DE2503185A1

DE2503185A1 - Verfahren und anordnung zur speicherplatzminimierung von computercodierten fuer den halbtonbilddruck bestimmten daten

Info

Publication number: DE2503185A1
Application number: DE19752503185
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Stucki
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1975-01-27
Filing date: 1975-01-27
Publication date: 1976-07-29
Also published as: FR2298834A1; GB1527394A; IT1051879B

Description

r..(3b±?.nren₃ de α I¹J. Januar 197:5

Aiiiiielderin: IBM Deutschland GmbH

7000 Jtattpart 30 fasealstraLe 100

Amtliches Aktenzeichen: iieuaniaeldun?. Aktenzeichen der Anmelderin: GIC 9~75~Oü3

Verfahren und Anordnung zur Speicherplatzr.dnii.iieran^· von comp ut ere ο dl er ten für den Halbtonbilddruek b es t immten Pat en

Die ^rfindun ; betrifft Verfahren zur Speicherplatzminimierunp: von coiiijjutercodierten für den Kalbton-Bilddruck bestimmten Daten.

Die digitale Laibtondrucktechnik (im j^ri-£.lischen: Halftone printing) macht von der Tatsache Gebrauch, daß bei genügendem Abstand aas menschliche Auge kleine, digitalisierte Mustereleiaente nicht als solche erkennt, sondern mehrere dieser Musterele-.aente integrierend als einen kontinuierlichen frauen Ton empfindet .

üblicherweise wird ein Originalhalbtonbild in dem Sinne aufgerastert j daß für jeweils jedem Rasterpunkt zugeordneten Original-Iialbtonbildbereich der zugehörige Urauwert bestimmt wird. Dieser, zunächst noch analoge Grauwert, wird einem Intervall der in ρ Intervalle aufgeteilten Grauwertskala zugeordnet. Je größer.der Grauwert, um so größer kann auch der Durchmesser, eines an ilasterpuniitstelle im Druck erscheinenden schwarzen Punktes sein. Dieses bekannte Verfahren (DA3 1959 459) ist jeaoch in der Druckqualität begrenzt.

Zur iirreichiuig einer feineren Druckqualität und der damit verbundenen coi:.puterorientierten Speicherplatzproblematik für die zu druckenden Bilddaten ist es Aufgabe der Erfindung, ein Ver-

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fahren zur ■JpeicherplatZiiiinii-iierung von computercodierten für
uen iialbtonbilddruck bestirnten Daten anzugeben.

Jiese Aufgabe v/ird erfinauriusgemäß in vorteilhafter Heise dadurch
gelöst, daß ein analoges 3ri₀irialhalbtonbild einer äquidistanten
Kasterung unterworfen wird, daß für jeweils jeden einem Rasterpunkt (Bildpunkt) zugeordneten Originalhalbton-Bildbereich der ; analoge ü-rauwert bestimmt und einea Intervall der in ρ Intervalle
(inclusive des reinen Schwarzwertes) aufgeteilten Grauwertskala
zugeordnet wird, daß jeder Jildpunkt aus (·-) matrixförmip; angeordneten nellen und/oder dunklen Bildpunktelementen gebildet wird,, daß für die Gesaint-iieit aller Bildeleiuente aller Bildpunkte zeilen-¹ oder spaltenweise die Anzahl (der Längenwert) gleichartiger (hei- ; ler oder dunkler) nebeneinanderliegender Bildelement bestimmt . wird, daß alle möglichen Längenwerte einer Wahrscheinlichkeits- '

verteilung unterv/orfen v/erden, und daß entsprechend dieser ; Wahrscheinlichkeitsverteilung häufig auftretenden Längemverten

eine kürzere, codiert zu speichernde Angabe zugeordnet v/ird als i

selten auftretenden Längenwerten. I

Erfindun^jsgemäß erfolgt uie Auffächerun_;:· der Bildpunkte in ein- ! zelne Bildelemente, bei gleicher Bildqualität, in vorteilixafter
Weise nach dem ochema. \

15 4 2 G877 i

3 7 35 6555 ;

oder
6 8 7 3 4 4 3 3

2451 2211

wobei die angegebenen Zahlen bedeuten, daß die Graustufen I2-I3
dadurch gebildet werden ₃ daß für die Stufe IÖ die ;.iit δ angebe- ; benen Elemente schwarz sind, für die Stufe 17 zusätzlich die mit
7 angegebenen Llemente schwarz sind, für die Stufe 16 zusätzlich die mit 5 angegebenen Elemente weiß sind etc.

_3E 9-75-003 60983 1/0534

Im ersten Falle des ersten Schemas kann erfindungsgemäß in vorteilhafter V/eise eine Speicherplatzoptimierun;; dahingehend erfolgen, daß auf alle möglichen auftretenden Länrcenwerte eine Kuffman-Codeoptiinieruni-'. angewendet wird. Dadurch ergibt sich ein Aoiaprimierungsfaktor für die zu speichernden Bilddruckdaten von 1,4; im Falle des zweiten Schemas ein Koniprimi er ungs faktor von 5₃45 i^m Vergleich zu einer Speicherung ohne Code-Optimierunp;.

Bei reinen Text dar st eilungen ist es erfindungsnernäß vorteilhaft, wenn alle möglichen Längenwerte einer Optimierung durch einen 'logarithmischen Code unterzogen werden.

Für eine Codeoptimierung; von VJetterkarten oder Strichzeichnungen, die in ihrer Verteilung der einzelnen Längenwerte keine ausgeprägte Maxima wie im Falle reiner !"ext information ausreisen, ist erfindun^;sgemäß für eine Godeoptimierunr-; ein linearer Code 'von Vorteil.

'■Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung zur Generieruiifj |von Dildpunkteleinenteniaustern aus digitalen Bildpunkt-Graiiwerten j zur Durchführung des erfindungSQ-einäßen Verfahrens.

i -

üiese Anordnung ist erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise dadurch gekennzeichnet, daß ein umlaufendes Schieberegister zur Aufnahme der digitalen Grauwerte für N Zeilenbildpunkte eines Originalhalbtonbildes vorgesehen ist, und daß aus einem Grauwert das zugehörige Bildpunktelementenmuster durch Zugriff auf einen lalle Bildpunktelementenmuster enthaltenden Speicher erzeu^bar ist. !und daß die Generierung der Bildpunktelementenmuster für die !II Seilenbildpunkte must er zeilenweise durch ρ-fachen umlauf des Schieberregisterinhaltes durchführbar ist, und daß die generierten !Bilpunktelementenmuster computerprogrammgesteuert einer Codeopti™ mierung unterziehbar sind.

Ein besonders günstiges Verfahren zur Vereinfachung der durch das zweite Schema angegebenen Möglichkeit ist in vorteilhafter

«eise erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein umlaufendes Schieberegister zur Aufnahme der digitalen Grauwerte für ii Zeilenbildpunkte eines Originalhalbtonbildes vorgesehen ist, und daß aus einem Grauwert das zugehörige Bildpunktelementenmuster durch Zugriff auf einen alle Bildpunlctelementenmuster enthaltenden Speicher erzeugbar ist, und daß die Generierung der Lildpunktelementenmuster für die ii Zeilenbildpunkte musterzeilenweise durch ρ-fachen Umlauf des Schieberregisterinhaltes durchführbar ist₅ und daß die generierten Bildpunkt element eniaust er computerprogrammgesteuert einer Codeoptimierung- unterziehbar 3 ind.

Eine Anordnung zur Durchführung dieses vereinfachten Verfahrens ist in vorteilhafter Weise erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet; daß ein umlaufendes 3 bit-breites II Stufen umfassendes Schieberegister vorgesehen ist zur nacheinanderfolgenden Aufnahme o.er digitalen Jrauwerte Il-Iö für .J Zeilenbildpunkte eines Original-iialbtonbilJes, und daß aus einem Grauwert das zugehörige Bildpunktelementenpaarmuster dadurch erseugbar ist, daß ein Addierer δ vorgesehen ist, üurch den zum Grauwert eines Bildyunktes für das Bildpunktelexüentenpaar A dor Viert "0, für das LiIdpunkteleuentenpaar L der I\^rert I₃ für das öildp unkt element enp aar C uer i'ert 2, für das Bi ldpunkt element enp aar D der Wert 3, für das Bildpunktelementenpaar E der Wert 4, für das Bildpunktele- :mentenpaar F der viert 5₃ für das Bildpunktelementenpaar G der 'Wert G und für das Bildpunktelementenpaar H der "wert 7 addierbar ist und daß das Additionsergebnis S.in einer.Vergleicherschaltung dahingehend untersuchbar ist, ob es kleiner als der Grauwertstufenzahl I. bis I_n plus 1 (also 8 ■+ 1 = 9) ist, wobei durch das Signal für ein bejahendes Vergleicherergebnis ein schwarzes Bildpunktelementenpaar,.durch ein verneinendes ein weißes B ildpunktelementenpaar markierbar ist, und daß die Generierung der Bildpunktelementenpaarmuster für die Ii Eildpunkte ,musterzeilenweise durch vier-maligen Umlauf des Schieberegisterinhaltes durchführbar ist, xvobei dieser vor jedem Umlauf durch den Addierer beaufschlagbar ist, und daß die generierten Bild-

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punktelementenpaare eomputerprograjmgesteuert einer Codeopti g unterziehbar sind.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und Tabellen erläutert

zeigen:

^!Figur 1

Figur 2

eine scheinatische Darstellung einer rriatrixförmigen Auffächerung einzelner Bildpunkte in schwarze und weiße Bildpunktelemente für die einzelnen Bereiche einer Grauwertskala nach einem ersten Schema,

eine schematische Darstellung einer luatrixförmigen Auffächerung einzelner Bildpunkte in schwarze und weiße Bildpunktelemente für die einzelnen Bereiche einer Grauwertskala nach einem zvxeiten Schema.

rabelle 1

eine Aufstellung für eine Huffman -Code-Optimierungj

ein üiacramm zu einer Wahrscheinlichkeitsverteilung P(RL)=f(RL) für die "Längenwerte" (RL) von Textinformation,

Tabelle II

eine Aufstellung für einen logarithmischen Code,

Tabelle III

ein Diagramm für eine Wahrscheinlichkeitsvertei lung P(RL) = f(RL) für die "Längenwerte'' von Strichzeichnungen,

eine Aufstellung für einen linearen Code.

GE 9-75-UO3

eine schematische Darstellung einer Vereinfachung der matrixförmigen Auffächerung einzelner

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Bildpunkte nach Figur 2 in schwarze und weiße ßildpunktelementenpaare.

Ii¹IgUr ό ein schematisches Schaltbild einer Anordnung zur

Ermittlung der schwarzen und weißen. Bildpunktelementenpaare gemäß Figur 5 aus digitalen Grau;\rerten.

Zur Erläuterung des erfindungsremäßen Verfahrens und der erfindung^ gemäßen Anordnung sei zunächst der Stand der Technik erläutert, 'auf dem die Erfindung aufbaut.

;üer digitale Druck von Halbtonbildern erfordert bisher ausgehend :von einem analogen Originalhalbtonbild folgende Verfahrensschritte

1. Das analoge Orin;inalhalbtonbild wird einer äquidistanten Rasterung unterworfen. Jeder Rasterpunkt (Bildpunkt) ist dabei einem bestimmten Bereich des Originalhalbtonbildea zugeordnet.

2. Für jeden Bildpunkt wird der analoge Grauwert des zugehörigen Orignalhalbtonbildbereiches bestimmt und einem Intervall der in ρ Intervalle aufgeteilten urauwertskala zugeordnet.

In dem erläuterten Beispiel wird davon ausgegangen, daß die drauwertskala insgesar.it ρ=δ Intervalle I1-I3 (schwarz, 7 Grauwerte) enthält.

V/ährend bisher die verschiedenen Grauxverte durch einen in seinem Durchmesser variierbaren schwarzen Punkt im Bildraster wiedergegeben wurden, wird nunmehr nach dem erfinaungs^eiaäßen Verfahren ein solcher Bildpunkt in einzelne Bildpunktelemente 'aufgefächert."

Diese Äuffächerun^: erfolgt nach Figur 1 in der »veise, daß man sich einen Bildpunkt aus matrixförmig angeordneten hellen und/

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oder dunklen Bildpunkteleuienten zusammengesetzt denkt. Die ilatrix hat eine Ausdehnung von (vy) Eildeleuenten. In Fi.p·. 1 "sind für die einzelnen Graustufen - ausgehend von einem dui*chwe^ schwarzem bildpunkt - die entsprechendem Λ uff Acnerunr:en der Bildpunkte in einzelne Bildeleniente dargestellt. Die ochwar-sstüfe und die Graustufen sind mit den Zahlen Il bis 13 bezeichnet. Die Abstufunr i der Graustufen 12 bis I'J ci^ofol_f";t dabei in einer Reihenfolge abjnehmenden arautones. (Aus Χοχ. ierrründen ist ein schwarzes EiId- ; ipunktelenient nicht flächig schwarz, sop-.lern nur gerastert schwarz ι j in den Zeichnungen wiedergegeben) . '·

Ein leichterer Grauton wird durch Aufnahme von mehr weißen Bild- j

j punktelementen in den Bildpunkt erreicht. Die Anordnung; der \ ischwarzen und weißen Bildpunktelemente für die einzelnen 3raustufen ßeht aus folgendem Schema riervor:

j Ί ο G ο J 7 3

2 Ί 5 1 -

Scheiaa enthalt ebensoviele Zaiilen in Zeilen als auch in

^ wie der Bildpunkt niatrixförmi,.; angeordnete BiIdpuructelemente enthält, näiulich 4x4 Bildpunkteleraente. ochvrarze t-ildpunkteleiiiente treten erstmals in der ersten Graustufe 13 an den in; ocheiua durch die Zahlen 0 gekennzeichneten Stellen der Bildpunkteleinenten-Matrix auf. (Be-trachtun.^s-richtung der GraujSkala von rechts nach links, also IO, 17, Ij ... II)»

!•lit anderen Worten: Die Zahl 8 im Schema bedeutet, daß für die ;Grauwertstufe 18 in Figur 1 das entsprechende Ilatrix-Bildpunktelement schwarz ist. Für die darauffolgenden Grauwertstufe 17 ,sind zusätzlich zu den schwarzen Bildpunktelementen der Stufe IS ,auch noch die im Schema durch 7 angegebenen Bildpunktelemente 'schwarz. Für die Grauwertstufe 16 sind zusätzlich die Bildpunkt-., !elemente, die im Schema mit β bezeichnet sind, schwarz; etc.

ge"9-75-003 Bö 9 B3 1 / 0 5 3%

2ur Speicherung der Druckdaten für ein beliebiges, aus vielen Bildpunkten zusammengesetztes Bild, bei dem wiederum die Bildpunkte aus einzelnen matrixformig angeordneten Bildpunktelementen bestehen, ist es erforderlich, die Bildpunktelementdruckdaten nach ihrer Aussage schwarz bzw. weiß zu speichern.

ι Hierbei böte sich eine Speicherung nach dem für sich bekann-

j ten sogenannten ''run-length^-Verfahren an. JJanaeh würde die Anzahl j(Längenwert) aller nebeneinanderliegender (bzw. übereinanderliegen-[der) gleichartiger Bildpunktelemente - auch über die Grenze eines !Bildpunktes hinweg - gespeichert werden. Längen also die BiId-Ipunktelemente II, 13 und 15 nebeneinander, so würde die zeilenweise Speicherung für gleichartige nebeneinanderliegende BiIdjpunktelemente wie folgt erfolgen:

k, 1-, 2, 2, 1, 2

8, 1, 3

11, l_y I

4, 1, 2_S 3, I₃ 1 !

Als Beispiel sei die dritte Zahlenreihe 11, 1 erläutert: In der dritten Zeile der nebeneinaderliegenden Bildpunkte II, 13, 15 liegen 11 schwarze Bildpunktelemente nebeneinander (deshalb die Zahl 11), gefolgt von einem weißen Bildpunktelement (deshalb nach j 11 die Zahl 1). Die genannten Zahlen würden in codierter Form Iin einem Computer gespeichert werden. Eine solche Speicherung jwäre jedoch noch zu platzaufwendig, und aus diesem Grunde sollen !die einzelnen sogenannten "runs", das heißt die Anzahl gleich-¹ artiger, nebeneinanderliegender Bildelemente, im folgenden Länigenwerte genannt, einer Wahrscheinlichkeitsverteilung unterzogen !werden. Derartige Codeoptimierungen sind für sich bekannt. Als !Beispiel einer Codierung der möglichen Längenwerte sei ein Codeoptimierung nach Huffman gewählt.

;Es sei davon ausgegangen, daß bei entsprechender Bildgröße die einzelnen Längenwerte in dem Bereich von 1 bis 12 8 liegen. Für eine derartige Längenverteilung wird nun in Tabelle I eine

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Wahrscheinlichkeitsverteilung nach Huffmarin vor^e_t;eben.

Die Wahrscheinlichkeit, mit der ein bestimmter Län^enwert RL auftritt, ist in Tabelle I mit ρ (RL) angegeben.

(Diese JJezeichnung ρ (RL) wird auch bei den Si^o und Fi,:;. ¹^ kennzeichnung; der Wahrscheinlichkeit verwendet).

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TABELLE I

Lan jenwert	3	(RL)	O	P(RL)	Binärer (
1		O	,10	Oil
2		ο	,18	001
	,40	1

0,05 0,0ό 0,10 0,0ό 0,03

12 6

0,02

000010

0101

0000

0100

00011

1000111001

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Dabei wird entsprechend der liuffmanverteilung Bi 1 de lernen tenlängen mit geringen Wahrscheinlichkeiten ein langes Codewort (nicht so nüufig) zugeordnet, Längen mit größerer Wahrscheinlichkeit ein kürzeres Codewort. Wenn, wie aus Tabelle I zu ersehen, der Längenwert 4 eine Wahrscheinlichkeit von 0,05 hat., so wird ^dieser Längenwert binär als 00010 codiert, der Längenwert 3 mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,40 erhält hingegen die binäre !Codierung 1

Diese Huffman-Codeoptimierung bringt angewendet auf eine Auf-

fächerung der Bildpunkte nach Fig. 1 einen Kornprimi erungsfaktor von 1,4 im Vergleich zu einer Längenwertspeicherung ohne Code-Optimierung.

Eine weitere Verbesserung des Komprimierungsfaktors von 1,4 t auf 5,45 bei gleicher Bild^ualität wird nach ueni gleichen Verfahrensprinzip erreicht, aber bei Verwendung einer LJildpunktauffächerung nach Fig. 2. Diese ßildpunktauffächerung erfolgt in Analogie zu ider zu Fig. 1 genannten, nach dem Schema

8	ο υ	7	7
6	β	j	5
4	4	3	3

2 2 11

Diese Bildpunktauffächerung hat den Vorteil, daß für nebeneinanderjliegende Bildpunkte unterschiedlicher Graustufen im Durchschnitt i weniger, dafür aber längere "runs" auftreten. Für 3 nebeneinander- '.

liegende Bildpunkte der Grauwerte II, 13 und 15 wäre demnach ohne ;

!Codeoptimierung nur folgende Längenwerte zu speichern: j

: 12

i 8, 4

! . 4, 8

6 0 9 8 3 1/ 0 5 3 4 . ._

GE 9-75-003 ■

,'j^ine Modifikation des zuvor beschriebenen Verfahrens seheint dann ι I angebracht, wenn es sich um Druckinformation handelt* die aus j ¹ reinem Text, (ohne Halbtoraltollälei*) Ibestehvfc.. Bei Feimeni lexten ergibt sieh durch den iluchstafoenabstand, cUir-da die für eine bestimmt£ j ,Jchrlftart typische otrlehdleke, durch den Zelleaafestand usw., ₃ eine e-Funktlon-älirtliche Verteilung der⁵ Iiiingemiwerte (RL) mit typischen kaxliua. Für eine solche Verteilung; ρ (PUL.) =f'(KL) wie sie als Beispiel in Flg. 3 wlederce-ysben Ist, laßt sich¹ eine Code-ί optimierung am günstigsten hilfc einem sogenannt en lo j Code dorclifuhren.

■ Als Beispiel 1st ein solcher logarithms eher· Code In Tabelle II ¹ dargestellt.

Iu binären Code ist jeder Jlnärstufe ein sogenanntes "Farbbit" zugeordnet, \xui eine eindeutige Decodierung nach schwarzen und weißen Bildpunktelementen zu ermöglichen.

Diese Farbbits sind im binären Code der Tabelle II nicht aufge führt.

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T A ΰ λ L L K II

Längenwert (RL)	Binärer	0	Code
1	0	1
2	1	0
3	0	1
4	0	0
5	1	0
6	1	1
7	0	.1	ϋ
ο	0	■J	1
9	0	ü	0
10	0	1	1
11	1	1	0
12	1	ΰ	1
13	1-	0	0
14	1	1
13	0	0 0
16	0	0 1

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- lh -

,In der ersten dpalte sind die Längenwerte (RL) für rleicha.rtige, nebeneinander (bzw. untereinanderlie^ende) Bildpunkteleraente aufgeführt j in der zweiten Spalte der für diese Längenwerte zugehörige binare Code. Vier gleichartige nebeneinanderliegende Bildpunkt el einen te werden durch den binären Code 0I₃ zehn gleichartige nebeneinanderliegende Bildpunkt elemente durch den binären Code 011 verschlüsselt. Solche logarithmischen Codes werden besonders dann für eine Cοde-Optimierung angewendet₃ wenn 'eine Verteilung vorliegt, die einer fallenden e-Funktion mit einzelnen i-iaxima entspricht.

andere Codeoptimierung bietet sich bei Wetterkarten, 'Strichzeichnungen o.a. an. In Fig, H ist die liahrs cheinli chkeitsiVerteilungskurve ρ (RL) = f(RL) der Längenwerte (RL) für eine typische Wetterkarte darstellt. Das Diagramm zeigt eine fallende e-Punktion (ohne Maxima wie in Fig. 3). Für eine Codeoptimierung j für eine solche Verteilungskurve erweist sich ein sogenannter linearer Code als besonders günstig. In Tabelle III ist das Beispiel für einen linearen Code aufgezeichnet.

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9-75-003

TABELLE III

Längenwert (RL)

1 2

i 7

9 : 10

11 ' 12

ί 13

14

! 15

! 16

GE 9-75-003 Binärer Code

0 0 1 0 10 Oil 10 0 10 1 110 111 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 10 0 0 0 0 0 0 000000001 00000 0

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j In der ersten Spalte sind die Längenwerte (RL) für gleichartige !nebeneinander (bzw. untereinanderliegende) Bildpunktelemente ver-

,merkt, in der zweiten Spalte die für diese Längenwerte zugehörigen

Codes. Demnach wird für eine Länge von vier gleichartigen nebeneinanderliegenden Bildpunkten der binäre Code 10O₅ für eine Länge von 10 der binäre Code 000011 verwendet. Ein solcher Code ist für eine Optimierung von Wahrscheinlichkeitsverteilungen mit exponentiellem absteigendem Verlauf besonders geeignet.

Darstellungen, die sowohl Textinformation als auch Halbtonbilddarstellungen enthalten, sollte aus Gründen der Einfachheit nur mit einem Code verarbeitet werden. Für reine Texte ist ein logajrithmischer Code, der je nach Schriftart etc. modifizierbar wäre, 'optimal. Ein solcher logarithmischer Code ist jedoch für Halbtonbilder mit einer Bildpunktauffächerung nach Pig. I ungünstiger, nicht aber für Halbtonbilder mit einer Bildpunktauffächerung nach Fig. 2 Letztere würden besonders im Zusammenhang mit zusätzlicher, ebenfalls aufzubereitender Textinformation durch eine logarithmische Codeoptimierung eine optimale Lösung erfahren.

In Fig. 5 ist eine schematische Darstellung zu einer vereinfachten Form der Auffächerung eines Bildpunktes in einzelne Bildpunktelemente gemäß Fig. 2 gezeigt.

Die Art der Bildpunktauffächerung gemäß Fig. 2 gestattet eine vereinfachende zusammenfassendere Darstellung, da zeilenweise immer nur Vielfache von zwei gleichartig benachbarten Bildpunkten auftreten. Aus diesem Grunde werden in der Darstellung nach Fig. 5 immer zwei der in Fig. 2 benachbarten Bildpunktelemente zusammengefaßt: Das erste und zweite Bildpunktelement in der ersten Zeile des Bildpunktes gemäß Fig. 2 wird zu dem Bildpunktelementenpaar A; das dritte und vierte Bildpunktelement in der ersten Zeile des Bildpunktes gemäß Fig. 2 wird zu dem Bildpunktelementenpaar B zusammengefaßt usw. Demnach setzt sich der Bildpunkt nach Fig. 5 aus 4 Zeilen mit den Bildpunktelementenpaaren

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A und B (erste Zeile), C und D (zweite Zeile), E und P (dritte Zeile) und G und II (vierte Zeile) zusammen.

In Fig. 6 ist eine Anordnung gezeigt, die es ermöglicht, aus digital vorgegebenen Grauwerten (inclusive des reinen Schwarzwertes,! der auch zu den Grauwerten zählen soll) Il bis 18 die entsprechenden Bildpunktelementenpaarmuster gemäß Fig. 5 zu erzeugen. In dualer Verschlüsselung erfordert die parallele übertragung von insgesamt 8 möglichen digitalen Grauwerten 3 Leitungen 1, 2 und 3. Ein Originalhalbtonbild wird zeilenweise abgetastet, dabei wird für jeden der N Zeilenbildpunkte der zugehörige analoge Grauwert ermittelt, welcher dann in digitalisierter Form auf den Leitungen 1, 2 und 3 einem parallelen Schieberegister 5 zugeführt wird. Jede Stufe des Schieberegisters ist 3 Bit breit, da die 'Darstellung eines Grauwertes Il bis 18 3 Bits erfordert. Die Grauwerte für aufeinanderfolgende Zeilenbildpunkte werden nacheinander den itf Schieberegisterstufen zugeführt. Der Grauwert 12 ist dual mit 010 verschlüsselt; er sei in der untersten Position des Schieberegisters 5 gespeichert. Die Grauwerte, die in:den !einzelnen Stufen 1 bis 1-, im Schieberegister 5 gespeichert werden, •sind links von diesen Stufen angegeben. Rechts der einzelnen ^:Schieberegisterstufen steht die Ordnungszahl (1--ΪΪ) der einzelenen Zeilenbildpunkte, für die eine Abtastung erfolgte. Die Eintragung der Grauwerte in die einzelnen Schieberegisterstufen ist willkürlich und nur als Beispiel zu verstehen. Danach hat der vierte Bildpunkt einen Grauwert der Stufe 15 und der zweite Bildpunkt einen Grauwert der Stufe 1H. Die Bildpunktelementenpaarmuster für nebeneinanderliegende Zeilenbildpunkte sollen zeilenweise - also in 4 Zeilen gemäß Fig. 5 - erzeugt werden: Zuerst werden die 3ildpunktelementenpaarmuster der ersten üusterzeile generiert, dann die der zweiten Ilusterzeile, dann die der dritten Musterzeile und zum Schluß die der vierten luusterzeile. Aus diesem Grunde muß das Schieberegister 5 als ein umlaufendes Schieberegister ausgeführt sein, da der Grauwert eines Bildpunktes mehrmals bei der Generierung der Bildpunktelementenpaarmuster benötigt wird: Zum ersten Mal, wenn die erste Bildpurikt-

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¹elementenpaarreihe generiert wird, etc, und zum letzten und

!vierten Mal, wenn die vierte Bildpunktelementenpaarreihe generiert! ι wird.

Da die Grauwerte zur Generierung des Bildpunktelemtenpaarmusters für jede seiner insgesamt k Zeilen benötigt werden, ist ein viermaliger Umlauf des Inhaltes des Schieberegisters erfolgt über die Leitungen 8, 9, 10 vom Ausgang des Addierers 6 zum Eingang der Schaltung k. Die Schaltung 4 CT stellt sicher, daß die auf den Leitungen 8, 9 und 10 rückgekoppelten Werte vom Ausgang des Schieberegisters auf den Eingang des Schieberegisters zurückgegeben werden und daß dieser Vorgang für jede Bildpunktzeile insgesamt 4 mal erfolgt. Zur Generierung des Bildpunktelementenpaarmusters gemäß Pig. 5 aus den vorgegebenen digitalen Grauwerten ist ein Addierer 6 und ein Vergleicher COMP 7 vorgesehen. Dem Addierer 6 ADD wird zum einen der Inhalt einer Schieberegisterstufe zugeführt und zum anderen auf der Leitung 11 ein generierungsspezifischer Wert. Danach werden dem Grauwert für einen Bildpunkt verschiedene Werte addiert, je nachdem, welches ■Bildpunktelementenpaar A, B, C, D, E, P, G oder H aus dem Grauwert des Bildpunktes erzeugt werden soll. Zur Generierung des ■ Bildpunktelementenpaares A wird dem Grauwert des Bildpunktes der Wert 0, zur Erzeugung von B wird dem Grauwert des Bildpunktes der Wert 1, zur Erzeugung des Bildpunkteleraentenpaares C wird dem Grauwert des Bildpunktes der Wert 2 usw. addiert. Die zu addierenden Werte sind in Klammern gesetzt in Pig. 5 hinter den mit A bis II bezeichneten Bildpunktelemtenpaaren angegeben, l-fach der Addition des Grauwertes für einen Bildpunkt mit dem speziellen ;Generierungswert folgt, durch Schaltung 7 bewirkt, ein Vergleich. Durch diese Vergleichsschaltung wird ermittelt, ob das Additions-'ergebnis S kleiner als die Anzahl der möglichen Amplitudenintervalle (Il - 18) +I₁ in diesem Falle also 8 + 1 = 9^ ist. Bei bejahendem Vergleichsergebnis auf Leitung 12 ist der entsprechende Bereich des Bildpunktelementenpaares schwarz su drucken, in anderen Falle xieiß (Leitung 13). Auf diese Weise, also durch einfache Addition mit anschließendem Vergleich, kann aus einem Grau-

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I - 19 -

!wert für einen Bildpunkt im Rahmen einer Bildpunktauffächerung j in einzelne Bildpunktelementenpaare gemäß Fig. 5 ermittelt weriden, ob die einzelnen Bildpunktelementenpaare A bis II schwarz oder weiß sein sollen. Diese Information wird gespeichert und verfahrensgemäß einer Codeoptimierung unterzogen.

Die Generierung der Bildpunktelemtenpaare für nebeneinanderliegende Bildpunkte ist dadurch gewährleistet, daß vor jedem Umlauf des Inhaltes des Schieberegisters 5, dessen Inhalt durch Addition der generierungsspezifischen Werte upgedatet wird.

Bei Bildpunktauffächerungen z. B. nach Fig. 1 oder in einer anderen von Fig. 2 in Zusammenhang mit Fig;. 5 abweichenden Weise, !läßt sich die Generierung der einzelnen Bildpunktelemente aus den Grauwerten für einen Bildpunkt nicht in einer so einfachen Weise wie in Fig. 6 angegeben, aufführen. Für diese Fälle wären Addierer 6 und Vergleicherschaltung 7 durch eine Schaltung zu ersetzen, die für jeden vorgegebenen Grauwert eines Bildpunktes auf einen Speicher zurückgreift, in dem die einzelenen Bi^dpunktelementenmuster für die einzelnen Grauwerte gespeichert sind.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE-

Verfahren zur Speicherplatzminimierung von computercodierten für den Halbton-Bilddruck bestimmten Daten, dadurch gekennzeichnet,

daß ein analoges Originalhalbtonbild einer äquidistanten Rasterung unterworfen wird,

daß für jeweils jeden einem Rasterpunkt (Bildpunkt) zugeordneten Originalhalbton-Bildbereich der analoge Grauwert bestimmt und einem Intervall der in ρ Intervalle (inclusive des reinen Schwarzwertes) aufgeteilten Grauwertska-Ia zugeordnet wird,

daß jeder Bildpunkt aus (E-) matrixförmig angeordneten hellen und/oder dunklen Bildpunktelementen gebildet wird, daß für die Gesamtheit aller Bildelemente aller Bildpunkte zeilen- oder spaltenweise die Anzahl (der Längenwert) gleichartiger (heller oder dunkler) nebeneinanderliegender Bildelement bestimmt wird,

daß alle möglichen Längenwerte einer Wahrscheinlichkeitsverteilung unterworfen werden,

daß entsprechend dieser Wahrscheinlichkeitsverteilung häufig auftretende Längenwerte eine kürzere, codiert zu speichernde Angabe zugeordnet wird als selten auftretenden Längenwerten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf alle möglichen Längenwerte eine Huffman -Code-Optimierung angewendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grauwertskala in 8 Intervalle II, 12, ..., 18 aufgeteilt wird (7 Grauwerte, 1 Schwarzwert).

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4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffächerung eines Bildpunktes in einzelne Bildelemente nach dem Schema

3 7 8 6 6 8 7 3

erfolgt, wobei die angegebenen Zahlen bedeuten, daß die Graustufen 12 - 18 dadurch gebildet werden, daß für die Stufe 18 die mit 8 angegebenen Elemente schwarz sind, für die Stufe 17 zusätzlich die mit 7 angegebenen Elemente schwarz sind, für die Stufe 1.6 zusätzlich die mit 6 angegebenen Elemente weiß sind etc.

5. Verfahren nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Auffächerung eines Bildpunktes in einzelne Bildelemente nach dem Schema

8 8 7 7

: 6 6 5 5 ..-"..-■

4 4 3 3

2 2 11

; erfolgt, wobei die angegebenen Zahlen bedeuten., daß die

Graustufen 12 - 18 dadurch gebildet werden, daß für die j

Stufe 18 die mit 8 angegebenen Elemente schwarz sind, für ί

die Stufe 17 zusätzlich die mit 7 angegebenen Elemente \

weiß sind etc. " ■. \

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ■''■!' für iextdarstellungen alle möglichen Längenwerte einer Op- ; timierung durch einen logarithmischen Code unterzogen wer- i

den. ■ ;_ . I₁

603-8.3 170534- — '

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.7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

für Wetterkarten oder Strichzeichnungen alle möglichen Längenwerte einer Optimierung durch einen linearen Code unterzogen werden.

8. Verfahren nach Anspruch 5₃ dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei in einer Zeile liegenden gleichartigen Bildpunktelemente zu einem Bildpunktelementenpaar A, B, C, D, E, F, G und H zusammengefaßt werden.

9. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch

3, dadurch gekennzeichnet, daß ein umlaufendes 3 bit-breites N Stufen umfassendes Schieberegister 5 vorgesehen ist zur nacheinanderfolgenden Aufnahme der digitalen Grauwerte Il - 18 für Ii Zeilenbildpunkte eines Originalhalbtonbildes, und daß aus einem Grauwert das zugehörige Bildpunkteleiuentenpaarmuster (Fig. 5) dadurch erzeugbar ist, daß ein Addierer 6 vorgesehen ist, durch den zum Grauwert eines ßildpunktes für das Bildpunktelementenpaar A der Wert O, für das Bildpunktelementenpaar, B der Wert I₃ für das Bildpunktelementenpaar C der Wert 2, für das Bildpunktelementenpaar D der Wert 3, für das Bildpunktelementenpaar E der Wert 4, für das Bildpunktelementenpaar F der Wert 5, für das Bildpunktelementenpaar G der Wert 6 und für das Bildpunktelementenpaar Ii der Wert 7 addierbar ist und daß das Additionsergebnis S in einer Vergleicherschaltung 7 ; dahingehend untersuchbar ist, ob es kleiner als die Grau- j wertstufenzahl IL bis Ig plus 1 (also 3+1=9) ist, wo- i bei durch das Signal für ein bejahendes Vergleicherergebnis, ein schwarzes Bildpunktelementenpaar, durch ein verneinendes ein weißes Bildpunktelementenpaar markierbar ist, und daß die Generierung der Bildpunktelementenpaarmuster ; für die N Bildpunkte musterzeilenweise durch viermaligen Umlauf des Schieberegisterinhalte-s durchführbar ist, wobei dieser vor jedem Umlauf durch den Addierer ο beaufschlagbar 09

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ist,

und daß die generierten Bildpunktelernentenpaare computerprogrammgesteuert einer Codeoptimierung unterziehbar sind»

10. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein umlaufendes Schieberegister 5 zur Aufnahae der digitalen Grauwerte für K Zeilenbildpunkte eines Originalhalbtonbildes vorgesehen ist, und daß aus einem Grauwert das zugehörige Bildpunktelementenmuster durch Zugriff auf einen alle Bildpunktelemehtenmuster enthaltenden Speicher erzeugbar ist, und daß die Generierung der Bildpunktelementenmuster für die N Zeilenbildpunkte musterzeilenweise durch p-*fachen; Umlauf des Schieberregisterinhaltes durchführbar ist, . und daß die generierten Bildpunkteleiaentenmuster computerpro grammgesteuert einer Codeoptimierung unterziebar sind.

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