DE3016042A1

DE3016042A1 - Umsetzungsschaltung zur bildreproduktion

Info

Publication number: DE3016042A1
Application number: DE19803016042
Authority: DE
Inventors: Shumi Kumagai; Akira Mizoguchi; Yuetsu Ochiai; Kazufumi Suzuki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1979-04-27
Filing date: 1980-04-25
Publication date: 1981-02-26
Also published as: FR2455409B1; GB2049345B; GB2049345A; JPS55146582A; US4342051A; DE3016042C2; JPS6244656B2; FR2455409A1

Description

Umsetzungsschaltung zur Bildreproduktion

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Signalumsetzung und insbesondere auf eine Signalumsetzungs- oder Modulatorschaltung für Bildübertragungs- oder Aufzeichnungssysteme sowie auf ein Bildaufzeichnungsgerät, in das die Signalumsetzungsschaltung zur Verbesserung der Bildwiedergabequalität durch Vermehren der Zahl der Tönungsstufen bei der Umsetzung des ursprünglichen Analogwertes der Bilddichte in einen Digital-

25 wert eingebaut ist.

Bei einem bekannten Verfahren zur Aufzeichnung von Halbtonbildern wird die Größe eines Punktes auf dem Aufzeichnungsmaterial oder dem Aufzeichnungsfeld für jede Bildelementarfläche als Funktion der Bilddichte oder des Schwarzwertes geändert. Aufgrund des begrenzten Variationsbereiches treten jedoch Schwierigkeiten beim Variieren der Punktgröße in so vielen Tönungsstufen, wie es gewünscht wird, auf.

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Mü/rs

130009/0666

Deutschs Bank (München) Klo. 51/61070

Dresdner I

((München) KIo. 670-43-804

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird die Nummer und die Lage eines Punktes in einer Matrix aus Reihen und Spalten als Funktion der Bilddichte einer Bildelementarfläche geändert. Dieses bekannte Verfahren

c erfordert jedoch die Verwendung eines Speichersystems, bei dem die Bilddichte einer Bildelementarflache so lange gespeichert wird, bis sie in die entsprechende Punktmatrix umgesetzt ist. Dies führt zu einer Kostensteigerung.

Die bekannten Verfahren ermöglichen ferner nicht

eine in der Tönung und Schärfe befriedigende Wiedergabe von Bildern.

-i r Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umsetzungsschaltung zur Reproduktion oder übertragung von Halbtonbildern zu schaffen, die die Abbildung eines ursprünglichen Halbtonbildes in einer großen Zahl diskreter Tönungsstufen ermöglicht, wobei die Schärfe der Originalvorlage durch Umsetzen der Bilddichte einer jeden Bildelementarfläche in einen digitalen Wert mittels einer Vielzahl von Punktumsetzungsmatrizen erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Erfindungsgemäß ist eine Vielzahl von einen Punkt oder in Zeilen und Spalten angeordnete Punkte enthaltenden Matrizen vorgesehen, die den Bilddichten oder den Tönungsstufen der abgetasteten Bildelementarfläche der Originalvorlage entsprechen. Die Bilddichte der abgetasteten Elementarfläche wird mit der entsprechenden Punktmustermatrix verglichen, um das Vorhandensein oder das Fehlen eines Punktes in einer Seilen/Spalten-Position in der Matrix festzustellen, die der Lage der

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abgetasteten Elementarflache in der Originalvorlage entspricht, um die Fläche mittels eines Punktes, sofern dieser nachgewiesen wurde, in einem Aufzeichnungsfeld darzustellen.

Ferner wird erfindungsgemäß eine ümsetzungsschaltung

geschaffen, bei der eine Vielzahl unterschiedlicher Größen von Matrizen, von denen jede einen Punkt oder in Zeilen und Spalten angeordnete Punkte enthält, entsprechend den Bilddichten oder den Tönungsstufen der abgetasteten Elementarfläche vorgesehen ist.

Erfindungsgemäß wird auch die Differenz zwischen dem Mittelwert der Bilddichte einer Vielzahl von Elementarflachen und dem Mittelwert der BilddichteM der sich ergebenden Bildflachen auf dem Aufzeichnungsfeld zu einem Bilddichtewert der folgenden Elementarflache addiert, um geringfügige unterschiede zwischen dem Original- und dem Aufzeichnungsfeld zu kompensieren, die auftreten können,wenn die Änderungsgeschwindigkeit der Bilddichte die Raumfrequenz der abgetasteten Elementarfläche erreicht.

Erfindungsgemäß wird ein Aufzeichnungsgerät geschaffen, das die erfindungsgemäße Umsetzungsschaltung mit einer Schaltung kombiniert, die das direkte-Aufzeichnen des analogen Bilddichtewertes, der einen bestimmten Wert überschreitet, erlaubt, während sie, wenn die Bilddichte kleiner als dieser Wert ist, die Aufzeichnung des entsprechenden digitalen Wertes ermöglicht.

Bei einer Realisierung der Erfindung wird die Originalvorlage jeweils entlang einer von parallelen Bahnen abgetastet, die aus Bildelementarflachen zusaitimengesetzt sind, um die Bilddichte einer jeden abge-

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] tasteten Elementarfläche zu messen. Hierbei sind Umlaufschieberegister vorhanden, von denen jedes binäre Stellen an einer bestimmten Binärposition enthält, um eine Vielzahl von sich wiederholenden Folgen von Binärc stellen oder Impulsen für jede der abgetasteten Bahnen synchron zu der Abtastung einer jeden Elementarfläche zu erzeugen. Ein Wähl netzwerk spricht auf die gemessene Bilddichte an, um selektiv das Ausgangssignal eines der Schieberegister an einen Ausgangsanschluß

]Q zu legen, der mit einer entfernten Aufzeichnungsstation oder direkt mit einer Aufzeichnungseinheit verbunden ist, die synchron mit dem Abtasten der Originalvorlage bewegt werden, um das abgetastete Bildelement als eine Binärzahl oder einen Punkt in einem Aufzeichnungsfeld

]5 darzustellen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine erläuternde Darstellung zu der Bezeichnung der Elemente in einer Matrix;

Fig. 2 eine erläuternde Darstellung des Grundgedankens der Erfindung;

Fig. 2a einen Teil der Originalvorlage in Form von Matrizen, die durch die Vielzahl der Abtastlinien gegeben sind; 30

Fig. 2b die Umsetzungs-Punktmustermatrizen, die der Bilddichte der abgetasteten Fläche entsprechen;

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Fig. 2c ein Aufzeichnungsfeid ebenfalls

in Form, von Matrizen entsprechend der Originalvorlage;

Fig. 3a bis 3c Ansichten zur Erläuterung zu dem

Vorgang der Analog-Digitalumsetzung gemäß dem in Fig. 2 beschriebenen Grundprinzip;

Fig. 4a, 4b und 5a, 5b den beschriebenen Umsetzungsvorgang;

Fig. 6a, 6b ein Ausführungsbeispiel· des beschriebenen Grundprinzips;
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Fig. 7 ein aiternatives Ausführungsbeispiel· zu der in Fig. 6 gezeigten Schaltung;

Fig. 8a, 8b und 8c eine erläuternde Darstellung einec modifizierten Form;

Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel· des in den Fig. 8 erläuterten Grundgedankens;

Fig. 10 eine Darstellung einer weiteren Modifikation, die die Aufzeichnung von Bildern mittels eines Analogwertes erlaubt, wenn dieser einen bestimmten Wert überschreitet;

Fig. 11a, 11b und 11c Darstellungen des Kompensationsvorganges für verlorene Biidpunkte; dieser Verlust kann auftreten, wenn die Geschwindigkeit der Dichteänderungen die Raumfrequenz der abgetasteten Elementar-

erreicht; und

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30160A2 -11- DE 0368 ...

Fig. 12 eine Schaltung zur Realisierung des in den Fig. 11a bis 11c erläuterten Prinzips.

Vor der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen soll zunächst in Verbindung mit den Fig.

1 bis 5 das Grundprinzip erklärt werden.

'5 Fig. 1 zeigt Bildelemente in einer einfachen Matrix 2, die den Zweck hat, jedes Bildelement durch die von der linken oberen Ecke der Matrix gezählte Zahl der Zeilen und der Spalten zu identifizieren. Beispielsweise ist ein Bildelement 1 durch X2, Y3 identifiziert. Hierbei bezeichnet X die Spalte und Y die Zeile und damit die Richtungen, in der die Originalvorlage in einer im folgenden beschriebenen Weise abgetastet wird. Bei diesem Beispiel weist die Matrix vier Spalten

in X-Richtung und vier Z.eilen in Y-Richtung auf. 25

Fig. 2a zeigt, daß das Gebiet der Originalvorlage 3 in eine Vielzahl von Matrizen aufgeteilt ist. Die durch die stärkere Umrandung herausgehobene Matrix

2 weist zwei Bildelemente 1a und 1b auf, die, wie

durch die schrägen Linien mit unterschiedlichem Abstand angedeutet ist, unterschiedliche Schwarzwerte haben. Wie in der folgenden Beschreibung gezeigt werden wird, wird das Bildfeld elektronisch unterteilt, so daß das Feld nicht notwendigerweise durch sichtbare

Linien unterteilt ist. Die Stärke oder der Schwarzwert

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30160A2

_₁₂_ _DEO368

eines jeden Bildelementes wird gemessen, wenn die Originalvorlage 3 abgetastet wird, und der analoge Wert des gemessenen Schwarzwertes wird - beispielsweise in einen von 16 diskreten Werten umgesetzt, von denen jeder einem der in Fig. 2b gezeigten 16 unterschiedlichen Punktmustern entspricht.

Jedes Punktmuster wird durch die Anwesenheit oder die Abwesenheit eines Punktes oder von Punkten dargestellt, die in einer zu der Matrix 2 der Originalvorlage identischen Matrix angeordnet sind. Beispielsweise wird angenommen, daß das Bildelement 1a einen Schwarzwert 5/16 hat, der dem Muster 5 entspricht, das fünf Punkte (X1, Y1), (X2, Y1), (X2, Y2), (X2, Y3)

T5 und (X3, Y3) aufweist. Das im späteren beschriebene Gerät überprüft die Beziehung zwischen dem Ort des Bildelementes in der Originalmatrix 2 und dem Ort des Matrixelementes mit dem entsprechenden Stärkemuster. Da das Bildelement 1a an der Stelle X2, Y2 der Matrix 2 angeordnet ist, und ein schwarzer Punkt an der Stelle X2, Y2 des entsprechenden Musters 5 vorhanden ist, wird der Punkt an der später genannten Stelle auf die entsprechende Stelle der Matrix 2" in dem

Wiedergabefeld 3¹ in Fig. 2c übertragen. 25

Entsprechend wird angenommen, daß das Bildelement 1b einen Schwarzwert 7/16 hat, der dem Muster 7 entspricht. Da in der Mustermatrix Nr. 7 kein Punkt

an der Stelle X1, Y4 ist, bleibt die entsprechende on

Stelle in der Matrix 2¹ des Wiedergabefeldes frei.

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30160A2 _₁₃- de 0368 ':-

Hat ein in Fig. 3a gezeigtes Originalbild 3" unterschiedliche Schwarzwerte, wie sie durch die gestrichelten Flächen a, b und c angedeutet sind, und nimmt man an, daß jedes Bildelement der Matrix 2 den in Fig. 3b angegebenen diskreten Schwarzwert hat, so erhält man für das Originalbild 6 die in Fig. 3c gezeigte entsprechende Punktmatrix, die auf dem Wiedergabefeld gedruckt wird. Bei einem Vergleich der Fig. 3a und 3c ergibt sich, daß der Mittelwert der diskreten Schwarzwerte in der Matrix 2 in Fig. 3b 8,1/16 ist, während der Mittelwert der Schwarzwerte der Matrix 2¹ in Fig. 3c 8/16 ist, also im wesentlichen gleich dem ursprünglichen Mittelwert ist.

Bei der beschriebenen Punktmuster-Umsetzung wird ein in Fig. 4a gezeigtes Bild mit drei unterschiedlichen Bilddichte-Flächen 4a, 4b und 4c auf der Originalvorlage 3 in das in Fig. 4b gezeigte Punktmuster auf dem Aufzeichnungsfeld 3' umgesetzt. Entsprechend wird eine in Fig. 5a gezeigte geneigte Linie 5 mit drei Flächen 5a, 5b und 5c mit unterschiedlichen Dichten in ein in Fig. 5b gezeigtes Punktmuster umgesetzt.

Fig. 6a zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei in den Fig. 6a und 6b gezeigten Teilen. Fig. 6a zeigt ein optisches System 10, das ein optisches Bild auf einem Abtastsystem 12, beispielsweise einer Fernsehkamera entwirft, die ein Videosignal erzeugt, das an eine ladungsgekoppelte Vorrichtung 11 (im folgenden CCD-Element) über einen Y-Eingangsdecoder 11a entsprechend den von dem Abtastsystem an den X- und Y-Decoder 11a und 11b angelegterSynchronsignalaa angelegt wird. Das CCD-Element wirkt somit als eine Original-

^ vorlage, bei der das ursprüngliche optische Bild in

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analogen Werten gespeichert ist. Um das gespeicherte Signal, das die Bilddichte jeder Eleraentarbildflache der Originalvorlage darstellt, wiederaufzufinden, ist das CCD-Element 11 mit einem X-Ausgangsdecoder 11d und einem Y-Ausgangsdecoder 11c versehen. Die Abtastsignale werden mittels eines elektromagnetischen Umwandlers 15 erhalten, der bei einem Zahnkranz 8a aus magnetischem Material angeordnet ist, der mit der Welle einer Drehtrommel 8 verbunden ist, die mittels eines Elektromotors 7 gedreht wird. Dreht sich der Zahnkranz 8a, so werden vom Umwandler 15 Impulse erzeugt,die an den Y-Decoder 11c wie auch an einen Binärzähler als Y- bzw. Seilen-Positionsanzeigesignale gelegt werden. Im einzelnen wird ein Y-Positionsimpuls erzeugt, wenn die Trommel 8 um eine Größe gedreht wird, die einer Bildelementarflache des Aufzeichnungsmaterials bzw. des Wiedergabefelds 6 entspricht, das um die Trommel 8 gerollt ist.

Der Zähler 14 erzeugt einen Ausgangsimpuls, wenn der Zählerstand eine Zahl erreicht, die gleich der Gesamtzahl von Elementarflachen in einer abgetasteten Bahn ist, d. h. der Zahl der gespeicherten Stellen in dem CCD-Element 11 in Y-Richtung bzw. in Spaltenrichtung. Der Ausgangsimpuls des Zählers 14 wird an den X-Ausgangsdecoder 11d angelegt, um das gespeicherte Signal in der nächsten Z-eil.e zu adressieren. Ferner wird das Ausgangssignal an eine Bewegungseinrichtung 17 angelegt, die einen Träger 20 um eine Bahnbreite in X-Richtung verschiebt. Der Träger 20 trägt einen Schreibkopf 9, beispielsweise eine Tintenäusstoßeinheit, die entsprechend einem Schreibsignal· einen Tintenstrom auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 6 ausstößt, Deshalb wird der Schreibkopf

^ kontinuierlich in Y-Richtung in bezug auf das Auf-

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Zeichnungsmaterial· verschoben, wenn sich die Trommel 8 dreht, und nacheinander in X-Richtung entsprechend dem Ausgangssignal des Zählers 14 verschoben. Als Ergebnis hiervon werden die abgetasteten Punkte auf dem Aufzeichnungsmaterial 6 in orthogonale Richtungen synchron zu der Verschiebung des aus dem Bildfeld des CCD-Elementes 11 ausgelesenen Punktes verschoben.

Selbstverständlich kann das CCD-Element durch eine Vielzahl von Schreib/Lese-Speichern (RAM) und eine Vielzahl von Eingangs- und Ausgangs-X- und -Y-Decodern ersetzt werden, die mit dem jeweiligen RAM zum Speichern eines umgesetzten digitalen Videosignales in einer Vielzahl von Speicherzellen verbunden sind, die ]5 in der Z-Achse der RAM angeordnet sind.

Das aus der adressierten Speicherstelle des CCD-Elementes 11 ausgelesene Videosignal wird an einen Analog/Digital-Umsetzer 13 angelegt, der das Eingangssignal in ein 4-Bit-Digitalsignal umsetzt, das über Leitungen 16 an einen in Fig. 6b gezeigten Wähler 28 übertragen wird, der ein entsprechendes Punktmuster auswählen soll.

Das Punktmuster wird in der in Fig. 6b gezeigten Schaltung erzeugt, die eine Vielzahl von Wiedereingabe- bzw. Umlauf-Schieberegistern 2 3-1 bis 23-8 vom 4-Bit-Typ aufweist, von denen zur Vereinfachung der Darstellung nur Teil gezeigt ist. Das Schieberegister 23 ist beispielsweise der von Texas Instruments hergestellte Typ SN74165. Jedes Schieberegister ist aus einem Paar von komplementären Schieberegistern aufgebaut, in denen Binärzahlen gespeichert und entsprechend dem Ausgangssignal des Sensors 15, das über eine Leitung 24 angelegt ist, geschoben werden, um

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einen Satz von 16 sich wiederholenden Folgen von Impulsen zu erzeugen, die den Punkt oder die Punkte darstellen, die in jeder Spalte der Punktmuster Nr. bis 16 angeordnet sind. Beispielsweise sind die folgenden Binärdaten in den Schieberegistern 23-1 bis 23-8 gespeichert:

Schieberegister	Ausgang	Komplementärer Ausgang	1	1
23-1	0 0 0 0	1 1	1	1
25-2	10 0 0	0 1	1	1
23-3	0 10 0	1 0	0	1
25-4	0 0 10	1 1	1	0
23-5	0 0 0 1	1 1	1	1
23-6	110 0	0 0	0	1
25-7	10 10	0 1	1	0
25-8	10 0 1	0 1

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Die Ausgänge der Schieberegister 23-1 bis 23-8 sind über ein Verbindungsnetzwerk 25 in einer bestimmten Weise mit den Eingangsanschlüssen von Wahlschaltungen 26-1 bis 26-16 verbunden, um sich wiederholende Spaltendaten zu erzeugen, die in die nächste Spalte entsprechend dem Ausgangssignal eines Decoders 22 geschoben werden, dessen Eingang mit dem Zähler 14 verbunden ist. Jede der Streifen-Wahlschaltungen weist vier Eingangsanschlüsse Nr. 1 bis 4 auf, die mit den Ausgängen des Verbindungsnetzwerkes 25 und damit mit den Ausgängen der Schieberegister 23 verbunden sind. Beispielsweise sind alle Eingänge der Wahlschaltung 26-1 mit dem (wahren) Ausgang des Schieberegisters 23-1 verbunden, um das Punktmuster Nr. 1 zu erzeugen. Der erste Eingang der mit dem Punktmuster Nr. 2 verknüpften Wahlschaltung 26-2 ist mit dem (wahren) Ausgang des Schieberegisters 23-2 verbunden, und ihr zweiter bis vierter Eingang mit dem (wahren) Ausgang des Schieberegisters 23-1. Entsprechend sind der erste bis dritte Eingang der Wahlschaltung 26-15 mit dem komplementären Ausgang des Schieberegisters 23-1 und der vierte Eingang mit dem komplementären Ausgang des Schieberegisters 23-5 verbunden, um das Punktmuster 15 zu erzeugen. Das Punktmuster 16 wird entsprechend durch die Wahlschaltung 26-16 erzeugt, deren Eingänge alle mit dem komplementären Ausgang des Schieberegisters 23-1 verbunden sind.

^ Der Ausgangsanschluß jeder Wahlschaltung 26 ist selektiv mit einem ihrer Eingangsanschlüsse entsprechend einem binären 2-Bit-Steuersignal . verbunden, das von dem Decoder 22 geliefert wird, so daß beispielsweise die Wahlschaltung 26-3 eine sich wiederholende Abfolge

des Bitmusters "1000" erzeugt, wobei jedes Bit in

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1" seiner Stelle entsprechend dem Schieben einer jeder

abgetasteten Elementarflache während der Zeit geschoben wird, wenn eine der X1-Spalte entsprechende Bahn abgetastet wird.
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Die Anwesenheit oder die Abwesenheit einer "1" in den erzeugten Abfolgen von Impulsen an einer Stelle, die dem abgetasteten Punkt entspricht, wird mittels eines Wählers 28 festgestellt, der von dem Analog/ Digital-Umsetzer 13 ein binäres 4-Bit-Wahlsignal über" die Leitungen 16 erhält. Die 16 Eingangsanschlüsse des Wählers 28 sind jeweils mit den Ausgangsanschlüssen der Wahlschaltungen 26 und sein Ausgangsanschluß mit dem Schreibkopf 9 verbunden. Der Ausgangsanschluß wird selektiv mit einem der Eingangsanschlüsse entsprechend einem Wahlsignal so verbunden, daß eines der 16 Punktmuster entsprechend der Bilddichte der abgetasteten Elementarfläche gewählt wird.

Erscheint die Binärstelle "1"i an dem Ausgang des Wählers 28, so wird ein Punkt auf die abgetastete Elementarfläche des Aufzeichnungsmaterials 6 durch Betätigen des Schreibkopfes 9 aufgebracht. Erscheint jedoch eine "0", so bleibt die abgetastete Elementarfläche leer.

Die in Fig. 6b gezeigte Punktmuster-Erzeugungsschaltung kann alternativ durch die in Fig. 7 gezeigte ersetzt werden, bei der Teile, die denen in Fig. 6b

entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Die in Fig. 7 gezeigte Schaltung weist einen Satz von vier Wahlschaltungen 36-1 bis 36-4 auf, die jeweils 16 Eingangsanschlüsse haben, die mit den Ausgangsanschlüssen eines Verbindungsnetzweik es 35 ver-

bunden sind. Zur Vereinfachung der Darstellung ist nur

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die mit dem Verbindungsnetzwerk 35 verbundene Wählschaltung 36-1 gezeigt. Jede Wählschaltung 36 empfängt von dem Analog/Digital-Umsetzer 13 ein Steuersignal um selektiv den Ausgang eines der Schieberegister 23-1 bis 23-8 mit einem Wähler 38 zu verbinden, an den das von dem Decoder 22 gelieferte Steuersignal angelegt ist. Das Verbindungsnetzwerk 35 ist so geschaltet, daß die an die Eingänge der Wählschaltung 36-1 angelegten Impulse den in der Spalte X1 der Punktmatrix Nr. 1 bis 16 angeordneten Punkten entsprechen. In ähnlicher Weise entsprechen die an die Wählschaltung 36-2 angelegten Impulse den in der Spalte X2 der Punktmatrix angeordneten Punkten, usw. Das Ausgangssignal des Analog/Digital-Umsetzers 13 ermöglicht die Wahl einer sich wiederholenden Abfolge von 4-Bit-Impulsen entsprechend der gemessenen Bilddichte. Der Decoder 22 ermöglicht die Wahl einer 1-Bit-Zahl (0 oder 1) aus der gewählten Impulsfolge, die von der Position der abgetasteten Bahn abhängt.

In der vorstehenden Beschreibung hatte jede BiIdfeldmatrix bzw. Punktkonversionsmatrix eine bestimmte Zahl von Matrixelementen, nämlich vier Z.eil en und vier Spalten. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die BiIddichte in 16 diskrete Tönungsstufen aufgelöst.

Die Zahl der Tönungsstufen kann vorteilhafterweise durch Variieren der Größe der Matrizen als Funktion der gemessenen Bilddichte erhöht werden.

Die Fig. 8a bis 8c zeigen ein Beispiel für das Verfahren der Erhöhung der Matrixgröße. Bei diesem (exemplarischen) Ausführungsbeispiel sind 24 Konversions-Punktmatrizen vorgesehen, die sechs 6x6 Matrizen i. bis i_fi umfassen, sechs 5x5 Matrizen j * bis jg,

sechs 5x4 Matrizen k. bis k_c und sechs 4x4 Matrizen

I₁ bis l_r. Dies ist in Fig. 8b gezeigt. Die Zahl der in I b

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~²°- DE Ο36830Ί6042

jeder Matrix enthaltenen Punkte wächst proportional zu der Bilddichte, um eine Entsprechung zwischen ihnen wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen herzustellen.

Wird ein Bildelement (in Fig. 8a gestrichelt)

abgetastet, um seine Bilddichte zu messen, und entspricht letztere einer der Umwandlungs-Matrizen i. bis i,, so entspricht die ursprüngliche Position der

, ~ abgetasteten Fläche in der Originalvorlage 3, die X9, Y7 ist, der X3, Y.1 Position in den 6x6 Matrizen. Ist in der letzteren Position ein Punkt vorhanden, so wird auf der Aufzeichnungsfläche 3¹ in der X9-, Y7-Position, wie in Fig. 8c gezeigt, ein Punkt aufge-

■ic zeichnet.

Fig. 9 zeigt die Mustererzeugungsschaltung, die zu dem in den Fig. 8a bis 8c gezeigten Ausführungsbeispiel· gehört. Eine Vielzahl von 6-Bit-Umlaufschiebe-

2Q registern 60, 5-Bit-UmlaufSchieberegistern 61 und 4-Bit-Umlaufschieberegistern 62 sind vorhanden, die die von dem Omrandler 15 gelief erten Schiebeimpulse epmfangen, um eine sich wiederholende Abfolge von Binärzahlen zu erzeugen. Die Ausgänge der 6-Bit-Schieberegister 60 sind mittels eines Netzwerkes 63 mit den sechs Eingangs anschluss en jeder von Muster--Wählschaltungen 64-1 bis 6 4-6 verbunden, um 6x6 Punktmuster zu erzeugen. Die Ausgänge der 5-Bit-Schieberegister sind mit den fünf Eingangsanschlüssen jeder von Wählschaltungen 65-1 bis 65-6, um 5 χ 5 Punktmuster zu erzeugen und auch mit den vier Eingangsanschlüssen jeder von Wählschaltungen66-1 bis 66-6 verbunden, um 5x4 Punktmuster zu erzeugen. Entsprechend sind die 4-Bit-Schieberegister 62 mit den vier Eingangsanschlüssen jeder von Wählschaltungen 67-1 bis 67-6 verbunden, um

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"²¹" DE 0368

4x4 Punktmuster zu erzeugen.

Die Muster-Wählschaltungen 6 4 bis 67 empfangen das Steuersignal von einem 3-Bit-Decoder 69, dessen Eingang mit dem Zähler 14 verbunden ist, so daß der Ausgang jeder Wählschaltung selektiv mit einem der Eingangsanschlüsse synchron zu dem Schieben der abgetasteten Bahn verbunden ist, um eine sich wiederholende Abfolge von Impulsen zu erzeugen, die den in der Spalte der entsprechenden Punktmustermatrix angeordneten Punkten entsprechen.

Die sich wiederholende Impulsfolge wird zu der nächsten Impulsfolge durch Verschieben der abgetasteten Bahn geschoben. Deshalb wird in jeder der Wählschaltungen 64 eine Folge, von sich wiederholenden 6-Bit-Impulsen für jede der sechs abgetasteten Bahnen erzeugt, während in jeder der Wählschaltungen 65 eine Folge- von sich wiederholenden 5-Bit-Impulsen für jede der fünf abgetasteten Bahnen erzeugt wird. Entsprechend wird in jeder der Wählschaltungen 6 6 eine Folge, von sich wiederholenden 4-Bit-Impulsen für jede der fünf abgetasteten Bahnen und in jeder der Wählschaltungen 67 eine Folge von sich wiederholenden 4-Bit-Impulsen für jede der vier abgetasteten Bahnen erzeugt.

Die Ausgangsanschlüsse der Wählschaltungen 64 bis sind mit einem Wähler 6 8 verbunden, damit einer der Ausgänge der Wählschaltungen selektiv mit dem Schreibkopf 9 entsprechend einem 5-Bit-steuersignal · des Analog/Digital-Umsetzers 13 verbunden wird, das die

Bilddichte der abgetasteten Bildelementarfläche darstellt.

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Die Tönung des wiedergegebenen Bildes kann weiter durch Kombinieren des vorstehend beschriebenen digital umgesetzten Bildes mit einem analogen Bild erhöht werden, wobei die Tönung kontinuierlich variiert. Die Schaltung in Fig. 10 zeigt diese Digital/Analog-Kombination. Ein digitaler Pegeldetektor ist mit den Ausgängen des Analog/Digital-ümsetzers 13 verbunden, um die Zeit zu messen, in der die Bilddichte der abgetasteten Fläche oberhalb eines bestimmten Wertes liegt.

Die digitalen Ausgangssignale des Analog/Digital-Umsetzers 13 werden mittels eines Schalters 42 an den Wähler 28 gelegt, wenn die Bilddichte geringer als dieser Wert ist, um die Auswahl von Punkten der Konversionsmatrix für eine Punktaufzeichnung zu ermöglichen. Ent- sprechend dem Ausgangssignal· des Pegeldetektors wird der Schalter 42 geschaltet, um das digitale BiIddichtesignal an einen Digital/Analog-Umsetzer 43 und damit an den Schreibkopf 9 zu legen, um das Bild analog aufzuzeichnen. Bei diesem modifizierten Ausführungsbeispiel ist vorzugsweise ein Schreibkopf zu verwenden, mit dem die Punktgröße auf dem Aufzeichnungsmaterial geändert werden kann.

Die Fig. 11a bis lic zeigen eine-weitere Modifikation der Erfindung. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen besteht eine gewisse V/ahrscheinlichkeit, auch wenn diese sehr klein ist, daß bei einer gegebenen Matrix eine Aufzeichnung mit vollständig leeren Flächen erzeugt wird, sogar wenn der Mittelwert der Bilddichte der gegebenen Matrix verhältnismäßig groß ist. Die in Fig. 11a hervorgehobene 4x4 Matrix hat einen Mittelwert von 8,3/16. Bei dem in Verbindung mit den Fig. 2a bis 2c beschriebenen Verfahren sind alle EIemente der entsprechenden Matrix auf dem Wiedergabefeld 6, wie in Fig. 11b gezeigt ist, als Ergebnis der Abwesenheit eines Punktes an der entsprechenden

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Stelle der Punktumsetzungsmatrix unbesetzt. Diese Gegebenheiten neigen dazu aufzutreten, wenn die Änderungsgeschwindigkeit der Bilddichte relativ hoch ist und den Wert der Raumfrequenz der Elementarflächen erreicht. Das verlorene Bild kann durch Hinzufügen eines Korrekturwertes zu der Elementarfläche der nächsten angrenzenden Matrix auf dem Aufzeichnungsfeld dadurch kompensiert werden, daß der Mittelwert der Bilddichten, die mit den Elementarflächen der vorangehenden Matrix verknüpft sind, und der Mittelwert der Bilddichten der umgesetzten Elementarflächen gemessen werden, und daß der Unterschied zwischen den beiden Mittelwerten bestimmt wird. Beispielsweise wird der Mittelwert d. von mit in Fig. 11a gezeigten Bildelementen 51, 52, 53 und 54 verbundenen Dichte gemessen und mit einem Mittelwert d_o der mit den Punktumsetzungs-Matrixelementen 51a, 52a, 53a und 54a verbundenen Dichte verglichen, um die Differenz zwischen beiden zu messen. Der Differenzwert wird mit einer Konstanten R multipliziert, um einen Korrekturwert C zu erhalten, der zu dem Wert d_w der Bilddichte einen nächsten angrenzenden Bildelementes 55 addiert wird, so daß der korrigierte Wert d ' genutzt wird, um die zugehörige Punktmuster-Umsetzungsmatrix zu ändern. Nimmt man beispielsweise an, daß R gleich 1,0 und der Wert d. des Bildelementes 55 gleich 6,5/16 ist, so ist, da d_D für die Flächen 51a bis

54a Null ist, der Korrekturwert G gleich 6,5/16 und somit der Wert d ' gleich 7,5/16. Entsprechend ist bei Anwendung desselben Verfahrens der korrigierte Wert d_N' für die Flächen 56 und 57 gleich 16,7/16 bzw. 11/16. Dieses Ergebnis wird, wie in Fig. lic gezeigt ist, in Punkten in den Flächen 55a, 56a, und 57a aufgezeichnet.

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Die Kompensation ist durch die folgende Gleichung

V - ^dM

gegeben und wird durch eine in Fig. 12 gezeigte Schaltung durchgeführt, die einen Satz von vier CCD-Elementen 80-1 bis 80-4 aufweist, deren Eingangsanschlüsse mit dem Ausgang des CCD-Elementes verbunden sind, um das analoge Bilddichtesignal d_N synchron mit den von dem Umv/andler 15 gelieferten Schiebeimpulsen zu empfangen. Die CCD-Elemente 80-1 bis 80-4 haben ein, zwei, drei bzw. vier Elemente, so daß das CCD-Element 80-4 die analogen Werte der vorher abgetasteten vier Bildelemente und das CCD-Element 80-3 die analogen Werte der vorher abgetasteten drei Bildelemente speichert, usw. Die gespeicherten Analogsignale werden nacheinander über entsprechende Widerstände 81 an den invertierenden Eingang eines Addierers 82 und damit an einen Inverter 83 angelegt, um so den Mittelwert d. der Bilddichte für die vier Bildelemente zu bilden. Andererseits werden die in die entsprechenden Punkte umgesetzten Signale aus dem Wähler 28 nacheinander entsprechend den Schiebeiiapulsen des Omwandlers an ein ^Bit-Schieberegister 84 gelegt und

dann nacheinander in paralleler 4-Bit-Form über entsprechende Widerstände 85 an den invertierenden Eingang eines Addierers 86, dessen Ausgang mit einem Inverter 87 verbunden ist. Der Ausgang des Inverters 87 bildet einen Mittelwert d_o des

digital umgesetzten Signals der entsprechenden vier Bildelemente; das Signal d„ liegt an dem inver-

tierenden Eingang eines Differenzverstärkers 88

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zum Vergleich mit dem Mittelwertsignal d. an, das an dem nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers anliegt, um die Differenz zwischen beiden zu bilden, so daß sich ein Korrektursignal C an dem Ausgang des Verstärkers ergibt. Das Korrektursignal wird zu dem Signal d_N des CCD-Elementes 11 in einem Addierer 89 addiert, um ein Signal d ' zum Anlegen an den Analog/Digital-Umsetzer 13 zu erhalten, der mit den Schiebeimpulsen synchronisiert ist, um das Signal d ' in entsprechende Binärsignale in 4-Bit-Form zum Anlegen an den Wähler 28 umzusetzen.

Die elementweise Umsetzung des Bildes in digita-Ie Werte ist insbesondere vorteilhaft für die Übertragung über größere Distanzen, da die digitale Übertragung, die eine weitverbreitete Anwendung findet, gegenüber der analogen Übertragung Vorteile bietet.
20

Das beschriebene Konzept kann genau so gut bei Anwendungen verwendet werden, bei denen eine Vielzahl von parallelen Bahnen gleichzeitig unter Verwendung einer entsprechenden Zahl von Abtastelementen und Abtastköpfen abgetastet werden.

Vorstehend beschrieben wurde, daß eine Originalvorlage nacheinander jeweils in parallelen Bahnen abgetastet wird, um die Bilddichte der abgetasteten Bildelementarflächen zu messen. Eine Vielzahl von sich wiederholenden Folgen von binären Zahlen oder Impulsen wird für jede der abgetasteten Bahnen synchron mit der Bildabtastung jeder Bildelementarfläche erzeugt, so daß Punktmuster-Umsetzungsmatrizen, deren Zahl der Zahl eier Tönungsstufen oder

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Bilddichten entspricht, durch die Punkte in jeder Matrix darstellenden Impulsen gebildet werden. Die gemessene Bilddichte wird dazu verwandt, die entsprechende der Punktmuster-Matrizen auszuwählen, um die abgetastete Fläche mit einem Punkt, wenn letzterer vorhanden ist, in einer speziellen Position in der entsprechenden Matrix dadurch darzustellen, daß die entsprechend ausgewählte sich wiederholende Impulsfolge an die Aufzeichnungseinheit angelegt wird, die in bezug auf eine Aufzeichnungsoberfläche synchron zu dem Abtasten der Originalvorlage bewegt wird.

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- 2 Hf-.

Leerseite

Claims

20 25 30 35

Patentansprüche

f 1 Λ Signalumsetzungsschaltung, gekennzeichnet durch

eine erste Einrichtung·(10, 12) zum Abtasten eines Bildfeldes jeweils entlang einer Vielzahl paralleler Bahnen von Bildelementarflächen, um die Bilddichte jeder der abgetasteten Elementarflächen zu messen, wobei eine bestimmte Zahl von Elementarflächen so in Zeilen und Spalten angeordnet ist, daß sie eine Bildfeldmatrix bilden,

durch eine zweite Einrichtung (23, 25, 26; 35, 60 - 67 ) zum Auswählen eines entsprechenden digitalen Musters aus einer Vielzahl von digitalen Mustern entsprechend der gemessenen Bilddichte, wobei jedes der digitalen Muster aus einer Umsetzungs-Punktmatrix besteht, die digitalen Werte "1" und "0" in einer bestimmten Zahl und Anordnung entsprechend der gemessenen Bilddichte aufweist, wobei die Gesamtzahl der "1" und "0" in der Umwandlungs-Punktmatrix gleich der Gesamtzahl der Elementarflächen in der entsprechenden Bildfeldmatrix ist, und

durch eine dritte Einrichtung (28; 38; 68) zum

r"

Mu/rs

Deutsche Bank (München) Kto. 51/61 070

Dresdi

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heck (München) Kto. 670-43-804

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Erkennen einer "1" oder "O" in dem gewählten digitalen Muster an einer Stelle, die der Stelle der Elementarflache in der Bildfeldmatrix entspricht, um diese Elementarflache durch eine "1" auf dem Aufzeichnungsfeld, wenn sie eine "1" erkennt, oder durch eine "0" darzustellen, wenn sie eine "0" erkennt.
2. Signalumsetzungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und die dritte Einrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl von sich wiederholenden Folgen von Binärzahlen für jede der abgetasteten Bahnen, wobei die Binärzahlen in jeder der sich wiederholenden Folgen in ihrer relativen Position entsprechend dem Abtasten jeder Elementarfläche verschoben werden, sowie eine Einrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins einer Binärzahl in einer der sich wiederholenden Folgen entsprechend der gemessenen Bilddichte aufweist, um die abgetastete Elementarfläche durch die erkannte Binärzahl· darzustellen.
3. Signalumsetzungsschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (80, 81, 82, 83) zum Messen des Mittelwerts der gemessenen Bilddichten der vorher abgetasteten Bildelementarflächen,

eine Einrichtung (84, 85, 86, 87) zum Bilden des Mittelwerts der digitalen Werte, die die vorher abge- ^" tasteten Bildelementarflachen darstellen,

eine Einrichtung (88) zum Bilden der Differenz zwischen diesen Mittelwerten, und

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eine Einrichtung (89) zum Addieren dieses Differenzwertes zu der gemessenen Bilddichte der anschließend abgetasteten Bildelementarfläche.
4. Signalumsetzungsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine Einrichtung (60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67) zum Variieren der Gesamtzahl der digitalen Werte der Umsetzungs-Punktmatrix als Funktion der gemessenen Bilddichte jeder Bildelementarfläche aufweist .
5. Signalumsetzungsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl von Gruppen von sich wiederholenden Folgen von Binärzahlen für jede der Bahnen, wobei jede der Gruppen dieselbe Zahl von Binärsahlen hat und die Binärzahlen in ihrer relativen Position entsprechend der abgetasteten Elementarfläche verschoben sind, und eine Einrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins einer bestimmten Binärzahl iⁿ einer der sich wiederholenden Folgen entsprechend der gemessenen Bilddichte aufweist, um die abgetastete Elementarfläche durch die erkannte Binärzahl darzustellen.
6. Aufzeichnungsgerät, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung (10, 12) zum Abtasten eines Bildfeldes jeweils entlang einer Vielzahl paralleler Bahnen von Bildelementarflächen um die Bilddichte jeder der abgetasteten Elementarflächen zu messen, wobei eine bestimmte Zahl von Elementarflächen so in Zeilen und Spalten angeordnet ist, daß sie eine Bildfeldmatrix bilden, durch eine zweite Einrichtung (23, 25, 26; 35, 36; 60,

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61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68) zum Auswählen eines entsprechenden digitalen Musters aus einer Vielzahl von digitalen Mustern entsprechend der gemessenen Bilddichte, wobei jedes der digitalen Muster aus einer Umsetzungs-Punktmatrix besteht, die die digitalen Werte "1" und "0" in einer bestimmten Zahl und Anordnung entsprechend der gemessenen Bilddichte aufweist, wobei die Gesamtzahlen der "1" und "O" in der Umsetzungs-Punktmatrix gleich der Gesamtzahl der Elementarflächen in

^O der entsprechenden Bildfeldmatrix ist, durch eine dritte Einrichtung zum Erkennen einer "1" oder "0" in dem gewählten digitalen Muster an einer Stelle, die der Stelle der Elementarfläche in der Bildfeldmatrix entspricht, um diese Elementarfläche durch eine "1" auf

'5 dem Aufzeichnungsfeld, wenn sie eine "1" erkennt, oder durch eine "0" auf dem Aufzeichnungsfeld darstellt, wenn sie eine "0" erkennt, and eine vierte Einrichtung zum Aufzeichnen eines Punktes auf dem Aufzeichnungsfeld entsprechend dem Erkennen der "1" synchron zu der er-

^^u sten Einrichtung.
7. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (10, 12) eine Einrichtung zum Erzeugen eines ersten Zeitsignales, das

jeweils einer der Bahnen entspricht, und eines zweiten Zeitsignales, das jeweils jeder Bildelementarfläche in jeder der Bahnen entspricht, und die vierte Einrichtung eine Aufzeichnungseinheit (9), die auf das Erkennen der "1"· anspricht, um einen Punkt auf dem Aufzeichnungsfeld

aufzuzeichnen, sowie eine Einrichtung (17) aufweist, die die Aufzeichnungseinheit relativ zu dem Aufzeichnungsfeld synchron zu dem ersten und dem zweiten Zeitsignal bewegt.
8. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 7, dadurch

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' gekennzeichnet, daß die zweite und die dritte Einrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl von sich wiederholenden Folgen von Binärzahlen für jede der Bahnen entsprechend dem ersten Zeitsignal, wobei die Binärzahlen in jeder der sich wiederholenden Folgen in ihrer relativen Position entsprechend dem zweiten Zeitsignal verschoben werden, und eine Einrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins einer bestimmten Binärzahl in einer der sich wiederholenden Folgen entsprechend der gemessenen Bilddichte aufweist, um die Aufzeichnungsein heit (9) zu betätigen.
9. Aufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (41), die erkennt, wenn die gemessene Bilddichte oberhalb eines bestimmten Viertes liegt, und durch eine Einrichtung (42), die bewirkt, daß die vierte Einrichtung den analogen Wert der gemessenen Bilddichte anstelle des entsprechenden digitalen Wertes auf dem Aufzeichnungsfeld

^ aufzeichnet.

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