objektbasierten Bildcodie- rung auf Randbildblöcke oder Bildblöcke, die nur teilweise relevante Codierungsinformation beinhalten, angewendet wird, bekannt. Die unter Verwendung einer formangepaßten Transfor- mationscodierung codierten Randbildblöcke zeichnen sich da- durch aus, daß nur die Bildpunkte codiert werden, die einem Objekt zugeordnet sind bzw. für das Objekt relevante Codie- rungsinformation aufweisen.

Das in 4 beschriebene Verfahren ist eine sogenannte forman- gepaßte Diskrete Cosinus Transformation (Shape-Adaptive DCT, SA-DCT).

Im Rahmen einer SA-DCT werden die einem Bildobjekt zugeordne- ten Transformationskoeffizienten derart bestimmt, daß Bild- punkte eines Randbildblocks, die nicht zu dem Bildobjekt ge- hören, ausgeblendet werden. Auf die verbleibenden Bildpunkte wird dann zunächst spaltenweise eine eindimensionale DCT an- gewendet, deren Lange der Zahl der verbleibenden Bildpunkte in der jeweiligen Spalte entspricht. Die resultierenden Transformationskoeffizienten werden horizontal ausgerichtet und anschließend in einer weiteren eindimensionalen DCT in horizontaler Richtung mit entsprechender Lange unterzogen.

Die aus [4] bekannte Vorschrift der SA-DCT geht von einer Transformationsmatrix DCT-N mit folgendem Aufbau aus : mit p, k = O-+ N-l.

Mit N wird eine Größe des zu transformierenden Bildvektors bezeichnet, in dem die transformierten Bildpunkte enthalten sind.

Mit DCT-N wird eine Transformationsmatrix der Größe NxN be- zeichnet.

Mit p, k werden Indizes bezeichnet mit p, k 6 0, N-1].

Nach der SA-DCT wird jede Spalte des zu transformierenden Bildblocks gemäß der Vorschrift

vertikal transformiert. Danach wird die gleiche Vorschrift auf die resultierenden Daten in horizontaler Richtung ange- wendet.

In der Computer-Grafik werden verschiedene Methoden zur Dar- stellung eines Objekts auf einem Bildschirm verwendet.

Eine Methode zur Darstellung eines Objekts ist das sogenannte Texture Mapping.

Aus [5] ist ein solches Texture Mapping bekannt.

Im Rahmen des Texture Mapping wird ein digitales Bild, welche eine Helligkeitsinformation (Luminanzwerte) und/oder eine Farbinformation (Chrominanzwerte) des darzustellenden Objekts beinhaltet, auf eine Oberfläche eines dreidimensionalen Mo- dells eines darzustellenden Objekts abgebildet.

Das dreidimensionale Modell 301 des darzustellenden Objekts, welches Modell 301 in Figur 3 dargestellt ist, besteht aus einer räumlichen dreiecksförmigen Gitterstruktur 301, wobei die Eckpunkte 302 der Dreiecke 303 als Punkte 304 eines kar- tesischen Koordinatensystems 305 vorliegen.

Jedem Dreieck 303 ist, wie es in Figur 3 dargestellt ist, je- weils eine sogenannte blockförmige Strukturkarte 306 zugeord- net, die aus rechteckig bzw. blockförmig angeordneten Bild- punkten 307 aufgebaut ist. Jedem Bildpunkt 307 ist üblicher- weise eine Helligkeitsinformation (Luminanzwerte) und/oder eine Farbinformation (Chrominanzwerte) zugeordnet.

Dem Dreieck 303 wird derart die Helligkeits-oder Farbinfor- mation zugeordnet, daß jeweils einem Eckpunkt 302 und 308 des Dreiecks 303 und 309 ein zugehöriger Bildpunkt 307 der zuge- hörigen Strukturkarte 306 zugeordnet ist.

Die Lage eines Eckpunkts 308 des Dreiecks 309 wird durch die Angabe von Koordinaten (ui, vi) 310 in einem zweidimensionalen Koordinatensystem (u, v) 311, welches der Strukturkarte 306 zugeordnet ist, festgelegt. Ublicherweise werden die Koordi- naten (ui, vi) 310 normiert.

Über eine Transformationsvorschrift (Zuweisung bzw. Zuwei- sungsschlüssel) wird jedem Eckpunkt 302 von jedem Dreieck 303 des dreidimensionalen Modells 301 der entsprechende Punkt 310 in der zugehörigen Strukturkarte 306 zugewiesen.

Ferner werden, wie es in Figur 4 dargestellt ist, alle Struk- turkarten 401 zu einem digitalisierten Bild 402, einer soge- nannten Superstrukturkarte 402, zusammengefaßt, indem die einzelnen Strukturkarten 401 zeilen-und spaltenweise ange- ordnet werden. Gegebenenfalls müssen die Strukturkarten 401, die eine für die Darstellung des Objekts relevante Codie- rungsinformation beinhalten, mit Strukturkarten 404, die kei- ne für die Darstellung des Objekts relevante Codierungsinfor- mation beinhalten, ergänzt werden.

Das oben beschriebene Verfahren weist aber insbesondere einen Nachteil auf. Die Strukturkarten und auch die Superstruktur- karte weisen Bildpunkte auf, die keine für die Darstellung des Objekts relevante Helligkeits-oder Farbinformation bein- halten.

Wird die Superstrukturkarte im Rahmen einer Bildübertragung codiert, so wird durch die nicht relevanten Bildpunkte die bei der Übertragung auftretende Datenrate unnötig erhöht.

Für die Verbesserung des oben beschriebenen Verfahrens wird eine Strukturkarte auf folgende Weise (vgl. Figur 5) bearbei- tet : Diejenigen Bildpunkte 501 einer Strukturkarte 502, welche Bildpunkte eine für die Darstellung des Objekts relevante Co- dierungsinformation beinhalten, werden zu einer neuen drei- ecksförmigen Strukturkarte 503 mit Bildpunkten 506, die in einer vorgegebenen Form, die üblicherweise ein rechtwinkliges Dreieck ist, und in einer vorgegebenen Größe angeordnet wer- den, transformiert. Die Transformation wird derart durchge- führt, so daß die Bildpunkte 501, die Eckbildpunkte 504 des Dreiecks 505 sind, mit Bildpunkten 506, die Eckbildpunkte 507 der dreiecksförmigen Strukturkarte 503 sind, übereinstimmen.

Im Rahmen der Transformation müssen gegebenenfalls Bildpunkte durch eine Extrapolation oder eine Interpolation von Werten, die eine Helligkeits-oder Farbinformation beinhalten, er- zeugt oder gegebenenfalls Bildpunkte gelöscht werden.

Damit weist die dreiecksförmige Strukturkarte 503 nur noch Bildpunkte 506 auf, die für die Darstellung eines Objekts re- levant sind.

Wie in Figur 6 dargestellt ist, werden alle dreiecksförmigen Strukturkarten 601, die für Darstellung des Objekts relevante Helligkeits-oder Farbinformation beinhalten, zu einer neuen Superstrukturkarte 602 angeordnet.

Dazu werden jeweils zwei dreiecksförmige Strukturkarten 601a und 601b zu einer blockförmigen Strukturkarte 603 angeordnet.

Ferner werden alle blockförmigen Strukturkarten 603 zeilen- und spaltenweise gruppiert, womit ein digitalisiertes Bild erzeugt wird.

Aus [5] ist ferner bekannt, daß eine derartige Superstruktur- karte, wie sie im Rahmen eines Texture Mapping erzeugt wird, bei einer Bildübertragung codiert und decodiert wird.

Dabei erfolgt üblicherweise die Codierung und/oder Decodie- rung einer Superstrukturkarte unter Verwendung einer blocko- rientierten Transformation im Intra-Bildcodierungsmodus, wie sie oben beschrieben wurde.

Dieses Vorgehen, wie es im Rahmen einer Bearbeitung eines di- gitalen Bildes durchgeführt wird, ist hinsichtlich einer niedrigeren, für eine Übertragung anzustrebenden Datenrate oder einer höheren Bildqualität wenig effizient.

Somit liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Bearbeitung eines digitalisierten Bildes und eine Anord- nung zur Bearbeitung eines digitalisierten Bildes anzugeben, mit denen eine effizientere Bearbeitung eines digitalisierten Bildes möglich wird.

Das Problem wird durch die Verfahren mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen sowie den Anordnungen mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.

Bei dem Verfahren zur Bearbeitung eines digitalisierten Bil- des mit Bildpunkten, die eine Codierungsinformation beinhal- ten, wird das Bild zumindest teilweise in Bildblöcke aufge- teilt. Jeweils ein Bildblock wird in mindestens zwei zugehö- rige Unterbildblöcke unterteilt. Die Bearbeitung des Bildes wird derart durchgeführt, daß mindestens einem zugehörigen Unterbildblock jeweils ein erster Wert, ein zweiter Wert und

ein dritter Wert zugeordnet werden, wobei der erste Wert und der zweite Wert die relative Lage des zugehörigen Bildblocks bezüglich des Bildes beschreiben und der dritte Wert die re- lative Lage des zugehörigen Unterbildblocks bezüglich des zu- gehörigen Bildblocks beschreibt.

Bei der Anordnung zur Bearbeitung eines digitalisierten Bil- des mit Bildpunkten, die eine Codierungsinformation beinhal- ten, ist ein Prozessor vorgesehen, der derart eingerichtet ist, daß folgende Verfahrensschritte durchführbar sind : Das Bild wird zumindest teilweise in Bildblöcke aufgeteilt.

Jeweils ein Bildblock wird in mindestens zwei zugehörige Un- terbildblöcke unterteilt. Die Bearbeitung des Bildes wird derart durchgeführt, daß mindestens einem der zugehörigen Un- terbildblöcke jeweils ein erster Wert, ein zweiter Wert und ein dritter Wert zugeordnet werden, wobei der erste Wert und der zweite Wert die relative Lage des zugehörigen Bildblocks bezüglich des Bildes beschreiben und der dritte Wert die re- lative Lage des zugehörigen Unterbildblocks bezüglich des zu- gehörigen Bildblocks beschreibt.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

In einer Weiterbildung, die eine Vereinfachung des Verfahrens bewirkt, werden die Bildblöcke spaltenweise und zeilenweise angeordnet und/oder den Spalten Spaltennummern und den Zeilen Zeilennummern zugeordnet. Die Zuweisung erfolgt zweckmäßig derart, daß der erste Wert des zugehörigen Unterbildblocks die Zeilennummer des zugehörigen Bildblocks ist und der zwei- te Wert des zugehörigen Unterbildblocks die Spaltennummer des zugehörigen Bildblocks ist.

In einer weiteren Ausgestaltung weist ein Unterbildblock eine andere Form als der zugehörige Bildblock auf. Vorzugsweise ist die Form des Unterbildblocks ein Dreieck, welches einen rechten Winkel aufweist. Eine solche Form eines Unterbild-

blocks reduziert den Rechenaufwand für eine formangepaßte Transformationscodierung.

Vorzugsweise werden die Unterbildblöcke zu dem Bild zusammen- gefaßt. Damit weist das Bild nur solche Bildpunkte auf, die die für ein Objekt relevante Codierungsinformation beinhal- ten.

Ferner ist es vorteilhaft die Unterbildblöcke derart zu ver- ändern, daß jeweils die relative Lage eines Unterbildblocks bezüglich des zugehörigen Bildblocks identisch ist. Damit kann im Rahmen einer Codierung eine formangepaßte Transforma- tionscodierung und/oder im Rahmen einer Decodierung eine in- verse Transformationscodierung auf alle Unterbildblöcke des zugehörigen Bildblocks angewendet werden.

Eine Weiterbildung wird im Rahmen einer Codierung und/oder Decodierung des Bildes eingesetzt.

Dabei ist vorteilhaft, die Unterbildblöcke unter Verwendung der Codierungsinformation und/oder unter Verwendung des er- sten Wertes, des zweiten Wertes und des dritten Wertes mit einer formangepaßten Transformationscodierung zu codieren und/oder mit einer inversen formangepaßten Transformationsco- dierung zu decodieren. Dadurch wird eine effektive Codierung und/oder Decodierung des Bildes erreicht.

Eine Vereinfachung ergibt sich, wenn in einer Weiterbildung zur Codierung eine Shape-Adaptive Diskrete-Cosinus- Transformation (SA-DCT) und/oder zur Decodierung eine inverse SA-DCT eingesetzt werden/wird.

Eine weitere Vereinfachung ergibt sich, wenn zur Codierung eine Triangle-Adaptive Diskrete-Cosinus-Transformation (TA- DCT) und/oder zur Decodierung eine inverse TA-DCT eingesetzt werden/wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Figuren darge- stellt und wird im Weiteren näher erläutert.

Es zeigen : Figur 1 Anordnung zur Bildcodierung und Bilddecodierung mit einer Aufnahme eines Objekts mittels einer Kamera und einer Darstellung des Objekts auf einem Bildschirm Figur 2 Schematische Darstellung der Vorgehensweise zur Bild- codierung und Bilddecodierung mit einer Aufnahme eines Objekts mittels einer Kamera und einer Darstellung des Objekts auf einem Bildschirm Figur 3 dreiecksförmige Gitterstruktur des dreidimensionalen Modells mit einer zugehörigen Strukturkarte Figur 4 Darstellung einer Superstrukturkarte Figur 5 Darstellung einer Transformation einer Strukturkarte auf eine dreiecksförmige Strukturkarte Figur 6 Darstellung einer Superstrukturkarte bestehend aus dreiecksförmigen Strukturkarten Figur 7 Anordnung zur Bildcodierung bzw. Bilddecodierung mit einer Kamera, zwei Rechnern und einem Übertragungsmedi- um Figur 8 Skizze einer Anordnung zur blockbasierten Bildcodie- rung bzw. Bilddecodierung Figur 9 Darstellung der Zerlegung der blockförmigen Struktur- karte In Figur 1 ist eine Anordnung zu einer Bildcodierung und ei- ner Bilddecodierung mit einer Aufnahme eines Objekts mittels einer Kamera und einer Darstellung des Objekts auf einem Bildschirm dargestellt.

In Figur 1 ist eine Kamera 101 dargestellt, mit der Bilder eines Objekts 152 aufgenommen werden. Die Kamera 101 ist eine analoge Farbkamera, die Bilder des Objekts 152 aufnimmt, und

die Bilder in analoger Form zu einem ersten Rechner 102 über- trägt. In dem ersten Rechner 102 werden die analogen Bilder in digitalisierte Bilder umgewandelt, wobei Bildpunkte der digitalisierten Bilder eine Farbinformation des Objekts 152 beinhalten, und die digitalisierten Bilder bearbeitet.

Das Objekt 152 ist zentriert auf einem Objektträger 153 ange- ordnet. Die relative Lage des Objektträgers 153 bezüglich der Kamera 101 ist fest vorgegeben. Durch Rotation des Ob- jektträger 153 um dessen Zentrum kann das Objekt 152 derart bewegt werden, so daß sich bei gleichbleibenden Abstand des Objekts 152 zu der Kamera 101 der Blickwinkel, unter den die Kamera 101 das Objekt 152 aufnimmt, kontinuierlich verändert.

Der erste Rechner 102 ist als eine eigenständige Anordnung in Form einer eigenständigen Computerkarte, die in den ersten Rechner 102 installiert ist, ausgestaltet, mit welcher Compu- terkarte die im Folgenden beschriebenen Verfahrensschritte durchgeführt werden.

Der erste Rechner 102 weist einen Prozessor 104 auf, mit dem die im Weiteren beschriebenen Verfahrensschritte der Bildco- dierung durchgeführt werden. Die Prozessoreinheit 104 ist über einen Bus 105 mit einem Speicher 106 gekoppelt, in dem eine Bildinformation gespeichert wird.

Das im Weiteren beschriebene Verfahren zu der Bildcodierung ist in Software realisiert. Sie ist in dem Speicher 106 ge- speichert und wird von dem Prozessor 104 ausgeführt.

Nach erfolgter Bildcodierung in dem ersten Rechner 101 und nach einer Übertragung der codierten Bildinformation über ein Ubertragungsmedium 107 zu einem zweiten Rechner 108, wird in dem zweiten Rechner 108 die Bilddecodierung durchgeführt. An- schließend wird unter Verwendung der decodierten Bildinforma-

tion des Objekts 152 ein Modell des Objekts 152 auf einem mit dem zweiter Rechner 108 verknüpften Bildschirm 155 darge- stellt.

Der zweite Rechner 108 hat den gleichen Aufbau wie der erste Rechner 101. Der zweite Rechner 108 weist auch einen Prozes- sor 109 auf, welcher Prozessor mit einem Bus 111 mit einem Speicher 110 gekoppelt ist.

Das im weiteren beschriebene Verfahren zu der Bilddecodierung ist in Software realisiert. Sie ist in dem Speicher 110 ge- speichert und wird von dem Prozessor 109 ausgeführt.

In Figur 2 ist die Vorgehensweise für eine Bearbeitung eines digitalisierten Bildes im Rahmen einer Codierung und einer Decodierung mit einer Aufnahme eines Objekts mittels einer Kamera und einer Darstellung des Objekts auf einem Bildschirm schematisch dargestellt.

Diese Vorgehensweise für die Codierung und die Decodierung wird durch die in Figur 1 dargestellte und die oben beschrie- bene Anordnung realisiert. l. Schritt Aufnahme des Objekts (201) Unter Verwendung der Kamera 101 werden, wie es in [7] be- schrieben wird, Bilder des Objekts 152, welches in vorgegeben Rotationswinkeln mittels des Objektträgers 153 in seiner Lage bezüglich der Kamera 101 rotiert wird, aufgenommen. Die Bil- der werden in analoger Form zu dem ersten Rechner 102 über- tragen.

Vor der Durchführung der Aufnahme des Objekts 152 wird die Kamera 101, wie es in 7 beschrieben wird, kalibriert, wobei eine räumliche Geometrie der Anordnung sowie die Aufnahmepa-

rameter der Kamera 101, beispielsweise die Brennweite der Ka- mera 101, bestimmt werden.

Die Geometriedaten sowie die Kameraparameter werden zu dem ersten Rechner 102 übertragen.

2. Digitalisieren der Bilder (202) In dem ersten Rechner 102 werden die analogen Bilder in digi- talisierte Bilder 103 umgewandelt und die digitalisierten Bilder 103 bearbeitet.

3. Bildbearbeitung (203) Die Bearbeitung der digitalisierten Bilder 103 erfolgt nach dem Verfahren einer Automatischen Dreidimensionalen Modell- bildung unter Verwendung mehrerer Bilder eines Objekts, wie es in [7] beschrieben ist.

Im Rahmen des Verfahrens der Automatischen Dreidimensionalen Modellbildung unter Verwendung mehrerer Bilder eines Objekts werden zwei Verfahrensschritte durchgeführt : In dem ersten Schritt des Verfahrens wird mittels eines Ver- fahrens zur Bestimmung einer Kontur eines Objekts in einem digitalisierten Bild, wie es in [7] genannt wird, unter Ver- wendung der Kameraparameter und der digitalisierten Bilder 103 ein Volumenmodell 301 des Objekts 152 ermittelt.

Das Volumenmodell 301 des Objekts 152, wie es in Figur 3 dar- gestellt ist, besteht aus einer räumlichen dreiecksförmigen Gitterstruktur 301, wobei die Eckpunkte 302 der Dreiecke 303 als Punkte 304 eines kartesischen Koordinatensystems 305 vor- liegen.

In dem zweiten Schritt des Verfahrens wird unter Verwendung der digitalisierten Bilder 103 sowie der in Bildpunkten der

digitalisierten Bilder 103 beinhalteten Farbinformation fur jedes Dreieck 303 jeweils eine sogenannte Strukturkarte 306 bestimmt.

Die Strukturkarte ist aus blockförmig angeordneten Bildpunk- ten 307 aufgebaut. Jeder Bildpunkt 307 beinhaltet eine Far- binformation (Chrominanzwerte) des Objekts 152.

Dem Dreieck 303 wird die Farbinformation zugeordnet, indem jeweils einem Eckpunkt 302 und 308 des Dreiecks 303 und 309 ein zugehöriger Bildpunkt 307 der zugehörigen Strukturkarte 306 zugeordnet ist.

Die Lage eines Eckpunkte 308 des Dreiecks 309 wird durch die Angabe von Koordinaten (ui, vi) 310 in einem zweidimensionalen Koordinatensystem (u, v) 311, welches der Strukturkarte 306 zugeordnet ist, festgelegt. Anschließend werden die Koordina- ten (ui, vi) 310 normiert.

Über eine Transformationsvorschrift wird jedem Eckpunkt 302 von jedem Dreieck 303 des dreidimensionalen Modells 301 der entsprechende Punkt 310 in der zugehörigen Strukturkarte 306 zugewiesen.

Diejenigen Bildpunkte 501 einer Strukturkarte 502, welche Bildpunkte eine für die Darstellung des Objekts 152 relevante Farbinformation beinhalten, werden zu einer neuen dreiecks- förmigen Strukturkarte 503 transformiert. Die Bildpunkte 506 der dreiecksförmigen Strukturkarte sind derart angeordnet, so daß sie ein rechtwinkliges und gleichschenkliges Dreieck bil- den, wobei ein Schenkel fünf Bildpunkte aufweist. Die Trans- formation wird derart durchgeführt, so daß die Bildpunkte 501, die Eckbildpunkte 504 des Dreiecks 505 sind, mit Bild-

punkten 506, die Eckbildpunkte 507 der dreiecksförmigen Strukturkarte 503 sind, übereinstimmen.

Im Rahmen der Transformation müssen gegebenenfalls Bildpunkte durch eine Extrapolation oder eine Interpolation von Werten, die die Farbinformation beinhalten, erzeugt oder gegebenen- falls Bildpunkte gelöscht werden.

Damit weist die dreiecksförmige Strukturkarte 503 nur noch Bildpunkte 506 auf, die für die Darstellung eines Objekts re- levant sind.

Wie in Figur 6 dargestellt ist, werden alle dreiecksförmigen Strukturkarten 601, die die für die Darstellung des Objekts relevante Farbinformation beinhalten, zu einer neuen Super- strukturkarte 602 angeordnet.

Dazu werden jeweils zwei dreiecksförmige Strukturkarten 601 zu einer blockförmigen Strukturkarte 603 angeordnet. Ferner werden alle blockförmigen Strukturkarten 603 zeilen-und spaltenweise gruppiert, wobei ein digitalisiertes Bild er- zeugt wird.

Aufgrund der einheitlichen und vorgegebenen Form der drei- ecksförmigen Strukturkarte 601, der zeilen-und spaltenweisen Anordnung der blockförmigen Strukturkarten 603 und einer vor- gegebenen Größe der Superstrukturkarte 602 ergibt sich eine vereinfachte Transformationsvorschrift bzw. ein vereinfachter Zuweisungsschlüssel, der als sogenanntes Texture Binding be- zeichnet wird : Jedem Dreieck 303 der räumlichen dreiecksförmigen Gitter- struktur 301 des dreidimensionalen Modell des Objekts 152 wird ein erster Wert ns, der die Spaltennummer der zu dem Dreieck 303 zugehörigen dreiecksförmigen Strukturkarte 601

innerhalb der Superstrukturkarte 602 angibt, ein zweiter Wert nz, der die Zeilennummer der zu dem Dreieck 303 zugehörigen dreiecksförmigen Strukturkarte 601 innerhalb der Superstruk- turkarte 602 angibt, und ein dritter Wert nL, der die relati- ve Lage der dreiecksförmigen Strukturkarte 601a bzw. 601b be- züglich der blockförmigen Strukturkarte 603 angibt, zugeord- net.

Unter Verwendung des für jedes Dreieck 303 der räumlichen Gitterstruktur 301 angegebenen Wertetripels (ns, nz, nL) und von den vorgegeben Werten hinsichtlich der Höhe H (Anzahl der Bildpunkte, beispielsweise 80 Bildpunkte) und der Breite B (Anzahl der Bildpunkte, beispielsweise 80 Bildpunkte) der Su- perstrukturkarte mit der Größe HxB und der vorgegebenen An- zahl der in einem Schenkel des rechtwinkligen und gleich- schenkligen Dreiecks angeordneten Bildpunkte Z, mit bei- spielsweise Z=5 Bildpunkte, wird eine Zuweisung einer drei- ecksförmigen Strukturkarte 601 der Superstrukturkarte 602 zu dem zugehörigen Dreieck 303 des Volumenmodells 301 des Objekt nach folgenden Beziehungen ermittelt : Ax = (Z/B) * (ns-l) Ay = (Z/H) * (nz-1) Bx = (Z/B) *nS BU-AU By-Ay Cy = (Z/H) *nz Dx = Ax Dy = Cy

Für den Wert nL = 0, der eine innerhalb der blockförmigen Strukturkarte 603 links angeordnete dreiecksförmige Struktur- karte 601a beschreibt, sind die Eckbildpunkte (Ax, Ay), (Cx, Cy) und (Dx, Dy) relevant.

Für den Wert nL = 1, der eine innerhalb der blockförmigen Strukturkarte 603 links angeordnete dreiecksförmige Struktur- karte 601b beschreibt, sind die Eckpunkte (AX, Ay), (Cx, Cy) und (BX, By) relevant.

Dabei geben die beiden Werte, die durch den Index x und durch den Index y gekennzeichnet sind, die Koordinaten eines Punk- tes der Superstrukturkarte 602 bezüglich eines kartesischen Koordinatensystems 610 an, welches in der linken oberen Ecke 611 der Superstrukturkarte 602 angeordnet ist.

4. Codierung (204) Für die Codierung der Superstrukturkarte 602 wird eine soge- nannte Triangle-Adaptive Diskrete-Cosinus-Transformation (SA- DCT) verwendet. Dieses Verfahren zur Codierung eines digita- lisierten Bildes basiert auf dem Verfahren einer Shape- Adaptive Diskrete-Cosinus-Transformation (SA-DCT), wie es in [4] beschrieben ist.

Im Rahmen einer TA-DCT werden die einem Bildobjekt zugeordne- ten Transformationskoeffizienten derart bestimmt, daß Bild- punkte eines Randbildblocks, die nicht zu dem Bildobjekt ge- hören, ausgeblendet werden. Auf die verbleibenden Bildpunkte wird dann zunächst spaltenweise eine eindimensionale DCT an- gewendet, deren Lange der Zahl der verbleibenden Bildpunkte in der jeweiligen Spalte entspricht. Die resultierenden

Transformationskoeffizienten werden anschließend einer weite- ren eindimensionalen DCT in horizontaler Richtung mit ent- sprechender Lange unterzogen.

Das Verfahren der TA-DCT geht von einer Transformationsmatrix DCT-N mit folgendem Aufbau aus : mit p, k = O-+ N-1.

Mit N wird eine Größe des zu transformierenden Bildvektors bezeichnet, in dem die transformierten Bildpunkte enthalten sind.

Mit DCT-N wird eine Transformationsmatrix der Größe NxN be- zeichnet.

Mit p, k werden Indizes bezeichnet mit p, k E 0, N-1].

Nach der TA-DCT wird jede Spalte des zu transformierenden Bildblocks gemäß der Vorschrift vertikal transformiert. Danach wird die gleiche Vorschrift auf die resultierenden Daten in horizontaler Richtung ange- wendet.

Im Rahmen der Codierung einer Superstrukturkarte 602 unter Verwendung der TA-DCT wird die Superstrukturkarte 602 in die blockförmigen Strukturkarten 603 unterteilt. Eine blockförmi- ge Strukturkarte 603 und 901 wird dadurch in eine erste neue

902 und zweite neue blockförmige Strukturkarte 903, wie es in Figur 9 dargestellt ist, aufgeteilt, daß für die Ermittlung der ersten neuen blockförmigen Strukturkarte 602 die Bild- punkte der zweiten dreiecksförmigen Strukturkarte 601b und 904 gelöscht werden. Die zweite neue blockförmige Struktur- karte 903 wird dadurch ermittelt, daß die Bildpunkte der er- sten dreiecksförmigen Strukturkarte 601a und 905 gelöscht werden.

Ferner wird die zweite neue blockförmige Strukturkarte 903 durch Verschieben von Bildpunkten 906 derart verändert, daß die relative Lage der Bildpunkte 906 der zweiten blockförmi- gen Strukturkarte 903 bezüglich der zweiten neuen blockförmi- gen Strukturkarte 903 mit der relativen Lage der Bildpunkte 907 der ersten neuen blockförmigen Strukturkarte 902 bezüg- lich der ersten neuen blockförmigen Strukturkarte 902 über- einstimmt.

Somit kann die TA-DCT entsprechend auf die erste neue block- förmige 902 und auf die zweite neue blockförmige Strukturkar- te 903 angewendet werden.

Aufgrund der speziellen relativen Lage der Bildpunkte 906 und 907 bezüglich der ersten neuen blockförmigen 902 und der zweiten neuen blockförmigen Strukturkarte 903 kann die TA-DCT eingesetzt werden.

5. Übertragung (205) Die unter Verwendung der TA-DCT codierte Bildinformation (Bildinformation der Superstrukturkarte) wird zusammen mit Daten des Volumenmodells des Objekts sowie der Zuweisung (ns, nz, nL) i (i = 1... N, mit N= Zahl der Dreiecke der Gitter- struktur des Volumenmodells) an den zweiten Rechner 108 über ein Übertragungsmedium 107 übertragen.

6. Decodierung (206) Nach Übertragung der codierten Bildinformation wird eine Bilddecodierung durchgeführt.

Dazu werden die Spektralkoeffizienten cj einer inversen TA- DCT zugeführt.

Bei der inversen TA-DCT im Rahmen der Bildcodierung im Intra- Bildcodierungsmodus werden Bildpunkte xj aus den Spektral- koeffizienten cj nach folgender Vorschrift (4) gebildet : wobei die Transformationsmatrix DCT-N folgendem Aufbau auf- weist : mit p, k = 0- N-1. wobei mit : -N eine Größe des zu transformierenden Bildvektors bezeich- net wird, in dem die zu transformierenden Bildpunkte enthal- ten sind ; - [DCT-N (p, k)] eine Transformationsmatrix der Größe NxN be- zeichnet wird ; -p, k Indizes bezeichnet werden mit p, k e 0, N-1 ; -mit ()-1 eine Inversion einer Matrix bezeichnet wird.

Unter Verwendung der ermittelten Bildpunkte x wird das deco- dierte Bild bzw. die Superstrukturkarte 602 bestimmt.

7. Darstellung des Objekts (207) Unter Verwendung der Superstrukturkarte, den Daten des Volu- menmodells des Objekts 152 sowie der Zuweisung (ns, nz, nL) i (i = 1... N, mit N= Zahl der Dreiecke der Gitterstruktur des Volumenmodells) wird, wie es in 6 beschrieben wird, das Mo- dell des Objekt 152 auf dem Bildschirm 108 dargestellt.

Im Rahmen dieses Dokuments wurden folgende Dokumente zitiert : 1 D. Le Gall,"The Video Compression Standard for Multime- dia Applications", Communications of ACM, Vol. 34, No.

4, S. 47-58, April 1991 [2] G. Wallace,"The JPEG Still Picture Compression Stan- dard", Communications of ACM, Vol. 34, No. 4, S. 31-44, April 1991 [3] De Lameillieure, J., et al.,"MPEG-2-Bildcodierung für das digitale Fernsehen", in FERNSEH-UND KINO-TECHNIK, 48. Jahrgang, Nr. 3/1994,1994 [4] T. Sikora, B. Makai,"Shape Adaptive DCT for Generic Co- ding of Video", IEEE Transactions on Circuits and Sy- stems for Video Technology, Vol. 5, S. 59-62, Feb. 1995 [5] J. D. Foley, et al.,"Computer graphics : principles and practise", 2nd ed., Adison-Wesley, ISBN 0-20112110-7, S.

741-744 6 PANORAMA-technical Support, erhältlich am 12. Oktober 1998 unter : http ://www. tnt. uni- hannover. de/project/eu/panorama/TS. html 7 W. Niem, et al.,"Mapping texture from multiple Camera Views onto 3D Objekt Models for Computer Animation", Proc. of International Workshop on Stereoscopic and Three Dimensional Imaging, 6.-8.9.1998, Santorini, Greece, 1998