DE3312273A1

DE3312273A1 - Bildaufbereitungseinrichtung

Info

Publication number: DE3312273A1
Application number: DE19833312273
Authority: DE
Inventors: Hidejiro Kadowaki; Naoto Kawamura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-04-06
Filing date: 1983-04-05
Publication date: 1983-10-06
Anticipated expiration: 2003-04-06
Also published as: GB2163318B; GB8309174D0; GB2163318A; GB2120896B; US5712929A; GB2120896A; GB8523272D0; FR2524744A1; FR2524744B1; US4783837A; DE3312273C2; DE3312273C3

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

Bayer Vereinsbank (München) KIo. SOB 941 Posischeck (München) KIo 670-43-804

-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

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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

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

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.

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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

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

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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.

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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

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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

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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

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

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.
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

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-

• ■ *

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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

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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.

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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

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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-

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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.
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» ·

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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

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

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(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?

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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

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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

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

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 2914

Patentansprüche

1. 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. 670-43-804

w * H V ·

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5. 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-35

OOSLLIO

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benen 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 einem

Pegel 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.

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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 die

J J I 111

η *

-5- DE 29

Schwellenwerteinricntung (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

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Schwel 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

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29, 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.