DE3312273A1 - Bildaufbereitungseinrichtung - Google Patents
BildaufbereitungseinrichtungInfo
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- DE3312273A1 DE3312273A1 DE19833312273 DE3312273A DE3312273A1 DE 3312273 A1 DE3312273 A1 DE 3312273A1 DE 19833312273 DE19833312273 DE 19833312273 DE 3312273 A DE3312273 A DE 3312273A DE 3312273 A1 DE3312273 A1 DE 3312273A1
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- H04N1/4055—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a clustered dots or a size modulated halftone pattern
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildaufbereitungseinrichtung
für die Aufzeichnung und Darstellung eines Bilds und insbesondere auf eine Verbesserung eines mittels eines
Laserstrahldruckers oder eines Tintenstrahldruckers
aufgezeichneten oder dargestellten Halbtönungsbilds hinsichtlich
der Auflösung und der Tönungsstufung.
Zum Erzeugen eines Halbtönungsbilds in einem digitalen
Drucker wurden viele l/erfahren vorgeschlagen. Beispiele
hierfür sind ein Umschaltverfahren (mit Hin- und Herschaltunq,
"dither method") und ein Dichtemusterverfahren. Diese
Verfahren wurden auf vielen Gebietenaus folgenden Gründen angewandt: (1) Das Halbtönungsbild kann mittels einer
digitalen Darstellungseinrichtung dargestellt werden, (2) der Schaltungsaufbau der Einrichtung ist einfach und (3)
es wird eine zufriedenstellende Bildqualität erzielt. Im
einzelnen wird qemäö der Darstellung in den Fig. IA und
IB der Zeichnung jedes von Bildelementen 8 eines eingegebenen
Bilds mit einem entsprechenden Element einer Schwel-
A/25
□reedner Bank (München) KIo 3939 H44
-9- DF 29 J 4
lenwertmatrix 5 verglichen, um zur selektiven Darstellung
von Punkten auf einem Bildschirm 6 durch den Schwellenwertvergleich "Weiß" oder "Schwarz" zu bestimmen.
Die Fig. IA veranschaulicht das Umschaltverfahren, bei
dem jedes der Bildelemente 8 des eingegebenen Bilds einem
*O Element der Schwellenwertmatrix 5 entspricht. Die Fig.
IB veranschaulicht das Dichtemusterverfahren, bei dem
jedes der Bildelemente B des eingegebenen Bilds allen Elementen der Schwellenwertmatrix 5 entspricht. Auf diese
Weise wird nach dem Dichtemusterverfahren jedes der BiId-
*5 elemente des.eingegebenen Bilds durch eine Vielzahl von
Elementen an dem Bildschirm 6 dargestellt.
Der Unterschied zwischen dem Umschaltverfahren und dem
Dichtemusterverfahren liegt darin, daß bei dem ersteren
Verfahren ein Bildelement des eingegebenen Bilds einem Element der Schwellenwertmatrix entspricht, während bei
dem letzteren Verfahren ein Bildelement allen Elementen der Schwellenwertmatrix entspricht; dies stellt jedoch
keinen wesentlichen Unterschied dar. Es wurde auch ein dazwischenliegendes Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein
Bildelement des eingegebenen Bilds einer bestimmten Anzahl von Elementen der Schwellenwertmatrix entspricht
(wie beispielsweise der Anzahl 2 χ 2 = 4 in Fig. IB).
Demgemäß besteht kein wesentlicher Unterschied zwischen diesen Verfahren, so daß das Umschaltverfahren, das
Dichtemusterverfahren und das dazwischenliegende Verfahren
nachstehend gemeinsam als Umschaltverfahren bezeichnet
werden. Bei einem derartigen Umschaltverfahren kann
35
-10- DE 2914
die Schwellenwertmatriχ nach verschiedenerlei Verfahren
° angefertigt werden. Es wurden jedoch nur wenige Verfahren oder Einrichtungen vorgeschlagen, die die Abgabe eines
Bilds hoher Qualität zulassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bildaufbereitungseinrichtung
zu schaffen, die eine hohe Qualität der Bildabgabe .ergibt.
Ferner soll mit der Erfindung eine Bildau fbereitungsemrichtung
geschaffen werden, die das Aufzeichnen oder Darstellen eines gleichmäßigen HalbtönungsbiIds mit hoher
Auflösung und hoher Tönungsstufung ermöglicht.
Weiterhin soll die erfindunqsgemäOe BiIdaufbereitungseinrichturig
die Reproduktion eines Halbtönungsbilds hoher Qualität mit einem einfachen Aufbau ergeben.
Ferner soll die erfindungsgemäße Bildaufbereitungseinrichtung
leicht auf irgendeinen erwünschten Punkterasterwinkel einstellbar sein.
25
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Weiterhin soll mit der Erfindung eine Bildaufbereitungseinrichtung
geschaffen werden, bei der abgegebene Punkte eine gleichförmige Rasterteilung bilden.
Ferner soll mit der erfindungsgemäßen Bi Jdaufbereitungseinrichtung
mit einem einfachen Aufbau ein Halbtönungsbild
mit veränderbarer Vergrößerung herstellbar sein.
Mit der Erfindung soll ferner eine Bildaufbereitungseinrichtung
geschaffen werden, die ein von Moire-Streifen
-1.1- DL 2914
freies Farbbild ergibt.
5
5
Oie Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. lA und IB veranschaulichen ein Umschaltverfahren und
ein Dichtemusterverfahren.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Farbbild-Aufzeichnungsgeräts,
bei dem die Bildaufbereitungseinrichtung
anwendbar ist.
Fig. 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht
eines optischen Abtastsystems.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Signalverarbeitungssystems
der Bildaufbereitungseinrichtung.
Fig. 5 ist eine schematische perspektivische Ansicht
einer Eingabevorrichtung.
25
Fig. 6 zeigt einen Ladungskopplungs-Zeilensensor.
Fig. 7 zeigt eine weitere Eingabevorrichtung.
Fig. 8 veranschaulicht einen Maskiervorgang.
Fig. 9 zeigt eine Schwärzungsschaltung.
Fig.iO ist ein Blockschaltbild einer Binärwert/Ternärwert-Formungsschaltung.
-12- DE 2914
Fig.HA bis HD zeigen Schwellenwertmatrizen.
:
Fig.12 veranschaulicht Binär- und Ternär-Ausgangssignale.
Fig.13 ist ein Zeitdiagramm für Signale der Schaltung
nach Fig. 10.
10
10
Fig.l4A und 14B zeigen Grundzellen.
Fig.15 zeigt Dichtemuster von Grundzellen.
Fig.16 zeigt ein Muster, bei welchem Grundzellen mit der
Dichte (1) nach Fig. 15 zusammengesetzt sind.
Fig.17 zeigt ein Muster, das entsteht, wenn Schwarzpunkte
zu fallswer teilt erzeugt werden. 20
Fig.18 zeigt ein Muster, bei dem Punkte gleichförmig
unter Verwendung von Schwellenwertmatrizen (B) und (D) angeordnet sind.
Fig.19 veranschaulicht eine Gamma-Umsetzung.
Fig.20 zeigt einen Matrixaufbau für einen Punkterasterwinkel
von 0°.
Fig.2lA und 21B zeigen eine für "Schwarz" verwendete 8x8-Schwelle
η wert matrix.
Fig.22A und 22B zeigen Beispiele von Schwarz-Aufzeichnungspunkten.
35
35
-13- DL 2914
Fig.23A und 2 JB zeigen Grundzellen Tür "Gelb".
Fig.24 zeigt die Überlagerung von Punkten unterschiedlicher
Farben mit unterschiedlichen Punkterasterwinkeln.
Fig.25 zeigt ein mit unterschiedlichen Punkterasterwin-
keln für jeweilige Farben reproduziertes Bild.
Fig.26A und 26B zeigen Grundzellen in anderen Ausführungsformen.
Fig.27A bis 27C zeigen Punktemuster in anderen Ausführungsformen.
Fig.28A, 28B, 29A und 29B zeigen Schwellenwertmatrizen
20
zum Erzeugen der in den Fig. 27A und 27B gezeigten Punktemuster.
Die Fig. 2 ist eine schematische Ansicht eines Farbbild-
Aufzeichnungsgeräts, bei dem die Bildaufbereitungseinrichtung
eingesetzt werden kann. Bei dem Farbbild-Aufzeichnungsgerat
nach Fig. 2 wird eine Farbbild-Information
mittels eines elektronischen Kopiergeräts (Laserstrahldruckers) erzeugt, das mehrere fotoempfindliche
Trommeln hat, wobei die von dem elektronischen Kopiergerät
erzeugten Bilder in unterschiedlichen Farben unter aufeinanderfolgender Überlagerung der verschiedenen Farben
aufgezeichnet werden.
-14- DE 2914
In der Fig. 2 ist mit la bis Id jeweils ein optisches
Abtastsystem bezeichnet. Die erwünschte Bildinformation
wird aus einem nicht gezeigten Bildspeicher ausgelesen und mittels der optischen Abtastsysteme in Lichtstrahlen
(Laserstrahlen) umgesetzt, die auf fotoempfindlichen
Trommeln 2a bis 2d fokussiert werden, welche den Farben Zyanblau (C), Magentarot (M), GeJb (Y) bzw. Schwarz (Bl)
entsprechen. Nahe den fotoempfindlichen Trommeln 2a bis
'2d sind jeweils Entwicklungseinheiten 3a bis 3d angeordnet, während Lader 4a bis 4d so angeordnet sind, daß sie
den fotoempfindlichen Trommeln 2a bis 2d über ein Förderband 7 gegenüberstehen, welches nicht gezeigtes Aufzeichnungspapier
befördert. Im Betrieb werden die modulierten Lichtstrahlen aus den optischen Abtastsystemen la bis Id
jeweils auf den fotoempfindlichen Trommeln 2a bis 2d
fokussiert, wonach mit einem nachfolgenden elektrofotografischen
Prozess die fokussierten Bilder in elektrostatische Ladungsbilder umgewandelt werden. Die Ladungsbilder
für die jeweiligen Farben werden mittels der Entwicklungseinheiten
3a bis 3d entwickelt, wonach die entwickelten Bilder aufeinanderfolgend mit Hilfe der Lader
4a bis 4d auf das an dem Förderband 7 beförderte Aufzeichnungspapier
übertragen werden, so daß ein Farbbild reproduziert wird.
Die Fig. 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht
"0 eines der vier optischen Abtastsysteme la bis Id, die in
Fig. 2 gezeigt sind. Die mittels eines Halbleiterlasers
11 modulierten Lichtstrahlen werden durch eine KollimatorlinsR
10 parallel gerichtet und mittels eines umlaufenden
Polygonalspiegeis 12 umgelenkt. Die umgelenkten 35
I t-L I
-15- DL 2914
Lichtstrahlen werden mittels einer als f-B-Linse bezeich-5
neten Fokussierlinse 13 auf der fotoempfindlichen Trommel
2 fokussiert, wobei die Lichtstrahlen eine Abtastbewegung
in einer Η-Richtung erfahren (Hauptabtastrichtung). Bei
der Lichtstrahlen-Abtastung werden die Lichtstrahlen zu
Beginn der Abtastung einer Zeile von einem Spiegel 14 re-10
flektiert und auf einen Detektor 15 gerichtet. Ein Erfassungssignal
aus dem Detektor 15 wird als ein Synchronisiersignal
für die Abtastrichtung H (Horizontalrichtung)
verwendet. Dieses Signal wird nachfolgend als BD-Signal
öder Horizontalsynchronisiersignal bezeichnet. 15
Die Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Signalverarbeitungssystems
der Bildaufbereitungseinrichtung.
Von einer Eingabeeinheit 20 erzeugte Farbbildsignale B
für Blau, G für Grün und R für Rot werden jeweils auf 8 Bits (256 Pegel) digitalisiert. Die Eingabeeinheit ist
in der Fig. 5 gezeigt. Mit einer Lichtquelle 37 wird eine
Farbvorlage 30 bestrahlt, woraufhin reflektiertes Licht
über einen Spiegel 36 und eine Linse 31 zu einem Ladungs-25
kopplungs-Zeilensensor 32 übertragen wird. Auf diese Weise wird die Farbvorlage 30 auf dem Zeilensensor 32 abgebildet
und mit hoher Auflösung ausgelesen.
Gemäß der Darstellung in der Fiq. 6 hat der Ladunqskopp-30
lungs-Zeilensensor (CCD) 32 in drei Zeilen angeordnet
2048 Sensorelemente 33 sowie auf die jeweiligen Zeilen
aufgebrachte Streifenfilter 34B für Blau, 34G für Grün
und 34R für Rot. Die von der Eingabeeinheit 20 abgegebenen
B-Bit-Bildelementdaten stellen eine gleichzeitige Drei-35
-16- DE 2914
farbenzerlegung der Bilddaten für eine Stelle an der Vordar
.
Die Fig. 7 zeigt eine andere Ausf üh'rungs f orm der bei der
Bildaufbereitungseinrichtung verwendeten Eingabeeinheit
20. Hinter einer Linse 31 sind zur Dreifarbenzerlegung
dichroitische Filter 35a und 35b angeordnet, die das
Licht in drei Farbkomponenten zerlegen, wobei die Bilder in den jeweiligen Farben auf Ladungskopplungs-Zeilensensoren
32a, 32b und 32c gerichtet werden. Mit der Einheit nach Fig. 7 wird die in drei Farben aufgeteilte Bildinformation
für eine Stelle an der Vorlage als ein zeitlich serielles Signal abgegeben. Nach Fig. 4 werden die
won der Eingabeeinheit 20 abgegebenen digitalen 8-Bit-Signale B für Blau, G für Grün und R für Rot mittels einer
Maskierschaltung 21 verarbeitet. Jedes der 8-Bit-Bildsignale
aus der Eingabeeinheit 20 wird in eine 4-Bit-Gruppe
hoher Wertigkeit und eine 4-Bit-Gruppe niedriger Wertigkeit aufgeteilt, wobei nur die 4 Bits hoher Wertigkeit
mittels der Maskier scha ltun.g 21 maskiert werden, während die 4 Bits niedriger Wertigkeit danach mit den 4 Bits
hoher Wertigkeit zusammengefaßt werden, um einen 8-Bit-Datenwert
22 zu erzeugen.
Die Fiq. 8 veranschaulicht den Maskier Vorgang. Die werthohen 4 Bits der Bildsignale B für Blau, G für Grün und
R für Rot werden einem Festspeicher (ROM) 40 als Eingangsadresseninformation
zugeführt. Es sei angenommen, daß die Datenwerte für Blau (B), Grün (G) und Rot (R) durch die
folgenden sedezimalen Zahlen dargestellt sind: B = 9, G = A, R = E. Der Wert BGR = 9AE wird als eine Adresse
-17- DE 2914
betrachtet, an der die Information aus dem Festspeicher
5
40 ausgelesen wird. Demzufolge hat der Festspeicher 40
Adressen mit 4 χ 3 = 12 Bits. Die Ausgangsinformat ion aus
uom Festspeicher 40 hat gleichfalls 12 Bits, won denen
4 Bits einen Gelb-Datenwert Y, 4 Bits einen Magentarot-Datenwert M und 4 Bits einen Zyanblau-Datenwert C dar-Stellen.
Nimmt man an, daß die Ausgangsdaten für die Eingangsadresse 9AE gleich 357 sind, so werden die Datenwerte Y = 3 ,· M = 5 und C = 7 abgegeben. Der Festspeicher
40 speichert alle möglichen Werte für Blau (B), Grün (G)
und Rot (R).
1.5
1.5
Da jeder der Farben Blau, Grün und Rot vier Bits zugeordnet
sind, werden 12-Bit-Daten in einem 12-Bit-Adressen-
12
bereich gespeichert (2 % 4K). Daher kann die Speicherkapazität
gering sein. Auf diese Weise wird durch den
■u Mäskiervorgang eine Farbreproduktiön hoher Naturgetreue
mit einer kleinen Speicherkapazität erzielt. Die Datenumsetzung durch den Maskiervorgang (Inhalt des Festspeichers
40) wird experimentell in Übereinstimmung mit einer Buntheits- bzw. Farbwiedergabe-Kennlinie des Aufzeich-
*5 nungsgeräts und einer Farbwiedergabe-Kennlinie der Eingabeeinheit
festgelegt. Die maskierten 4-Bit-Datenwerte Y für Gelb, M für Magentarot und C für Zyanblau werden
mit den abgetrennten 4-Bit-Datenwerten niedriger Wertigkeit zusammengefaßt, um 8-Bit-Bilddaten wieder herzustel-
®Q lon. D.h., die nicht verarbeiteten 4-Bit-Daten niedriger
Wertigkeit B für Blau, G für Grün und R für Rot werden
den maskierten 4-Bit-Daten Y für Gelb, M für Magentarot
und C für Zyanblau hinzugefügt.
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Der vorstehend beschriebene Maskier Vorgang stellt eine
° Art Sperrvorgang für die Farbumsetzung dar. Das Maskieren
allein der vier Bits hoher Ordnung in dem 8-Bit-Bildsignal
bedeutet, daß die Farbumsetzung in 16 Pegeln erfolgt, während die Addition der vier Bits niedriger Ordnung bedeutet,
daß der Datenwert für den jeweiligen Pegel in 16 Pegel unterteilt wird.
Auf diese Weise können die maskierten Daten weiter unterteilt werden, wodurch die Tönungsabstufung des Bilds verbessert
wird.
15
15
Anhand der Fig. 9 wird nun-eine Schwärzungs- bzw. Schwarzwert-Schaltung
23 nach Fig. 4 erläutert. Die maskierten 8-Bit-Bilddaten werden mittels der Schwarzwert-Schaltung
23 nach Fig. 9 verarbeitet. (Dabei sind die vier Bits niedriger Wertigkeit in die Daten Y, M und C umgesetzt).
Die Schwarzwert-Schaltung 23 setzt die maskierten 8-Bit-Daten Y für Gelb, M für Magentarot und C für Zyanblau
folgendermaßen um:
Y^. γ- ex . min (Y, M, C)
M^- M- (χ- min (Y, M, C)
C-*- C- ex · min (Y, M, C)
Bl-*- min (Y, M, C)
Es erfolgt ein Vergleich der eingegebenen 8-Bit-Daten Y, M und C für jedes Bildelement, um einen Minimalwert min
(Y, M, C) zu ermitteln, wonach ein Schwarzpegel Bl auf den Minimalwert eingestellt wird und von den Werten Y für
Gelb, M für Magentarot und C für Zyanblau das <=* -fache
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des Schwatzpegels Bl subtrahiert wird (O -<. «t τ= 1). Der
Koeffizient "C wird experimentell bestimmt. Die von der
Eingäbeeinheit abgegebenen vier Bits niedriger Wertigkeit
für die jeweiligen Farben können durch Schaltungs-Inverter invertiert werden, um sie in komplementäre Farbdaten
umzusetzen.
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10
Die Fig. 10 zeigt Einzelheiten einer Binärwert/Ternärwert-Formungsschaltung
bzw. Binär/Ternär-Schaltung 24 nach
Fig. 4. Zur Vereinfachung wird nur die Schaltung für eine
Farbe erläutert.
15
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Bilddaten 41 (mit 8 Bits) für eine der Farben Gelb (Y),
Magentarot(M), Zyanblau (C) oder Schwarz (Bl) werden einem Vergleicher 42, einem Vergleicher 44a zur Binärwert-Forfnung
(Weiß und Schwarz) und einem Vergleicher 44b zur Ternärwert-Formung
(WeiO und Grau) zugeführt. Diese Vergleicher können durch 8-Bit-TTL-Schaltungen wie Schaltungen
SN 74LS684 gebildet sein. Daten einer Schwellenwertriiatrix
(Schwellenwerte) sind in einem Festspeicher (ROM) 45a und in einem Festspeicher (ROM) 45b gespeichert.
Diese Festspeicher werden nachstehend als Binär-Festspeicher 45a und Ternär-Festspeicher 45b bezeichnet.
Die Daten dös Binär-Festspeichers 45a und des Ternär-Festspeichers
45b werden synchron mit der Zählung durch
ÖW Dezimalzähler 49 und 50 ausgelesen. Die Dezimalzähler 49
und 50 zählen einen Bildelementetakt 46 bzw. das BD-Signal
48 und rufen aufeinanderfolgend über Adressenleitungen 47a bzw. 47b die Horizontaladressen und die Vertikaladressen
der Schwellenwertmatrizen ab, um die Daten auszu-
• ■ *
-20- DE 2914
lesen. Die Schwellenwertmatrizen haben einen 10 χ 10-Auf-
° bau gemäß der Darstellung in den Fig. 11A bis HD. Die
horizontale (Hauptabtast-) Richtung der Schwellenwertmatrix ist durch eine Η-Richtung dargestellt, während die vertikale
(Unterabtast-)Riehtung durch eine V-Richtung dargestellt
ist. Der Dezimalzähler 49 bestimmt die H-Richtungsadresse
der Schwellenwertmatrix synchron mit dem Bildelementetakt
46. Der Dezimalzähler 50 bestimmt die V-Richtungsadresse der Schwellenwertmatrix synchron mit dem
BD-Signal 48. Die Dezimalzähler 49 und 50 können jeweils durch eine einzelne herkömmliche TTL-Schaltung wie die
Schaltung SN 74190 gebildet sein.
Der Binär-Festspeicher 45a enthält zwei Arten von Schwellenwertmatrizen,
die in den Fig. HA und HB gezeigt sind. Gleichermaßen enthält der Ternär-Festspeicher 45b
zwei Arten von Schwellenwertmatrizen, die in den Fig. HC und HD gezeigt sind. Der Binär-Festspeicher 45a bestimmt
die Schwarz- und Weißpegel, während der Ternär-Festspeicher 45b die Weiß- und Graupegel bestimmt. Die Zahlen in
den Schwellenwertmatrizen stellen die Schwellenwertpegel in dezimalen Zahlen dar. Mittels der eingegebenen Bilddaten
41 wird eine von Schwellenwertmatrizen (A) und (B) und eine von Schwellenwertmatrizen (C) und (D) gewählt.
Der Vergleicher 42 nach Fig. 10 vergleicht die eingege-"0
benen Bilddaten 41 mit vorgewählten bzw. Solldaten 43; falls der eingegebene Bilddatenwert 41 größer als der
Solldatenwert 43 ist oder diesem gleich ist, führt der Vergleicher dem Binär-Festspeicher 45a und dem Ternär-Festspeicher
45b ein Ausgangssignal "1" zu, so daß der 35
OO \ LL
« · fr * A
-21- DE 2914
eingegebene Bilddatenwert 41 mit den Matrizen (A) und (C) verglichen wird.
FtIIs der eingegebene Bilddatenwert 41 kleiner als der
Solldatenwert 43 ist, gibt der Vergleicher 42 ein Ausgangssignal "0" ab, so daß der eingegebene Bilddatenwert
41 mit den Matrizen (B) und (D) verglichen wird. Nimmt man an, daß der Solldatenwert gleich "4" ist, werden Werte
0 bis 5 des eingegebenen Bilddatenwerts 41 mit den
Matrizen (B) und (D) verglichen, während Werte, die gleich Oder größer als 4 sind, mit den Matrizen (A) und (C) verglichen
werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß das Ausgangssignal des Vergleichers 42 nach Fig. IQ als
Adresse hoher Ordnung an die Festspeicher 45a und 45b angelegt wird. Da die Ausgangssignale der Dezimalzähler
49 und 50 jeweils 4 Bits haben, werden zum Abtasten der
H-Richtungsadressen und der V-Richtungsadressen der Matrizen acht Bits verwendet (Bits 0 bis 7). Daher wird dem
Adressenbit hoher Ordnung ein Bit hinzugefügt, um eine der Matrizen (A) und (B) bzw. eine der Matrizen (C) und (D)
zu wählen. Auf diese Weise werden die Bits 0 bis 7 der Festspeicheradresse zur Adressenbestimmung verwendet,
während das Bit 8 zur Matrixwahl verwendet wird.
Da somit die Schwellenwertmatrizen für den Vergleich entsprechend dem Dichtepegel der eingegebenen Bilddaten gewählt
werden, kann ein Ausgabebild hoher Qualität erzeugt werden.
Falls der Dichtepegel der eingegebenen Bilddaten niedrig
ist, ist die Ungleichmäßigkeit von Punkten störend, falls
nicht das abgegebene Bildpunktemuster gleichförmig ist.
-22- DE 2914
Da bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Matrizen
° (B) und (D) gewählt werden, wenn der Dichtepegel niedrig
ist, wird ein gleichförmiges Punktemuster erzeugt.
Die Fig. 12 zeigt binäre und ternäre Ausgangssignale. Bei (2) in Fig. 12 ist ein Ausgangssignal mit der Breite
eines Bildelements gezeigt, wobei bei (A) die Bewegungsstrecke eines Aufzeichnungslichtpunkts gezeigt ist, bei
(B) die Breite eines Modulationsimpulses für die Laserstrahlen gezeigt ist und bei (C) eine sich ergebende
Lichtstärkenverteilung gezeigt ist. Das ternäre Ausgangssignal in der Bildaufbereitungseinrichtung wird gemäß der
Darstellung bei (1) in Fig.. 12 durch eine Impulsbreitenmodulation der Laserstrahlen für die halbe Breite eines
Bildelements erzeugt. Gemäß der Darstellung bei (C) wird das ternäre Ausgangssignal mit der halben Breite eines
Bildelements in seiner Intensität moduliert, was eine Veränderung der Spitzenintensität entsprechend einem
Lichtpunktedurchmesser ergibt. Infolgedessen ergibt das
ternäre Ausgangssignal eine mittlere Dichte (Graupegel).
2 Beispielsweise beträgt an einer Stelle mit 1/e der
Spitzenintensität der Lichtpunktedurchmesser bei dem binären Ausgangssignal ungefähr 50 pm, während er bei dem
ternären Ausgangssignal 25 jum beträgt.
Die ternäre Ausgabe über die Impulsbreite hat die folge'n- ^O den Vorteile: 1) die Intensität der abgegebenen Laserstrahlen
kann festgelegt werden. 2) Durch die beständige bzw. gleichmäßige Impulsbreite kann eine beständige bzw.
gleichmäßige Spitzenintensität erzielt werden. 3) Die
Impulsbreite kann leicht moduliert werden.
35
-23- DE 2914
Die Schaltungsausstattung für die ternäre Ausgabe ist in
der Fig. 10 gezeigt. Das Ausgangssignal des Vergleichers 44b für die ternäre Ausgabe wird mittels eines UND-Glieds
i>l in UND-Verknüpfung mit dem Bildelementetakt 46 kombiniert,
wonach das Ausgangssignal des UND-Glieds 51 mittels eines ODER-Glieds 52 in ODER-Verknüpfung mit dem Ausgangs-
m signal des Vergleichers 44a kombiniert wird. Folglich
wird dann, wenn das binäre und das ternäre Ausgangssignal gleichzeitig erzeugt werden, das binäre Ausgangssignal
gewählt. Das ternäre Ausgangssignal (Grau) wird nur gewählt, wenn das binäre Ausgangssignal niedrigen Pegel
hat;'und das ternäre Ausgangssignal hohen Pegel hat.
Die Fig. 13 ist ein Zeitdiagramm hierfür. Von dem Vergleicher 44b wird synchron mit dem bei Sl gezeigten Bildelementetakt
46 ein Ternär-Ausgangssignal S2 abgegeben.
Das Ausgangssignal S2 und der Bildelementetakt 46 bzw. Sl
werden mittels des UND-Glieds 51 in UND-Verknüpfung kombiniert, wodurch ein ternäres Ausgangssignal S3 mit der
halben Breite eines Bildelements erzeugt wird. Falls ein
bei S4 gezeigtes Binärsignal erzeugt wird, werden das ternäre Ausgangssignal und das binäre Ausgangssignal in
ODERr'Verknüpfung kombiniert, so daß ein End-Ausgangssignal
S5 erzeugt wird.
Auf diese Weise wird durch das impulsbreitenmodulierte
"^ ternäre Ausgangssiignal eine weich verlaufende Tönungsstufung
erzielt.
Bei dem Ausführungsbeispiel wurden zwar die Binärwertformung und die Ternärwert-Formung erläutert, jedoch kann
** - ein Bild hervorragender Tönungsstufung auch durch Vier-
-24- DE 2914
wert-oder Mehrwert-Verarbeitung reproduziert werden. 5
Für die Bildaufbereitungseinrichtung besteht keine Einschränkung
auf einen Impulsbreiten-Modulator; vielmehr kann auch zum Reproduzieren des Halbtönugnsbilds irgendein
anderes analoges Halbtönungs-Reproduktionsverfahren wie ein solches mit Strahlenintensitätsmodulation angewendet
werden.
Als nächstes wird der Inhalt der Schwellenwertmatrizen
nach Fig. 11 erläutert.
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15
Die Fig. 14A zeigt eine Anordnung von Grundzellen einer Schwellenwertmatrix. Die Anordnung von fünf kreuzförmigen
Grundzellen bildet eine Einheit. Jede Grundzelle weist gemäß der Darstellung in der Fig. 14B 20 Elemente auf.
Durch aufeinanderfolgendes Schwärzen der Elemente der
Grundzelle wird eine jeweilige Dichte gemäß der Darstellung in der Fig. 15 wiedergegeben. Der hier verwendete
Ausdruck "Grundzelle" hat die Bedeutung "Bildmuster von
Schwellenwerten". Die Schwellenwerte können von Grundzelle zu Grundzelle verschieden sein.
Die fünf Grundzellen können durch Parallelverschieben
ausgewählter einzelnder Grundzellen als Schwellenwertmatrizen nach Fig. 11 bzw. 10 χ 10 -Quadratmatrizen angesehen
werden. Daher kann die Anordnung der Grundzellen nach Fig. 14A als eine 10 χ 10-Schwellenwertmatrix behandelt
werden.
I» ·
-25- DE 2914
Nach Fig. 14Α sind einander entsprechende Elemente der
_ fünf Grundzellen 1 bis 5 verbindende Linien schräge Linien, wobei der Neigungswinkel 26,6 ° beträgt. In der Fig. 16
..ind miteinander verbundene Grundzellen gezeigt, die die
Dichte gemäß Fig. 15 (1) wiedergeben.
Um bei der Ausgabe des Farbbilds eine Moirö-Erscheinung
zu verhindern, muß ein Punkterasterwinkel gebildet werden. Durch wiederholtes Zusammensetzen der 10 χ 10-Schwellenwertmatrizen
(Anordnungen der Grundzellen) wird ein durchgehender
Punkterasterwinkel erreicht. Die 10 χ 10-Schwellenwertmatrix
hat 100 Elemente (Schwellenwerte), so daß mit binären Daten 101 verschiedene Punkte 0 bis 100 und
mit ternären Daten 202 verschiedene Punkte erzeugt werden können. Nach Fig. 15 wird die Schwarzfläche bzw. der
Schwarzbereich der Grundzelle stufenweise vergrößert..Die-
^O ses Verfahren wird "Verfettungs"- bzw. "Verdichtungs"-Verfahren
genannt. Wenn der Schwellenwert gleich oder hoher als 10 ist, wird nach dem "Verdichtungs"-Verfahren
die Schwellenwertmatrix nach Fig. 11 folgendermaßen geschwärzt:
Die Grundzellen 1 und 4 ergeben ein (ternäres) Graupegel-Ausgangssignal und ein (binares) Schwarzpegel-Ausgangssignal.
Die Grundzellen 2 und 3 ergeben jeweils das ternäre Ausgangssignal bzw. das binäre Ausgangssignal.
Ferner ergibt die Grundzelle 5 das binäre Ausgangssignal.
Die Gründe für das Anwenden des vorstehend beschriebenen Verfahrens sind folgende:
1. Wenn die Grundzellen 1 bis 5 gemäß der Darstellung in
der Fig. 15 mit dem gleichen Schwellenwert gestaltet
35
-26- DE 2914
sind, beträgt die Anzahl der Tönungsstufen bis 2u 20.
5
Die Tönungsstufung wird gesteigert, wenn den Grundzellen
1 bis 5 verschiedene Schwellenwerte erteilt werden. Eine Einheit der Auflösung, als Gitter- bzw.
Rasterpunkte gesehen, ist eine Grundzelle, jedoch besteht eine Einheit der Tönungsstufung aus fünf Grund-10
zellen (mit annähernd 100 Tönungsstufen).
Z. Wenn die Grundzellen aufeinanderfolgend, jeweils zu
einem Zeitpunkt ein Element, in der Reihenfolge 1, 4, 2, 3 und 5 geschwärzt werden, erscheint die hinzukommende
geschwärzte Zelle als eine grobe Stufung, die 15
störend ist. Durch Schwärzen der Elemente in drei Gruppen
mit den Grundzellen 1 und 4, den Grundzellen 2 und 3 und der Grundzelle 5 wird die Stufung der Rasterpunkte
auf die Hälfte verringert, so daß die Punkte nicht
störend in Erscheinung treten.
20
20
3. Da das ternäre Ausgangssignal herangezogen wird, verläuft
der Gradient der Schwärzung der Grundzellen flach.
Wenn dem Schwellenwert 4 entsprechende Dichtedaten zuge-
führt werden, kann ein gleichförmiges Punktemuster mit dem ternären Ausgangssignal erzeugt werden. Für die Schwellenwerte
5 bis 9 werden die Grundzellen zu jeweils einem
Clement auf einmal geschwärzt. Zur Verbesserung der Tö-
nunqsstufung in einem relativ hellen Bereich des Bilds
30
wird das Schwärzen feinstufig ausgeführt.
Nachstehend wird der Grund für das Gruppieren der Schwellenwertmatrizen
in die Matrizen (A) und (B) und die Matrizen (C) und (D) erläutert. Wenn nur die Matrix (A) oder
35
-27- DF. 2914
(C) verwendet wird, erscheinen gemäß der Darstellung in
° Fig. 17 die ersten Tönungsstufen zufallsverteilt. Die
Fig. 17 zeigt ein Muster, bei dem in jeder der Grundzellen
JL und 4 der Anordnung von Grundzellen gemäß Fig. 14A ein
Punkt geschwärzt ist. Die Punkteanordnung ist zufallsverteilt,
bis alle Grundzellen 1 bis 5 geschwärzt wurden.
Wenn ein derartiges Muster bei der Elektrofotografie entwickelt
wird, entsteht an einem Bereich, an dem sich der Punkteabstand räumlich ändert, eine Ungleichmäßigkeit der
Dichte, so daß die Tönungsstufung gestört bzw. verzerrt
ist. Wenn ein Bild mit einem niedrigen Eingangsdichtepegel
mittels eines Tintenstrahldruckers reproduziert werden soll, ist eine Ungleichförmigkeit der aufgezeichneten
Punkteanordnung störend. Demzufolge ist es anzustreben, die Punkte unter einer gleichförmigen Dichte zu bilden.
Zu diesem zweck ist die Matrix (A) oder (C) allein nicht
ausreichend.
Aus dem vorstehend beschriebenen Grund ist die Matrix (B) oder (D) vorgesehen.
Die Fig. HB und HD zeigen die Schwellenwertmatrizen,
die für einige erste Tönungsstufen verwendet werden. Die Schwellenwerte 1, 2 und 3 gemäß den Fig. HB und HD sind
so angeordnet, daß Punkte unter einer gleichförmigen Dichte gebildet werden. Die Daten für eine Dichte von z.B.
"3" werden gemäß der Darstellung in der Fig. 10 mittels
des Vergleichers 42 mit den Solldaten 43 verglichen. Nimmt man an, daß der Solldatenwert "4" ist, so wird der Datenwert
für die Dichte "3" mit den Matrizen (B) und (D) verglichen. Die Fig. 18 zeigt ein Ausgabemuster für die Dichte
« m
-28- DE 2914
"3", wenn die Matrizen (B) und (D) gewählt sind. Das 5
Muster unterscheidet sich von dem Muster nach Fig. 17 darin, daß die Punkte gleichförmig angeordnet sind. Durch
geeignetes Einstellen des Solldatenwerts 43 werden die Matrizen (B) und (D) so gewählt, daß die Punkte auch dann
in einer gleichförmigen Dichte angeordnet werden, wenn der Dichtepegel des Bilds niedrig ist.
Auf diese Weise kann die bei einigen ersten Tönungsstufen
auftretende Zufallsanordnung der Punkte dadurch ausgeschaltet
werden, daß die Matrizen umgeschaltet werden. 15
Der Datenwert der Schwellehwertmatrix nach Fig. 11 beträgt
bis zu 100. Falls das Bild eine sehr hohe Dichte hat, enthalten nach Fig. HA die Matrizen fünf Datenwerte "100",
so daß fünf Punkte geschwärzt werden. Der Grund hierfür
20
ist der gleiche wie derjenige für das Ausschalten der Ungleichförmigkeit
der Punktedichte im Anfangsstadium. D.h., es wird eine Ungleichförmigkeit der von schwarzen Punkten
umgebenen weißen Fläche (der sog. Weißpunkte) verhindert,
wobei eine Verringerung der Fläche der weißen Punkte bzw. 25
der Dichteänderung aufgrund eines Vorspringens einer großen Aufzeichnungsstelle beim Schwärzen eines Punkts
verhindert wird.
Auf diese Weise werden ungefähr 100 Tönungsstufen (Pegel
30
0 bis 100) der Punkteanordnung erzielt.
Die Eingangsdaten Y für Gelb, M für Magentarot, C für
Zyanblau und Bl für Schwarz an der Binär/Ternär-Schaltung
24 nach Fig. 4 sind jeweils 8-Bit-Daten mit jeweils 256
35
OO I CL
-29- Dt 2914
Tönungsstufen. Die Fig. 19 veranschaulicht ein Gamma's
Umsetzungsverfahren zum Umsetzen der 256 Pegel des Bildeingangssignals
auf 100 Pegel.
In der Fig. 19 ist auf der Abszisse der Inhalt der Elemente
der in Fig. 11 gezeigten Schwellenwertmatrizen aufy
y y
getragen, während auf der Ordinate Werte aufgetragen sind,
die durch die 8-Bit-Bilddaten dargestellt werden können
(nämlich Werte von OO bis FF als sedezimale Zahlen bzw» 256 Pegel). Durch Festlegen einer geeigneten Kurve 60
für das Ausführen der Gamma-Umsetzung (in Abhängigkeit von
einem bestimmten eingesetzten Gerät) wird der Zusammenhang zwischen den Bilddaten und dem Schwellenwertpegel
bestimmt. Es ist erforderlich, die Daten der jeweiligen
Elemente der Schwellenwertmatrizen nach Fig. 11 entsprechend
der Kurve 60 in Fig. 19 fortzuschreiben. Durch die 20
Gätoma-Umsetzung werden geeignete Werte (Schwellenwerte)
in den Elementen der Schwellenwertmatrizen eingestellt.
Es wird nun der Punkterasterwinkel zum Verhindern der
Moire'-Erscheinung für die jeweiligen Farben erläutert.
25
Gemäß der vorstehenden Beschreibung beträgt durch die
Gestaltung der Schwellenwertmatrix gemäß der Darstellung
in der Fig. 11 der Punkterasterwinkel 26,6 . Dieser Winkel wird nur für eine Farbe (wie beispielsweise Magentarot)
gewählt.
Die Schwellenwertmatrix für Zyanblau (C) wird dadurch gebildet,
daß die Schwellenwertmatrix nach Fig. 11 um 90 gedreht wird. D.h., die Η-Richtung und die V-Richtung der
Schwellenwertmatrix werden vertauscht. Infolgedessen wird 35
-30- DE 2914
der Punkterasterwinkel won 26,6 für Magentarot auf einen
Punkterasterwinkel von 63,4 verändert. Als nächstes wird
die Schwellenwertmatrix für Schwarz (Bl) beschrieben. Es sei angenommen, daß das Schwarz-Ausgangssignal Bl einen
Punkterasterwinkel von Q haben soll. Die Fig. 20 zeigt eine Anordnung hierfür. Nach Fig. 20 ist eine 10 χ 10-
Quadratmatrix viergeteilt, wobei die sich ergebenden 5x5-.Quadratmatrizen
als Grundzellen herangezogen werden, da es nicht erforderlich ist, einen Winkel zu bilden,
weil der Punkterasterwinkel 0 betragen soll. Für die Grundzelle (5x5-Quadratmatriχ) werden die Schwellenwerte
auf die gleiche Weise bestimmt wie bei der Schwellenwertmatrix
nach Fig.. 11 (Verdichtungs-Verfahren). Da der Punkterasterwinkel
0 beträgt, kann anstelle der 10 χ 10-Matrix eine kleinere 8 χ 8-Matrix verwendet werden. Dies
wird nachstehend erläutert. Nach Fig. 21 wird der Schwarz-, x
wert (Bl) mittels einer 8 χ 8-Schwellenwertmatrix gebildet.
Die 8 χ 8-Matrix hat einen kleineren Punkteteilungsabstand der Rasterpunkte als die 10 χ 10-Matrix. Infolgedessen
ist das Auflösungsvermögen verbessert. Die Fig.
21A zeigt die Schwellenwertmatrix für das ternäre Aus-25
gangssignal, während die Fig. 21B die Schwellenwertmatrix für das binäre Ausgangssignal zeigt. Für den Schwarzwert
(Bl) wird die 8 χ 8-Schwellenwertmatrix verwendet, so daß
65 Pegel (Pegel 0 bis 64) mit Schwarzpunkten dargestellt
werden können. Die Tönungsstufung ist geringer als diejenige
für Zyanblau (C) oder Magentarot (M), da das Auflösungsvermögen betont ist. Diese Gestaltung ist für den
Schwarzwert (Bl) besser. Gemäß der Darstellung in der
F JL g. 19 werden die 8-Bi t-Eingabedaten (256 Pegel) unter
Gamma-Umsetzung auf 65 Pegel umgesetzt. Die Fig. 22 zeigt
-31- DE 2914
ein Beispiel für die Schwarzpunkte-Ausgabe. Die Fig. 22A
zeigt ein Anfangsstadium, bei dem zwei Grundzellen geschwärzt
sind, während nach Fig. 228 vier Grundzellen geschwärzt
sind.
Wie aus der Fig. 22 ersichtlich ist, ist der Punktetei-10
lungsabstand konstant, so daß Punkte mit gleichförmiger .Dichte erzeugt werden können. Demzufolge sind die Ungleichförmigkeit
der Dichte und die Verzerrung der Tönungsstufung verhindert.
Als nächstes wird die Schwellenwertmatrix für Gelb (Y) erläutert. Das Gelb-Ausgangssignal Y wird mit einem Punkterasterwinkel
von 45 abgegeben. Die Gelb-Aufzeichnung ist schwer wahrzunehmen, so daß sie kaum der Moirä-Erscheinung
unterliegt. Infolgedessen entsteht kein Problern,
obzwar gegenüber Zyanblau (C) oder Magentarot (M)
eine Winkeldifferenz von 18,4° besteht. Der Punkterasterwinkel
kann sogar in bestimmten Fällen 0 betragen. Die Schwellenwerte der Grundzellen für Gelb (Y) werden auf
die gleiche Weise wie diejenigen für die Schwellenwert-25
matrix nach Fig. 11 festgelegt (Verdichtungs-Verfahren).
Die Fig. 23A und 23B zeigen die Grundzellen für Gelb (Y)
in der 8 χ 8-Matrix bzw. der 10 χ 10-Matrix. Für den
Gelbwert (Y) ist die Tönungsstufung wichtig, während das
Auflösungsvermögen nicht so wichtig ist. Demzufolge weist
30
bei einer Matrix im Format 8x8 jede der Grundzellen 32
Punkte auf, während bei der Matrix im Format 10 χ 10 jede der Grundzellen 50 Punkte enthält. Die Ternärwert-Bildung
und die Gamma-Umsetzung können wie für die anderen Farben
ausgeführt werden. Bei der Elektrofotografie ist die
35
-32- DE 2914
Tönungsstufung schwer zu erzielen, sobald die Rasterteilung
verkleinert wird.
Demzufolge ist es anzustreben, für das Schwarz-Ausgangssignal
Bl die kleine Grundzelle zu verwenden, bei der das Auflösungsvermögen betont ist, und für das Gelb-Ausgangssignal
Y die große Grundzelle zu verwenden, bei der die Tönungsstufung betont ist. Die Bildaufbereitungseinrichtung
ist auf diese Weise gestaltet.
Die Fig. 24 veranschaulicht die Überlagerung von Punkten
unterschiedlicher Farben mit jeweils zugehörigen Punkterasterwinkeln. Für Magenta-rot (M) und Zyanblau (C) werden
die 10 χ 10-Matrizen verwendet, während für Schwarz (Bl) die 8 χ 8-Matrix verwendet wird. Die Gelb-Punkte (Y)
sind nicht gezeigt, da sie einen nur geringen Einfluß haben. Nach Fig. 24 beträgt der Punkterasterwinkel für
Magentarot (M) 26,6 , der Punkterasterwinkel für Zyanblau (C) 63,4 und der Punkterasterwinkel für Schwarz (Bl)
0°. Der Punkterasterwinkel für Gelb (Y) ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt und beträgt 45 . Durch das
Zuordnen verschiedener Punkterasterwinkel zu den jeweiligen Farben wird ein unnatürliches Streifenmuster verhindert.
Die Fig. 25 zeigt ein reproduziertes Bild in dem Fall,
daß den jeweiligen Farben jeweils verschiedene Punkterasterwinkel
zugeteilt sind. Da die Moird-Frequenz in ein Hoch Γrequenzband verschoben ist, tritt kein unnatürliches
Streifenmuster auf. Es wurde festgestellt, daß durch die
Wahl der Punkterasterwinkel für die jeweiligen Farben auf
35
LL· I ν?
-33- DE 2914
die vorstehend beschriebene Weise selbst dann kein unnatürliches Streifenmuster auftritt, wenn das Papier
schräg steht und die Punkterasterwinkel für die jeweiligen
Färben sich geringfügig verändern. Bei der Bildaufbereitungseinrichtung
besteht keine Einschränkung auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel, so daß die be-
^O schriebene Gestaltung auch für andere Farben bzw. Tönungen
anwendbar ist (wie beispielsweise nur für Schwarz und Grau).
Nachstehend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Bildaufbereitungseinrichtung erläutert.
Die Fig. 26A zeigt eine 12 χ 12-Schwellenwertmatriχ, die
10 Grundzellen aufweist (Zellen 1 bis 10). Die Grundzellen nach Fig. 26A haben eine besondere Form, die sich
von derjenigen der vorangehend beschriebenen Grundzellen
unterscheidet. Die Formen der einzelnen Grundzellen sind verschieden, wobei die Anzahl der in der Grundzelie enthaltenen
Punkte 14 oder 15 beträgt. Dies stellt keine Schwierigkeiten in einem Aufzeichnungszustand dar. Die
Matrix hat einen Punkterasterwinkel von 18,4 . Wenn die Matrix beispielsweise für Zyanblau (C) verwendet wird,
enthält die Matrix drei Arten von Punktemustern gemäß der Darstellung in Fig.. 27A, Fig. 27B bzw.. Fig. 27C.
"*■* Die Fig. 28 und 29 zeigen Schwellenwertmatrizen für die
Erzeugung der Ausgabe-Punktemuster gemäß Fig. 27A und
Fig. 27B. Der Schwellenwertpegel in leeren Bereichen ist ein Maximalpegel. Die Fig. 28A und 29A zeigen die Schwellenwertmatrizen für das ternäre Ausgangssignal, während
H »Μ
·* * rf Al
-34- DE 2914
die Fig. 28B und 29B die Schwellenwertmatrizen für das
binäre Aus'gangssignal zeigen. Die Schwellenwertmatrizen
gemäß den Fig. 28A und 28B sind Eingangsdaten von 0 bis zugeordnet, während die Schwellenwertmatrizen gemäß den
Fig. 29A und 29B Eingangsdaten von 8 bis 11 zugeordnet sind. Den Eingangsdaten, die gleich oder größer als 12
sind, ist eine (nicht gezeigte) Schwellenwertmatrix zugeordnet, die bei dem Ausgangs-Punktemuster nach Fig. 27C
einen Mittelkern hat (nämlich ein Element, das in der Grundzelle als erstes geschwärzt bzw. gefärbt wird) und
deren Dichtemuster nach dem Verdichtungsverfahren gestaltet ist. Für Magentarot (M) wird gemäß der vorangehenden
Beschreibung die Schwellenwertmatrix um 90 gedreht. Für Gelb (Y) wird die 12 χ 12-Matrix gemäß der
Darstellung in Fig. 26B verwendet. In diesem Fall wird das Verdichtungsverfahren angewendet, wobei der Punkte-
ο
rasterwinkel von 45 dadurch erzielt wird, daß die Mitte
einer jeden Grundzelle auf einen kleinsten Schwellenwertpegel eingestellt wird. Für Schwarz (Bl) wird gemäß der
vorangehenden Beschreibung die Schwellenwertmatrix mit
dem Punkterasterwinkel von 0 verwendet. Bei diesem zwei-
ten Ausführungsbeispiel werden für die Dichtedaten von 0
bis 11 zwei Schwellenwertmatrizen verwendet, um ein Bild mit niedrigem Dichtepegel zu reproduzieren (helles Bild).
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden gleichermaßen wie bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
die Punkte in einer gleichförmigen Dichte angeordnet, so
daß ein Bild mit hoher Qualität reproduziert wird. Der
Schaltungsaufbau bei dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich geringfügig von demjenigen bei dem vorangehenden
Ausführungsbeispiel. Die Zähler 49 und 50 nach
35
OO \ LL
-35- DE 2914
Fig» 10 werden zu Bidezimal-Zählern verändert. Für Schwarz
5
(Bl) wird ein Oktal- oder Dezimal-Zähler verwendet.
Zum Wählen einer der drei Schwellenwertmatrizen für die
Eingangspegel 0 bis 7, 8 bis 11 und 12 oder darüber sind
zwei Vergleicher 42 erforderlich. Daher werden für die
Wahl der Schwellenwertmatrix zwei Bits verwendet. Für die Eingangsadressierung der Festspeicher 45a und 45b sind
zwei Bits erforderlich.
Damit wurden die Binär/Ternär-Schaltungen der Bildaufbe-15
rettungseinrichtung beschrieben. Durch direktes Zuführen
der Ausgangssignale de.r Binär/Ternär-Schaltungen zu
Ausgabeeinheiten 25 gemäß der Darstellung in Fig. 4 wird
eine Farbbild-Vorlage mit hoher Qualität reproduziert. Wenn die Arbeitsgeschwindigkeiten der Eingabeeinheit und
der Ausgabeeinheit voneinander verschieden sind oder die Ausgabe-Zeitsteuerung beträchtlich verschoben ist, werden
statt der Ausgabeeinheiten 25 vier Speicher für Gelb (Y),
Magentarot (M), Zyanblau (C) und Schwarz (Bl) verwendet.
Wenn das Umschaltverfahren gemäß der Darstellung in der
25
Fig. IA angewendet wird, werden in den Speicher 8 Bit
je Bildelement-Information als Punktemuster eingespeichert,
das durch die Verarbeitungsschaltung der Bildaufbereitungseinrichtung
zu einem einzelnen Bit komprimiert wird. Das Ausgangssignal des Speichers wird dem Farbbilddrucker
nach Fig. 2 zugeführt.
Es wird nun die Vergrößerung oder Verkleinerung des Bilds
bei der Bildaufbereitungseinrichtung erläutert,
• · ♦
-36- DE 2914
Nach Fig. 4 werden die Eingabeeinheit 20, die Maskierschaltung
21, die S^hwarzwert-Schaltung 23, die Binär/
Ternär-Schaltung 24 und die Ausgabeeinheit 25 synchron
mit dem Bildelementetakt 46 betrieben. Die Ausgabeeinheit 25 führt der Eingabeeinheit 20 und der Binär/Ternär-Schaltung
24 das Horizontalsynchronisiersignal bzw. BD-Signal
48 zu. Infolgedessen werden das Hörizontal-Ausgangssignal
(Η-Richtung) und das Vertikal-Ausgangssignal (V-Richtung) des Bilds synchron mit dem Bildelementetakt
46 bzw. dem Horizontalsynchronisiersignal (BD-Signal) geschaltet. Durch die Anordnung gemäß Fig. 4 wird die
Signalverarbeitungsschaltung vereinfacht, so daß sie
leicht mit einer Schaltungsbauteil-Ausstattung aufgebaut
werden kann. Demgemäß kann eine Folge von Signalen mit hoher Geschwindigkeit auf Echtzeit-Basis verarbeitet werden.
Ein 1/N-Frequenzteiler 27 und ein 1/M-Frequenzteiler
28 dienen dazu, die Frequenzen des Bildelementetakts 46 bzw. des Horizontalsynchronisiersignals 48 durch die Faktoren
N bzw. M zu teilen.
Demgemäß wird die Taktperiode mit N multipliziert, während die Periode des Horizontalsynchronisiersignals mit
M multipliziert wird. Die Eingabeeinheit 20 gibt die
Bildelemente des eingegebenen Bildsignals synchron mit l/N des Bildelementetakts 46 und l/M des Horizontalsynchronisiersignals
48 ab.
30
30
Nimmt man an, daß N = M = 4 gewählt wird, so werden an die Eingabeeinheit 20 der Bildelementetakt mit der mit
4 multiplizierten Periode und das Horizontalsynchronisiersignal
mit der mit 4 multiplizierten Periode angelegt, 35
>J I £. i~ t
-37- DF. 2914
so daß die Eingabeeinheit 20 die Bilddaten mit einem
■ Viertel der Geschwindigkeit abgibt.
b1 die anderen Schaltungen mit der normalen Geschwindigkeit
betrieben werden, gibt die Ausgabeeinheit 25 M Daten
für 4x4 Bildelemente ab, während die Eingabeeinheit 20
■ Daten für ein einzelnes Bildelement abgibt, unter der Annahme,
daß die Eingabeeinheit 20 die gleiche Zeile wiederholt 4 mal ausliest.
Wenn N=M=I gilt, gibt die Ausgabeeinheit 25 Daten für
eine Bildzeile ab, während die Eingabeeinheit 20 Daten für eine Bildzelle abgibt. Demzufolge wird das in Fig. IA gezeigte
Umschaltverfahren ausgeführt.
Auf diese Weise wird für eine von der Eingabeeinheit 20 ^O abgegebene vorgegebene Größe der Bildelemente ein Bild
erzeugt, das horizontal um den Faktor N und vertikal um den Faktor M vergrößert ist. Da das aufgezeichnete Punktemuster
konstant ist, werden durch die Vergrößerung die Punkte nicht vergröbert. Infolgedessen kann leicht ein
vergrößertes oder verkleinertes Bild mit hoher Qualität hergestellt werden.
Bei der Bildaufbereitungseinrichtung wurden als Beispiel
8-Bit-Eingangsbilddaten verwendet; die Daten können in
-^ Abhängigkeit von den Eigenschaften der Eingabeeinheit und
der Ausgabeeinheit festgelegt werden. Die beschriebene Ausgabeeinheit ist zwar ein e1ektrοCoLografisches Gerät,
bei dem Halbleiterlaser-Strahlen moduliert werden, jedoch
können auch ein Tintenstrahldrucker, ein Warmübertragungs-35
-38- DE 2914
drucker oder ein elektrostatischer Drucker eingesetzt
werden. In diesem Fall wird das ternäre Impulsbreiten-Ausgangssignal
bei der Unterabtastrichtung zugeführt. Für die Bi ldau f bereitungsemr ichtung besteht keine Einschränkung
auf die in den Fig. 4 und 10 gezeigten Gestaltungen; vielmehr kann irgendeine andere Signalverarbei-■"■0
tungsschaltung eingesetzt werden, sofern die prinzipiellen Maßnahmen der Signalaufbereitung beibehalten werden.
Gemäß der vorangehenden Beschreibung wird somit eine
Bildaufbereitungseinrichtung geschaffen, die eine BiIdausgabe mit hoher Auflösung und hoher Tönungsstufung ergibt.
Eine Bildaufbereitungseinrichtung weist eine Eingabeeinheit für die Eingabe von Bilddaten, eine erste Umsetzschaltung
zum Umsetzen der eingegebenen Bilddaten in ein analoges Bildausgangssignal und eine zweite Umsetzschaltung zum Umsetzen
der eingegebenen Bilddaten in ein digitales Bildausgangssignal auf. Die erste Umsetzschaltung steuert das
analoge Bildausgangssignal in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal der zweiten Umsetzschaltung. Die zweite
Umsetzschaltung erzeugt verschiedene digitale Signale entsprechend
den eingegebenen Bilddaten und hat eine Schwel-1enwertmatrix
für den Vergleich mit den eingegebenen Bilddaten .
Claims (28)
- Pellmann - Grams - Struif Dipi.-cnem. α Burning
- Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann Dipl.-Ing. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif
- Bavariaring 4, Postfach 20241 8000 München 2
- Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: O 89 - 537377 cable: Germaniapatent Munch«
- 5. April 1983 DE 2914Patentansprüche1. Bildaufbereitungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Eingabeeinrichtung (20 bis 23) für die Eingabe von Bilddaten, eine erste Umsetzeinrichtung (25) zum Umsetzen der eingegebenen Bilddaten in ein analoges Bildausgangssignal und eine zweite Umsetzeinrichtung (24) zum Umsetzen der eingegebenen Bilddaten in ein digitales Bildausgangssignal.2. Bildaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Umsetzeinrichtung (25) das analogö Bildausgangssignal in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal der zweiten Umsetzeinrichtung (24) steuert.3. Bildaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Umsetzeinrichtung (24) unterschiedliche digitale Signale in Übereinstimmung mit den eingegebenen Bilddaten abgibt.4. Bildaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Umsetzeinrichtung (24) eine Schwellenwertmatrix (45) für den Vergleich mit den eingegebenen Bilddaten enthält.A/2 5 . .Dresdner BanK (München) KIo. 3939 844 Bayer. Vereinsbank (München) Kto. 608 941 Postscheck (München) KIo. 670-43-804w * H V ·-2- DE 29145. Bildaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 4, da- ° durch gekennzeichnet, daß die zweite UmSetzeinrichtung(24) mehrere Schwellenwertmatrizen (45) für die Erzeugung der unterschiedlichen digitalen Signale enthält.
- 6. Bildaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Umsetzeinrichtung(24) eine \/ergleichseinrichtung (44) zum gleichzeitigen Vergleichen der eingegebenen Bilddaten mit den mehreren Schwellenwertmatrizen (45) enthält.
- 7. Bildaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Umsetzeinrichtung(25) das Bildausgangssignal entsprechend einem Vergleichsergebnis aus der Vergleichseinrichtung steuert.
- 8. Bildaufbereitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Umsetzeinrichtung (25) eine Moduliereinrichtung zum Modulieren der Impulsbreite des Bildausgangssignals entsprechend den unterschiedlichen digitalen Signalen aufweist.
- 9. Bildaufbereitunqseinrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet, durch eine Ausgabeeinrichtung zur Abgabe von Strahlen, die das impulsbreitenmodulierte Bildausgangssignal darstellen.
30 - 10. Bildaufbereitungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Eingabeeinrichtung (20 bis 23) zur Eingabe von Bilddaten, eine Schwellenwerteinrichtung (44, 45) mit Schwellenwerten zum Erzeugen eines Bildsignals aus den eingege-35OOSLLIO-3- DE 2914benen Bilddaten und eine Wähleinrichtung (42), mit der entsprechend den eingegebenen Bilddaten einer der Schwellenwerte für die Verarbeitung der eingegebenen Bilddaten wählbar ist.
- 11. Bildaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenwerteinrichtung(44, 45) mit den Schwellenwerten Schwellenwertmatrizen (45) für den Vergleich mit den eingegebenen Bilddaten aufweist und das Bildsignal entsprechend einem Vergleichsergebnis erzeugt.
15 - 12. Bildaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtung (42) die Schwellenwertmatrix für den Vergleich entsprechend einemPegel der eingegebenen Bilddaten wählt. 20
- 13. Bildaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet\ daß die Wähleinrichtung (42) einen vorbestimmten Datenwert (43) für den Vergleich mit den eingegebenen Bilddaten erhält und eine der Schwellenwertmatrizen (45) entsprechend einem Vergleichsergebnis wählt
- 14. Bildaufbereitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13j dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenwerteinrichtung (44, 45) mit den Schwellenwerten mehrere Schwellenwertmatrizen (45) für das Erzeugen unterschiedlicher Bildsignale aufweist.-4- DE 2914
- 15. Bildaufbereitungseinrichtung nach einem der An- ° sprüche 10 bis .14, gekennzeichnet durch eine Ausgabeeinrichtung zum Erzeugen von Strahlen, die das Bildsignal darstellen.
- 16. Bildaufbereitungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Eingabeeinrichtung (20 bis 23) für die Eingabe von Bilddaten, eine Schwellenwerteinrichtung (45) mit einer Schwellenwertmatrix für den l/ergleich mit den eingegebenen Bilddaten und eine Ausgabeeinrichtung (44) zum Erzeugen eines Bildsignals entsprechend dem Ergebnis eines Vergleichs der eingegebenen Bilddaten mit der Schwellenwertmatrix, welche einen vorbestimmten Punkterasterwinkel (Θ) hat.
- 17. Bildaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenwertmatrix Grundzellen aufweist, deren Schwellenwerte in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind und die durchgehend zum Bilden eines vorbestimmten Punkterasterwinkels angeordnet sind.
- 18. Bildaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenwertmatrix mehrere Grundzellen mit unterschiedlichen Schwellenwerten aufweist.
- ^O 19. Bildau fbereitunqseinnchtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenwertmatrix mehrere Grundzellen qieicher Form aufweist.
- 20. Bildaufbereitunqseinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß dieJ J I 111η *-5- DE 29Schwellenwerteinricntung (45) mehrere Schwellenwertmatri- ° ze-n zur Bildung unterschiedlicher Punkterasterwinkel für
eingegebene Bilddaten Für unterschiedliche Farbe aufweist, - 21. Bildaufbereitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwel-^O lenwerteinrichtung (45) mehrere Schwellenwertmatrizen mit Grundzellen unterschiedlicher Größen aufweist.
- 22. Bildaufbereitungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Eingabeeinrichtung (2D bis 23) zur Eingabe von BiIddaten für unterschiedliche Farben, eine Schwellenwerteinrichtung (45) mit Schwellenwertmatrizen für den Vergleich mit den eingegebenen Bilddaten für die unterschiedlichen Farben und eine VergLeichseinrichtung (44) zum Erzeugen
eines Bildsignals entsprechend dem Ergebnis eines Ver-gleichs der eingegebenen Bilddaten für die unterschiedlichen Farben mit den Schwellenwertmatrizen, welche Grundzellen aufweisen, deren Schwellenwerte in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind, wobei die Schwellenwerteinrichtung mehrere Schwellenwertmatrizen mit Grundzellen unterschiedlicher Größen für die jeweiligen Farben aufweist. - 23. Bildaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Schwellenwertmatrizen mehrere Grundzellen mit unterschiedlichen Schwellenwerten aufweist.
- 24. Bildaufbereitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß jede der-6- DE 2914Schwel lenwertrnatrizen mehrere Grundzellen gleicher Form δ aufweist.
- 25. Bildaufbereitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundzellen der Schwellenwertmatrizen zum Bilden von vorbestimmten Punkterasterwinkeln für die jeweiligen Farben angeordnet sind.
- 26. Bildaufbereitungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Eingabeeinrichtung (20 bis 23) zur Eingabe von BiIddaten, eine Schwellenwerteinrichtung (45) mit einer Schwellenwertmatrix für den Vergleich mit den eingegebenen Bilddaten und eine Vergleichseinriehtung (44) zum Erzeugen eines BiIdsignals entsprechend dem Ergebnis eines Vergleichs der eingegebenen Bilddaten mit der Schwellenwertmatrix, welche eine Vielzahl von Schwellenwertpegeln einschließlich einer Vielzahl höchster Schwellenwertpegel enthält·
- 27. Bildaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung (44)ein digitales Ausgangssignal entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs der eingegebenen Bilddaten mit der Schwellenwert: matrix erzeugt und mit dem digitalen Signal Strahlen moduliert.
30 - 28. Bildaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 27, gekennzeichnet durchweine Aufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen des Bilds mittels der modulierten Strahlen.I L·L-7- DE 291429, Bildau fberei tungseinrxcht ur>cj, gekennzeichnet durch eine Eingabeeinrichtung (20 bis 23) Für die Eingabe von Bildelement-Daten, eine Schwelleηwerteinrichtung (45) mit Schwellenwerten für den Vergleich mit den eingegebenen Bildelement-Daten und eine Vergleichsemrichtung (44) für den Vergleich eines der eingegebenen Bildelement-Datenwerte mit den Schwellenwerten und für das Erzeugen eines die Vergleichsergebnisse darstellenden Bildsignals.
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