引入低分辨率索引图象数据的图象数据库的制作方法

专利名称：引入低分辨率索引图象数据的图象数据库的制作方法
技术领域：
本发明总体上讲涉及数字图象处理系统，尤其涉及一种通过存贮索引图象数据文件而便于选择已存贮的图象的机构，该索引图象数据文件包含多个不同较高分辩率数字化图象中的每一个对应的低分辩率数字化图象。
数字式图象系统，例如用于将静止的彩色幻灯片转换成能在彩色电视监视器中显视的数字式格式的数字图象系统，通常是将电子图象设备(例如，光电胶片扫描器)的输出按规定的分辩率进行编码，并将胶片图象对应的图象文件存储在相关的数据库中。在许多涉及大量图象存储的图象系统的应用中，主要的考虑就是用户怎样能够从数据库中所有的图象中容易地找出某一感兴趣的特定图象。当用户想要看某一幅特定已存储的图象时，图象通常要被一次一幅地从数据库中调出来，直到已找出感兴趣的图象为止。很明显，这种检索和寻找方案是非常费力和费时的，特别是对于需要很大数据文件的非常高分辩率的图象(例如，每象素每颜色8或16位的2K×3K象素阵列)。为了简化这项工作，Taylor等申请的美国专利US-4，302，776介绍了一种读出和显示系统，用该系统，许多幅缩小的画面可以在一个视频帧图象中显示出来，这是通过在从数据库调用多幅图象时压缩其大小并通过作为缩小画面的“浏览”画面拼接图来显示这些图象而实现的。遗憾的是，由于Taylor等申请的系统以相当高的分辩率数据文件存储数字化图象，并且在产生和显示该浏览拼接图过程中需要对这些文件中的每一个进行二次取样操作，所以这种系统仍然相当慢并且需要大量的存储器。对于包含很高分辩率图象的数据库来说，这是一个突出的问题。所以我们需要有一种能更快更简捷地产生一幅浏览拼接图的技术。
本发明的发明者已认识到，如果对图象数据进行预处理和存储，以便利于快速存取二次取样的高分辩率图象数据，那么从一个大的图象数据库中选择高分辩率图象就能较快和较容易地完成。依照本发明，与已有的数字图象处理系统(例如上述的Taylor等人专利申请所描述的系统)相比较，产生一幅“浏览”或“索引”小画面拼接图所需要的计算和数据存储可以大大简化。根据本发明，将索引数据文件作为高分辩率图象，但是作为从多个表征高分辩率图象的数据文件中的每一个分开的数据文件存储在同一数据库中，有利于从数据库中选择图象。该索引数据文件包含有多个表征低分辩率图象的数据文件，对于每一表征高分辩率图象的数据文件都有一对应表征低分辩率图象的数据文件。由于索引数据文件包含了多个图象中的每一个的“二次取样拷贝”，如由一卷24张彩色胶片曝光而得到的“二次取样拷贝”，因而，为找出某一幅图象浏览一个存储“幻灯片盒”的工作仅通过显示一个文件-索引文件就能很快完成，从而，仅访问单一文件就能给用户提供一幅小型图象的拼接图。又因为产生拼接图所需的索引图象数据是存储在一个邻近的数据文件中，而不是存储在许多大的高分辩率图象文件中，所以访问小型图象拼接图所需数据所用的时间显著减少。再者，能快速访问低分辩率图象并能一幅接一幅地迅速显示它们，一次显示一幅，这是寻找所要图象的另一种不同的方式。
在索引文件内的每个低分辩率图象，都有一标识符，该标识符指出它相关的高分辩率图象文件，以便使用户能迅速调用并显示与选出的低分辩率图象相关的高分辩率图象。本发明的这种数据库的访问特点，在照相洗印服务方面特别有用，在照相洗印服务中，用户给照相洗印员提供一个包含大量彩色胶片图象文件的便携式数字存储介质，例如一小型光盘。这种盘也包含有多个高分辩率图象的相应的索引文件，这就大大加速了寻找某一要求照相洗印服务的特定文件的过程。


图1示意地表示了使用本发明的彩色感光胶片数字式图象系统;
图2示意地表示了在对一组低分辩低的摄影彩色图象以及相关的其余图象进行数字化记录的过程中，复制了由随后的每个图象文件的低分辩图象的一个图象索引数据文件;
图3用图表示了根据本发明的图象检索机理的信号处理组织结构;
图4-6用图描述一种提供分开的低分辩率位映射图象和已编码的高分辩率其余图象文件的方法，而且图7表示的是一幅带有迭加图象编号的四个图象的拼接图。
在详细描述本发明特有的低分辩率索引图象数据文件存贮和检索机构之前，应注意到本发明主要在于已有图象数据处理电路和部件的新颖结构组合，而不是其中各具体的组成部件。所以，在图中用容易理解的方框图来表示这些已有电路和部件的结构、控制及组合，方框图也仅表示了与本发明直接有关的那些具体电路或部件，这样便于描述，而且不会使所属领域技术人员容易理解的那些结构细节的公开不清楚。因此用方框图并不是来表示实例系统的机械结构的，而主要是想以已有的功能组合来描述系统的主要结构部件，以使本发明能更容易地理解。
图1示意地表示了使用本发明的彩色感光胶片数字图象处理系统。为了便于描述，这样一个系统可以就是在尚待批准的由S.Kristy提出的申请号为_______，申请日为_____，各称为“多分辩率数字图象照相洗印加工系统”的专利申请中所叙述的那类系统(上述S.Kristy提出的专利申请已被转让给本申请的受让人)，在此引入其公开的内容。然而，应该看到，在上述尚等批准的申请中描述的系统，仅仅是可以使用本发明的这类系统中的一个例子，不能认为是对本发明的限制。一般来讲，本发明可以引入到任何数字图象处理系统。
依据图1所示的数字图象处理系统，用一个高分辩率光电胶片扫描器12，如商用Eikonix 1435型扫描器，对摄影图象，例如摄制在35mm负片10上的图象，进行扫描。包含在各彩色负片上的摄影图象映射到其图象传感点阵的光敏元件上，扫描器12输出代表该光敏元件响应的数字编码数据。这种数字编码数据。(或“数字化”图象)通过一光栅图象数字数据流耦合到一专用的图象处理工作站14，工作站14有一帧存储和图象处理应用软件，用该软件可以对数字化图象进行处理(例如放大、锐化、剪切及景物彩色平衡校正等)，以获得一期望的图象画面。一旦这一高分辩率图象制备好，就将其写到一个轻便的数字数据记录介质，例如一种一次性写入的小型光盘上去，以便以后在光盘重放装置20(CD重放器)上重放图象，光盘重放装置20能与相对来说中等分辩率的用户电视接收机22，或高分辩率热彩色打印机24，如本申请受让人制做的XL-7700型打印机联接。CD重放器20可以由一个(手持的)遥控器26来控制，为了调用和显示记录在小型光盘上的数字数据，遥控器26的控制按扭，以下面将要叙述的方式，与有关输出装置(电视接收机)的重放(如显示)功能和被连接的预编程控制输入端相联系。
依照前述的尚待批准的Kristy申请中所描述的图象数据处理系统，每幅摄制的图象都作为一个对应的高分辩率图象数据文件被存贮，该高分辩率图象数字文件由一个低分辩图象位映射文件和多个与对应的不同图象分辩率有关的其余图象组成。将相继的其余图象与低分辩率图象重复组合就可以由低分辩率图象恢复成分辩率逐渐增高的图象，以应用于读出装置，如彩色监视器显示或硬拷贝打印机。
图4、5和6描述了一数字化图象数据存贮和检索方法，由Panl Melynchuck等人提出的尚待批准中的申请号为_____，申请日期为_______，名为“一种用于许多方面的基于混合剩余图象的多级的高分辩率数字图象存贮和显示方法”的专利申请中叙述了该方法，上述Panl Melynchuck等人提出的申请已被转让给本申请的受让人，并在此引入其公开的内容。依照该方法，从一幅2048×3072象素的高分辩率图象中，形成4幅逐渐分开的256×384位映射图象以及已编码的“1K”和“2K”剩余图象文件。2K剩余图象，1K剩余图象和4幅256×384分开的图象一起构成一幅高分辩率图象文件。4幅逐渐分开的256×384图象中的第一幅图象(其中的512×768图象是用偶行偶象素对512×768图象二次取样获得的)，构成低分辩率图象记录。本发明利用集中在索引图象文件中的每个低分辩率图象记录单独存贮的拷贝，来加快和简化在数据库中寻找图象的工作。
如上简述的，根据本发明，每一幅数字化图象的对应高分辩率图象数据文件已被格式化为四幅分开的位映射文件和两幅剩余图象文件，并将其写入光盘。除此之外，图1所示图象处理系统还产生并存贮一个单独的索引图象文件，该索引图象文件包含多个图象数据文件中的每个图象数据文件的一个低分辩率图象拷贝(即，四幅分开的位映射图象之一)。这种存贮机构如图2所示，在一组彩色摄影图象的数字化和记录过程中，图象索引数据文件31优先写入，成为图1所示的重放装置20访问的第一个文件，每个随后图象文件32-1，…32-N的对应的低分辩率数字化图象都被复制到图象索引数据文件31中。图象文件32-1，…32-N是高分辩率图象文件，它们包含形成高分辩率图象所需要的所有信息。另一方面，图象索引数据文件31是低分辩率图象文件，它含有文件32-1，…32-N内的每一低分辩率数字化图象的拷贝。文件31内的每一低分辩率图象都有一个表明其与文件32-1，…32-N中那一个相对应的标识符。文件31内的低分辩率图象，可以不经剩余处理为合成图象而直接读出，给用户提供基本上是即时的多个图象访问，或者每次一幅地快速连续地访问文件31内的低分辩率图象，以便于寻找某一特殊的图象。
使用下面介绍的图3所示信号处理组织结构，当光盘16首次插入重放装置20中或当用户按重放装置的遥控器26上的拼接图键时，就能在电视接收机22上显示出图象的拼接图。光盘中所有图象，或作为一个单幅拼接图，或作为一组拼接图显示出来，拼接图带有表示图象编号的数字内容。用户在遥控器26上按正确的数字220就会指示重放装置显示想要的全屏幕图象。另外，用户可以按扫描键212，以指示重放装置22每次一幅地快速连续地显示来自图象索引文件的各低分辩率图象。当想要的画面出现时，用户按一下“看”键214，指示重放装置检索和显示相应的全分辩率图象。
图3示意地表示了依据本发明图象检索机构的信号处理组织结构，可以将其与商用的数字数据存贮和检索装置(如图1所示的小型光盘重放装置)结合起来，给相关的显示器(如彩色电视监视器)提供视频信号。如图3所示，从光盘40中读出的数据通过输入总线41传输给格式去除器42，格式去除器42从图象数据中分出“标题”控制数据(表示一幅新图象文件开始和图象编号)。标题数据通过线44输入存贮控制器46，而图象数据通过线48传输到一个随机存取存储器50，存储器50的存储容量与存贮在光盘中的4幅被分开的已编码的256×384的图象的整体(516×768)象素尺寸相对应。
存储控制器46可以当作CD重放器的微控制器的一部分，或为由微控器驱动的一个单独的专用组合逻辑电路，以控制读出地址/时钟信号的产生，产生的地址/时钟信号分别通过地址总线52和54输入到一组相应的列和行地址计数器56和58，以控制访问存储器50中内容的速度和顺序。
具体地讲，为了从一个低分辩率256×384象素图象记录显示全屏幕视频图象，“时钟”信号线使计数器56和58增加计数，“预置”线使计数器预置指定的值，“复制”线使列计数器56的地址每隔一个时钟脉冲增值，而不是每一时钟脉冲都增值。
当从存储器中读出图象数据时，通过线60传给文本发生器，文本发生器可以有选择性地，而且有控制地，用一个交替代码值来代替从存储器50访问到的象素代码值，该交替代码值表示一种指定的文本颜色(例如白色)。多路转换开关63可以使D/A转换器70或接收来自存储器50的象素代码值，或接收“文本”代码值。多路转换开关63的位置由存储控制器46发出的在线64上的控制信号来控制，以便可以迭加和来自光盘40被显示的图象的编号数相对应的那些编号数，然后将最终组合的图象和文本数据输出给D/A转换器70，以便应用于诸如彩色电视监视器，从而即给用户再现了原始35mm图象的复制品。
当用户按拼接图键210(图1所示)，CD读数器能移到索引文件数据磁道，从索引图象记录中读出一些数据存入存储器。是一幅拼接图还是多个幅拼接图存入存储器50，这取决于索引文件31(图2所示)所代表的存贮图象的数目。为了形成一幅如图7所示的最多四幅图象组合成的一幅拼接图，就要将四幅256×384低分辩率记录读入存储器50，其读入方式如下第一幅图象401放在左上角，第二幅图象402放在右上角，第三幅图403放在左下角，第四幅图象404放在右下角。文本发生器62将这四幅图象的编号数在合适的位置迭加。由于这四幅图象的数据都一起存贮在图2所示的索引图象文件31中，所以这样产生拼接图要比从四个高分辩率文件32-1，32-2，32-3和32-4中检索该低分辩率图象再产生拼接图快得多，这是由于CD读数器访问这四个文件所需时间是访问一个索引图象文件所需时间的四倍那么长的缘故。
为了形成一幅最多由16幅图象构成的拼接图，来自低分辩率索引图象记录的数据，在存入存储器50之前，在垂直和水平方向上都要按2比1的关系进行二次取样(即，每隔一个象素和每隔一行都被格式去除器42丢掉)。这样，存储器50就存贮了一幅由16幅128×192象素图象组成的拼接图。如果光盘中存贮的图象多于16幅，那么在第一次按拼接图键时，就显示出头16幅图象。当用户第二次按拼图键时，在第二幅拼接图中显示下一个16幅图象，以此类推，直到所有图象都显示出来。
当按扫描键212时，CD读数器就移到索引文件数据磁道，并从第一个索引图象记录中将256×384象素数据读入存储器50。为了显示全屏幕但相对较低分辩率的图象，存储控制器46指示列计数器56和行计数器58，在两个象素周期两行周期内复制索引图象记录中的每一个象素。当正显示第一个索引图象记录时，第二个索引图象记录，就从光盘中读到存储器50的第二部分。一旦第二幅图象从光盘中读出，就显示第二幅图象，与此同时，从光盘中读出第三幅图象并写入存储器50中，同时改写来自第一幅图象的数据。用这种方式，索引图象文件31(图2所示)中所有图象都能以几乎每秒一幅的速度快速地在图3所示的电视显示器72上显示出来。一旦用户看到想要的图象，按“看”键214，就指示CD读数器移到相应的高分辩率图象记录32-n，这里n是选择出的图象的编号。CD读数器从高分辩率图象文件中将4幅分开已编码的256×384图象读入存储器50，以便显示全分辩率视频图象。
正如本文开始提到的，本发明的索引文件的特点在照相洗印加工中也是有用的，在此，用户可以为照相洗印员提供一个包含大量彩色胶片图象文件的小型光盘。由于索引图象文件包含有低分辩率图象，所以可以用索引文件在热打印机24上快速打印一张拼接图。
从前面叙述中可以理解到，本发明通过在具有高分辩率图象的同一数据库中存贮一个与每个表征高分辩率图象的数据文件分开的低分辩率索引文件，大大地减少了传统数字图象显示(例如前面介绍的Taylor等人的专利)的计算强度和数据库存贮要求。由于索引数据文件包含有每个高分辩率图象文件的低分辩率部分拷贝，因此，为寻找某一特殊图象来浏览一组存贮图象，可以只通过检索和显示一个文件-索引文件而迅速完成，从而即刻就可以给用户提供一幅从一个文件中得到的小型图象的拼接图。本发明的这种数据库访问特点在照相洗印加工中尤其有用，在这里，用户可以给照相洗印员提供一个包含大量彩色图象文件的轻便的数据存贮介质，例如个小型光盘。
虽然所述是本发明的一个实施例，但可以理解，本发明并不局限于此，对所属领域技术人员来说所做的许多的变化和修改也是很容易的。因此，我并不希望被局限于这里表示和描述的细节，而想让对本领域普通技术人员容易做的变化和修改都属于本专利范围。
权利要求
1.一种和光电图象数字式装置一起使用的用于控制将数字化图象数字化并存贮的方式的方法，在该装置中将多幅图象转换成数字式格式，并作为数字化图象数据存贮在一个数字式数据库中，该方法步骤如下(a)以表征低分辩率图象的数据和相应的修改数据两种形式对所述多幅图象中的一些对应的图象进行数字化，该相应的修改数据在与表征低分辩率图象的数据组合时，产生表征高分辩率图象的数据，对于所述每一幅对应的图象，在所述数据库中各自对应的位置上，存贮其表征低分辩率图象的数字数据和相应的修改数据作为对应的数据记录；以及(b)再将所述对应的每一幅图象的表征低分辩率图象的数据都存贮在数据库中与所述对应位置分开的一个位置上作为下一个索引数据记录。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述数字式数据库包括轻便的数字式数据存贮介质。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述数字数据库包括小型光盘。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在摄影图象存贮介质上已摄制所说多个图象，所说光电图象数字化装置包括一个对摄影图象存贮介质进行扫描并将其上已摄制图象数字化的光电扫描器。
5.一种和光电图象数字化系统一道使用的控制数字式数据库中数字化图象数据存贮方式的方法，在该系统中多幅图象被转换成数字式格式化并作为数字化图象数据存贮在数字式数据库中，该方法包括如下步骤(a)将多个数字化图象作为表征对应的高分辩率图象的数据文件存贮在数字数据中;及(b)对于在步骤(a)中存贮的多个表征各高分辩率图象的数据文件，在一个包含多个低分辩率数字化图象索引低分辩率数据文件内存贮相关的低分辩率数字化图象。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述数字式数据库包括一次性写入的数字式数据存贮介质。
7.根据权利要求5所述的方法，其中在摄影图象存贮介质上已摄制多个所说图象，所说光电图象数字化装置包括一个对所说摄影图象存贮介质进行扫描并将其上已摄制图象数字化的光电扫描器。
8.一种存贮数字化图象数据的方法，包括如下步骤(a)在数字式数据库中存贮多个表征高分辩率图象的数据文件，及(b)在一个与所述多个表征高分辩率图象的数据文件分开的数据库文件中，至少存贮一个与所说多个表征高分辩率图象的数据文件中的至少一个相对应的表征低分辩率图象的数据文件。
9.按照权利要求8所述的方法，其中步骤(b)包括，在所述分开的数据文件中，存贮与所述多个表征高分辩率图象的数据文件相对应的一些所述多个表征低分辩率图象的数据文件。
10.按照权利要求8所述的方法，其中所述数字数据库具有一次性写入的数字式数据存贮介质。
11.一种数字化图象数据存贮和检索方法，包括如下步骤(a)在一个数字式数据库中存贮多个表征高分辩率图象的数据文件;(b)在一个与所述多个表征高分辩率图象的数据文件分开的数据库文件中，存贮与所述多个表征高分辩率图象的数据文件相对应的一些所说多个表征低分辩率图象的数据文件;及(c)从所述分开的数据文件中，至少读出所选择的一个表征低分辩率图象的数据文件，并且在显示器上显示和至少一幅低分辩率图象对应的数据文件。
12.按照权利要求11所述的方法，其中的步骤(c)包括从所述分开的数据文件中，读出被选择出的表征低分辩率图象的数据文件，并且在显示器上显示对应的低分辩率图象。
13.一种将数字化图象数据耦合到数字式数据库的方法，包括如下步骤(a)在所述数字式数据库中存贮多个表征高分辩率图象的数据文件;及(b)在除了所述的多个表征高分辩率图象的数据文件外的数据库文件中，存贮与所述多个表征高分辩率图象的数据文件相对应的一些多个表征低分辩率图象的数据文件。
14.按照权利要求13所述的方法，进一步包括下面的步骤(c)访问所述专用的数据库文件，并从中有选择性地读出至少一个表征低分辩率图象的数据文件，使其显示在显示器上。
15.按照权利要求13所述的方法，进一步包括如下步骤(c)从所说多个表征低分辩率图象的数据文件中的一些所选择的文件读出其数据，并在显示器上显示对应的低分辩率图象。
16.按照权利要求13所述的方法，其中步骤(a)包括存贮每一表征高分辩率图象的数据文件，作为表征不同分辩率图象的数据文件以及表征相关的剩余图象的数据文件的顺序。
17.一种数字式数据存贮介质，用于使多个图象中的一些对应图象转换成数字式格式的数字图象处理系统中，该介质包含多个数字化图象数据文件，该数据文件包括第一组数据文件，存贮在所说数字式数据存贮介质的第一组对应位置上，这组数据文件中的第一个都含有表征低分辩率图象的数字式数据和相应的修改数据，当修改数据与它的表征低分辩率图象的数据组合时，就产生表征高分辩率图象的数据;第二数据文件，它含有所述每幅对应图象的表征低分辩率图象的数据，作为存贮在数字式数据存贮介质中与第一组相应数据所占位置分开的第二位置上的下一个索引数据记录。
18.根据权利要求17所述的数字式数据存贮介质，其中所说数字式数据存贮介质包括一种一次性写入的数字数据存贮介质。
19.一种数字式数据存贮介质，用于使已摄制在图象记录介质上的多个图象中的一些图象转换成数字格式的数字图象处理系统中，该存贮介质包含多个数字化图象数据文件，这些数据文件包括多个表征高分辩率图象的数据文件和除了该多个表征高分辩率图象的数据文件以外的一个索引数据文件，所说索引数据文件包含了多个表征低分辩率图象的数据文件，它们中的一些对应的文件与所述的多个表征高分辩率图象的数据文件中的对应的一些文件相对应。
全文摘要
控制将数字化图象数据文件存贮在数字式数据存贮介质(如小型光盘)上的机理，在光电图象数字化系统中，多幅摄制在图象存贮介质(35毫米胶片)上的图象被变换成数字图象表示，并作为表征对应的高分辨率图象的数据文件被存贮。并在低分辨率索引图象文件内存贮相应的低分辩率数字化图象。选择的部分或全部索引文件内的表征低分辨率图象的数据文件，都能作为拼接图的对应低分辨率部分读出和显示，以利于迅速观看图象。
文档编号G11B27/10GK1062252SQ9110977
公开日1992年6月24日 申请日期1991年9月14日 优先权日1990年9月14日
发明者K·A·帕鲁尔斯基, S·H·克里斯蒂, D·E·奥布赖恩 申请人:伊斯曼柯达公司