Effektivare bildhantering med nya datorprogram
av Christer Ekebom Forum 1985-08, sida 14-15, 09.05.1985
Effektivare bildhantering mednya datorprogra igital bildhantering innebär kort sagt D att en bild, exempelvis ett fotografi, lagras och bearbetas i en dator. För att detta ska kunna ske, måste bilden omvandlas till information i binär form. Den digitala informationen måste vara mycket omfattande för att bilden ens hjälpligt ska kunna reproduceras i analog form En normal tidningsbild kräver en minneskapacitet motsvarande ungefär tusen gånger den mängd texten på ett maskinskrivet A4-ark kräver. Minneskapaciteten är dyrbar och därför strävar man till att pressa ner behovet så mycket som möjligt. Hanteringen av stora mängder data går också förhållandevis långsamt. För att göra arbetet snabbare måste man således minska de datamängder som samtidigt ska hanteras.
Komprimering utan förvrängning
Statens tekniska forskningscentral har nyligen avslutat ett stort forskningsprojekt vars mål var att förenkla bildhanteringsprocesserna. I huvudsak sökte man nya pro Kompression av den digitala bilden medger integrering av lagringsutrymme och sändningstid. Bildrutan uppe till vänster har komprimerats sex gånger (resultatet uppe till höger) genom att söka efter periodiciteter i bilden (nere till vänster). Den förstärkta skillnadsbilden nere till höger visar, att metoden ignorerar en det detaljinformation (VTT:s grafiska laboratorium, Caj Södergård).
Digitala bildbehandlingssystem blir allt för delaktigare prismässigt. Denna mikrodatorbaserade bildstation kostar inte mycket mer än en vanlig persondator.
1 Översättning av bilder till digital information har redan förekommit en längre tid. Problemet har varit att bildinformationen krävt mycket stor minneskapacitet. Statens tekniska forskningscentral har kommit en bra bit på vägen mot en lösning av det problemet.
gramfunktioner som minskar informationsmängderna och därmed gör hanteringen snabbare. Det kanske mest betydelsefulla resultatet av forskningsprojektet är en fungerande metod att komprimera bildinformationen. Man har uppnått ett komprimeringsförhållande på upp till 1:30.
Överföring av en analog bild. dvs ett normalt fotografi eller en tecknad bila, till ett digitalt medium är en rätt invecklad process. Då en bild ska tryckas i en tidning, måste den först rastreras, dvs splittras upp i en mängd små punkter av olika storlek. Punktens storlek avgörs av bildens ljushet (gråton) på det aktuella området. Ju tätare raster, dess bättre återgivning av den ursprungliga bilden. Bilder som ska trycka måste rastreras eftersom tryckningen kräver ett orginal som inte innehåller andra nyanser än svart och vitt, dvs färg eller färglöst. En färgbild framställs på liknande sätt, men i det sammanhanget räcker det inte längre med att man rastrerar bilden. Den måste färgsepareras, vilket betyder att man tillverkar fyra rasterkopior av bilden. Var och en kopia motsvarar en av färgbildens grundfärger. Grundfärgerna är gul, blå och röd samt svart, som egentligen inte är en grundfärg, men som krävs för full bilddynamik i trycket.
Som framgår av ovanstående beskrivNing, är också den normala tryckningsprocessen en form av binär process. Den hanterar ju bara 1 (färg) och 0 (färglös).
81985 F RUN
Digital bildbehandling håller på att komma in på tidningsredaktionerna. Framtidens bildredaktör väljer framför bildskärmen illustrationerna från bildbyråer eller ur sitt elektroniska bildarkiv.
Enorma mängder data
En helt elektronisk bildhantering kräver i grund och botten samma sak. Men dessutom krävs en mängd annan information. Var och en punkt på en bild måste anges exakt med koordinater, för att kunna reproduceras exakt på rätt ställe i kopian. Olika stora punkter kan inte heller som sådana lagras i ett datorminne. Elektroniken kräver exakta uppgifter om punktens storlek (egentligen graden av svärta, färgmättnad). Gäller det en färgbild, skall alla dessa uppgifter finnas för var och en av de tre grundfärgerna. Allt deita kräver minneskapacitet och en processor som samtidigt kan hantera stora mängder information. Det krävs snabbhet.
Orsakerna till att man utvecklar den digitala bildhanteringen är många. Arbetet på tryckerierna blir enklare och snabbare om datorerna kan tas till hjälp. Men tryckerierna är bara en liten del av alla dem som har behov av digital bildhantering. Industrin och forskningen kan dra stor nytta av dessa framsteg.
Datorbaserad bildhantering gör det möjligt att utveckla seende industrirobotar med mycket god syn. Dessa robotar kan via datoriserad bildanalys ta sig fram på egen hand i exempelvis en industrihall utan att krocka med andra robotar eller föremål. De seende robotarna kan utföra flera olika arbetsmoment mycket flexibelt genom att de kan se de olika komponenter de behöver
F RUN. 8/1985
Kontroll av kretskort
Denna egenskap kommer säkert att få stor betydelse inom kvalitetskontrollen. Framför allt kommer elektronikindustrin att dra nytta av dylika seende robotar. De kan snabbt och absolut säkert kontrollera exempelvis ett kretskorts ledningsmönster eller mönstret hos en integrerad krets. Ett kretskort som sorteras ut strax efter dess tillverkning, förorsakar betydligt lägre kostnader än ett kasserat kretskort med alla komponenter pålödda, eventuellt redan inmonterat i den färdiga apparaten.
Digitaliserade bilder lämpar sig bra också för mätningsändamål. Datorn kan analysera vinklar och perspektiv i en bild och med ett referensavstånd som utgångspunkt, kan den räkna fram dimensionerna i ett rum, eller avståndet till en given punkt. Här kommer stereobilderna väl till pass.
Satellitbilder representerar ett typiskt slag av digitala bilder. Bildinformationen från en satellit sänds I digital form till marken och processas därefter i en dator. Det här gäller inte bara sådana exklusiva projekt som bildöverföring från andra planeter, utan i allra högsta grad också så vardagliga företeelser som vädersatelliternas bilder.
Genom analys av satellitbilder får man fram nyttig information inom en mängd områden. Geologerna använder dessa resultat liksom också jord- och skogsbruket. Orginalbilden behöver för övrigt inte alls vara e för människoögat synlig bild. Infraröda och ultravioletta bilder är rminst lika användbara I andra fall används bland annat röngenstrålar för framställning av bilder.
Läkarvetenskapen intresserad
Den medicinska vetenskapen är mycket betjänt av datoriserad bildhantering. Datortomoagrafi är ett exempel. Genom att addera snittbilder framställer denna metod tredimensionella röntgenbilder av olika kroppsdelar. Framför allt har cancerkirurgin utnyttjat denna metod
Arkitekter och samhällsplanerare kan utnyttja digital bildhantering bland annat för att simulera nya byggnader och gatubilder. Om denna verksamhet har vi berättat tidigare (se Forum 2/85).
Obegränsade möjligheter
En bild i digital form kan bearbetas i en i det närmaste obegränsad omfattning. Den kan förvrängas såväl till sin form som till sin färg. Den kan byggas ihop med andra bilder och användas som grund för syntetisering av helt nya bilder. Originalbilden finns alltid kvar i oförstörd form.
Då själva behandlingen normalt sker via bildskärm, minimeras det material- och tidsspill som uppstår om samma behandling sker ”manuellt” enligt konventionella fotografiska metoder. Vissa saker låter sig inte ens göras I den tekniken.
Problemet hittills har alltså varit att bildhanteringen har krävt en mycket stor mängd information. Detta betyder stora och därmed dyra minnesutrymmen, dyra datorer med stor kapacitet osv.
Digital bildhantering har inte varit speciellt attraktiv, trots att behovet säkert länge har funnits. De nya program och hanteringsprocesser som Statens tekniska forskningscentral arbetat fram, gör det möjligt att hantera bilder med betydligt enklare utrustning. Därmed blir metoderna ekono miskt överkomliga och utvecklingen av processer där den digitala bildhanteringen kommer till nytta, accelereras.
Mikrofilmning av större mängder dokument har hittills varit det utrymmesmässigt mest effektiva sättet att lagra stora mängder bild- och textinformation. Lagring i digitala minnen torde emellertid ganska snart bli ett attraktivt alternativ. Fördelen med denna typ av lagring är dessutom att informationen kan sändas elektroniskt till mottagaren. Informationen i orginalminnet flyttas ingenstans, den bara ”kopieras”. Laserskivan torde vara ett utmärkt medium för detta ändamål. Nackdelen med de magnetiska minnena är dock att de kan förstöras av kraftiga eller långvariga magnetfält
Christer Ekebom 15