DE2944822C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bild-Verarbeitungsverfahren, bei welchem Halbtöne mittels Binärsignalen gleichmäßig wiedergegeben werden können.

Das sog. DITHER-Verfahren ist als ein Verfahren bekannt (siehe japanische Erstveröffentlichung Tokkai Sho-23207/1977 und japanische Erstveröffentlichung Tokkai Sho-104017/1977), um ein Bild mit Halbtönen mit Hilfe von Binärsignalen auszudrücken bzw. wiederzugeben. Dieses bekannte Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß eine gleichmäßige Abstufung von Halbtönen nicht erhalten werden kann, da dieses Verfahren angewendet wird, um einen geringen Schwärzungsgrad wiederzugeben.

Aus der DE-OS 26 31 527 ist eine Signalverarbeitungsvorrichtung bekannt, bei der die Bildelemente eines abgetasteten Bildes mit Hilfe einer Dither-Matrix so umgewandelt werden, daß eine Vorstellung dieses Bilds auf einer Plasmaanzeige (Zweipegel-Anzeigemedium) mit Grautönen erfolgen kann. Bei dieser bekannten Signalverarbeitungsvorrichtung werden Bildelemente in einer Vielzahl von Submatrizen der Bildelementmatrix angeordnet und der einem jeden Bildelement einer jeden der Submatrizen zugeordnete Schwellenwert weist einen räumlich entsprechenden Schwellenwert von einer vorbestimmten Dither-Matrix auf, in der Schwellenwerte mit numerischen aufeinanderfolgenden Werten voneinander einen wesentlichen räumlichen Abstand aufweisen.

Aus der Literaturstelle J. F. JARVIS, C. S. ROBERTS: A New Technique for Displaying Continuous Tone Images on a Bilevel Display in: IEEE Transactions on Communications, Aug. 1976, Seiten 891 bis 898 ist eine Technik zur Anzeige von Bildern mit Grautönen auf einem Zweipegel-Anzeigemedium wie eine Plasmaanzeige bekannt. Bei dieser Technik werden die acht nächsten Bildelemente eines Bildelements über eine Mittelwertsbildung der einzelnen Intensitäten der Bildelemente mit berücksichtigt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Bildverarbeitungsverfahren anzugeben, mit welchem eine gleichmäßige und natürliche Abstufung von Halbtönen wiedergegeben werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Darstellung zur Beschreibung des Grundgedankens der Erfindung;

Fig. 2 eine Darstellung einer DITHER MATRIX;

Fig. 3 eine Darstellung, in welcher die Dichte- bzw. Schwärzungsgradverteilung eines zu verarbeitenden Bildes wiedergegeben ist;

Fig. 4 eine Darstellung einer Dichte- bzw. Schwärzungsgradverteilung des Bildes der Fig. 3, dessen Dichte bzw. dessen Schwärzungsgrad höher ist;

Fig. 5 ein gemäß der Erfindung verarbeitetes Bild;

Fig. 6 ein gemäß einem herkömmlichen Verfahren verarbeitetes Bild; und

Fig. 7 ein Blockschaltbild, in welchem eine Einrichtung zur Durchführung des Bild-Verarbeitungsverfahrens gemäß der Erfindung dargestellt ist.

Anhand der Zeichnungen wird nachstehend eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Gemäß der Erfindung wird ein Bildelement E, das zwischen Bildelementen A bis I liegt, dadurch verarbeitet, daß es in kleinere Bildelemente a bis d unterteilt wird, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Das heißt, die Dichte bzw. der Schwärzungsgrad jedes der Bildelemente A bis I wird durch dieselben Zeichen bzw. Buchstaben wie die der Bildelemente dargestellt, und zwar folgendermaßen:

a = (A + B + D + 5E)/8
b = (B + C + F + 5E)/8
c = (D + G + H + 5E)/8
d = (F + H + I + 5E)/8

Als nächstes werden die kleineren Bildelemente a bis d mit Hilfe einer sogenannten DITHER MATRIX T(k, l) verarbeitet.

Mit anderen Worten, in dem Fall, wo ein zu verarbeitendes Bild durch Dichte- oder Schwärzungsgradwerte von 0 bis 16 ausgedrückt ist, ist eine Matrix T(k, l) als die DITHER MATRIX T(k, l) vorgesehen. Wenn in diesem Zusammenhang die Lage jeder der kleineren Bildelemente a bis d durch eine Matrix S(i, j) angezeiggt wird, sind die folgenden Beziehungen festgelegt, um (k, l) aus (i, j) zu erhalten, nämlich

wobei [x] die größte ganze Zahl darstellt, die x nicht übersteigt.

Zum Beispiel:

Aus den zuvor aufgeführten Beispielen ergibt sich, daß die Koordinaten T(k, l) der DITHER MATRIX entsprechend jedem der kleinen Bildelemente S(i, j) ermittelt werden können.

Gemäß der Erfindung gilt bezüglich jedes Bildelements

wenn S(i, j) T(k, l) ist, S(i, j)=1, und
wenn S(i, j)<T(k, l) ist, S(i, j)=0.

Nunmehr wird ein praktisches Beispiel beschrieben. Wenn ein Bild S(i, j) mit einer Dichte- bzw. Schwärzungsgradverteilung, wie in Fig. 3 dargestellt, in vier Elemente aufgeteilt wird, dann wird ein Bild S(i, j) erhalten, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Wenn das Bild S(i, j) unter Anwendung der DITHER MATRIX einem entsprechenden Verfahren unterzogen wird, dann wird es so, wie in Fig. 5 dargestellt, umgesetzt.

Wenn ein DITHER MATRIX-Verfahren bei dem in Fig. 3 dargestellten Bild angewendet wird, ist das Ergebnis nicht zufriedenstellen, wie in Fig. 6 dargestellt ist.

Eine Einrichtung zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens ist in Fig. 7 dargestellt. Das heißt, diese Einrichtung weist einen Größenwandler bzw. eine Quantisierung 70, eine Verzögerungsschaltung 71, einen Operator 72, einen Speicher 73, einen Vergleicher 74 und einen Zähler 75 auf. Mittels des Größenwandlers bzw. der Quantisiereinrichtung 70 wird ein Video-Eingangssignal Si, welches durch Abtasten eines Bildes erhalten wird, in sechzehn (16) Werte entsprechend Taktimpulsen CK quantisiert, wie vorstehend beschrieben wurde.

Die Verzögerungsschaltung 71 ist vorgesehen, um für den Betrieb erforderliche Signale aufzunehmen, und die Dichte bzw. der Schwärzungsgrad S(i, j) jedes der kleineren Bildelemente a bis d in Fig. 1 wird mittels des Operators 72 erhalten.

Die in Fig. 2 dargestellte DITHER MATRIX wird in dem Speicher 73 gespeichert, aus welchem die notwendigen Signale T(k, l) mit Hilfe des Adressenzählers 75 ausgelesen werden. Der Vergleicher 74 vergleicht dann den Ausgang S(i, j) des Operators 72 mit dem Ausgang T(k, l) des Speichers 73, um S(i, j)=0 oder 1 festzulegen, was dann als ein Ausgangssignal S₀ verwendet wird. Der Operator 72 und der Adressenzähler 75 werden mit Hilfe der Taktimpulse CK betrieben.

In der vorbeschriebenen Ausführungsform ist das DITHER MATRIX-Verfahren angewendet; jedoch kann dieselbe Wirkung auch durch Erhöhen der Dichte bzw. des Schwärzungsgrades der Matrix in der Eingangsstufe eines herkömmlichen Halbton- Verarbeitungsverfahrens (beispielsweise eines dynamischen Fehler-Diffusionsverfahrens oder eines stationären Bildmuster-Verfahrens) erhalten werden.

Claims (1)

1. Bild-Verarbeitungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu verarbeitendes Bildelement (S(V, W)) in vier kleinere Bildelemente (S(i, j)) unterteilt wird, daß der Schwärzungsgrad jedes der kleineren Bildelemente (S(i, j)) aus dem algebraischen Mittelwert der Schwärzungsgradwerte des Bildelements und der das erstgenannte Bildelement umgebenden Bildelemente festgelegt wird, und daß jedes kleinere Bildelement (S(i, j)) durch eine DITHER- MATRIX (T(k, l)) als S(i, j)=1 festgelegt wird, wenn S(i, j) T(k, l) ist, und als S(i, j)=0 festgelegt wird, wenn S(i, j)<T(k, l) ist, wobei die Gauß′sche Schreibweise angewendet wird, nämlich mit einer Zahl [x], welche die größte ganze Zahl darstellt, die x nicht übersteigt.