DE3510825C2 - - Google Patents

Description

Bei der elektronischen Bildreproduktion wird ein Bildsignal durch Abtasten einer Vorlage synchron mit einem Abtastimpulssignal einer bestimmten Frequenz gewonnen und nach Analog/Digital-Wandlung in einem Speicher eingeschrieben und aus diesem für die nachfolgende Wiedergabe ausgegeben.

Ein solches Verfahren ist in der DE-OS 28 36 194 beschrieben. Dabei wird die Umdrehungsgeschwindigkeit einer Aufzeichnungstrommel konstant gehalten und die Umdrehungsgeschwindigkeit der Eingangstrommel entsprechend einem vorgegebenen Vergrößerungsverhältnis verändert. Das von jeder Abtastlinie aufgenommene Bildsignal wird mit einem Speicherschreibtaktimpulssignal synchronisiert, das dieselbe Frequenz hat wie das Speicherlesetaktimpulssignals. Die Schreib- und Leseimpulssignale werden einem Speicher entsprechend dem Ausgang eines Encoders (oder dergleichen) zugeführt, der koaxial mit einer Ausgabetrommel verbunden ist. Der Speicher wird synchron mit einem Lesetaktimpulssignal ausgelesen, der eine vorgegebene Frequenz und eine Phase relativ zu dem Lesetaktimpulssignal hat zum Aufzeichnen eines Reproduktionsbildes mit dem vorgegebenen Vergrößerungsverhältnis an einem vorgegebenen Ort.

Bei diesem Verfahren wird das Auftreten von Moire beobachtet, welche eine Art von Interfererenz zwischen den Abtast- und Lesefrequenzen des Speichers ist, wenn die Abtastfrequenz wesentlich geringer ist als die Lesefrequenz.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur elektronischen Bildreproduktion einer Vorlage mit einem wählbaren Abbildungsmaßstab zu schaffen, bei dem weniger Moire auftritt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Abtastfrequenz, der Speicherschreibfrequenz und der Speicherlesefrequenz,

Fig. 2 eine Darstellung des Aufbaus eines Bildreproduktionssystems mit einer Speichereinheit nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des in Fig. 2 gezeigten Speichers;

Fig. 4 ein Zeitdiagramm für die Ausführungsform des Speichers nach Fig. 3;

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform des in Fig. 2 gezeigten Speichers; und

Fig. 6 ein der Ausführungsform nach der Abbildung von Fig. 5 zugehöriges Zeitdiagramm.

Bei Bildreproduktionsverfahren mit einem bestimmten Verhältnis zwischen den Umdrehungsgeschwindigkeiten einer Eingangstrommel und einer Reproduktionstrommel wird das Frequenzverhältnis zwischen den Speicherschreibimpulssignalen und den Speicherleseimpulssignalen entsprechend einem vorgegebenen Abbildungsmaßstab geändert. Die Verhältnisse zwischen dem Maßstabsfaktor M der Hauptabtastrichtung, der Frequenz f _in des Schreibimpulssignals P _in und der Frequenz f _out des Leseimpulssignals P _out kann ausgedrückt werden als:

K₁ × M = f _in /f _out (1)
oder
f _in = K₁ M f _out ,

wobei K₁ eine Konstante ist.

Unter der Annahme, daß die Speicherschreibfrequenz f _in und eine Abtastfrequenz f _s die Beziehung

f _in = K₂ M f _s (2)

haben, wobei K₂ eine Konstante ist, ergibt sich aus den Gleichungen (1) und (2)

f _s /f _out = K₁/K₂ (3)

Das Verhältnis zwischen der Abtastfrequenz f _s und der Speicherlesefrequenz f _out kann also durch Veränderung der Speicherschreibfrequenz konstant gehalten werden. Unter der Annahme, daß die Lesefrequenz f _out konstant gehalten wird, können also die Abtastfrequenz f _s und die Lesefrequenz f _out als Funktionen voneinander angesehen werden.

In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß entsprechend Gleichung (2) die Abhängigkeit der Schreibfrequenz f _in von einer bestimmten Abtastfrequenz f _s das Eingeben von abgetasteten Bilddaten in einen Speicher unmöglich macht, wenn K₂ × M kleiner ist als die Einheit 1, da die Schreibfrequenz f _in kleiner wird als die Abtastfrequenz. Bei der vorliegenden Erfindung werden die Bildabtastdaten daher in einen Speicher unter Bildung eines Mittelwertes entsprechend dem Vergrößerungsverhältnis in den Speicher eingelesen, um eine übergroße Reduzierung der Abtastfrequenz zu vermeiden.

Fig. 1 zeigt, daß die Abtastfrequenz f _s des Abtastpulssignales P _s auf einem hohen Wert konstant gehalten wird. In der Praxis wird der Wert K₁/K₂ der Gleichung (3) mit fünf oder zehn auch dann angenommen, wenn das Vergrößerungsverhältnis reduziert wird. Die mittels der Abtastpulssignale P _s abgetasteten Bilddaten werden jeweils nach einer Mehrzahl von Bildpunkten unter Bildung des Mittelwertes als neue Bilddaten verrechnet, diese werden in bestimmte Adressen des Speichers entsprechend dem Schreibimpulssignal P _in der Frequenz f _in eingegeben und entsprechend der konstanten Lesefrequenz ausgelesen.

Fig. 2 zeigt eine - an sich bekannte - Anordnung zum Reproduzieren von Bildern, bei der die vorliegende Erfindung angewendet wird. Eine Eingabetrommel 1 wird von einem Hauptabtastmotor 3 gedreht, wobei ein Drehencoder, 5, der mit der Eingabetrommel 1 koaxial verbunden ist, ein Impulssignal N bei jeder Drehung der Trommel und eine Vielzahl von Impulssignalen n erzeugt, die wie unten beschrieben einem Speicher 10 zugeführt werden. Ein auf die Eingabetrommel 1 ausgerichteter Eingabekopf 7 wird in axialer Richtung der Eingabetrommel 1 (also in der Nebenabtastrichtung) entlang einer von einem Nebenabtastmotor 12 angetriebenen Spindel 13 bewegt. Durch Drehung der Eingabetrommel 1 und Bewegen des Eingabekopfes 7 wird eine auf der Eingabetrommel 1 aufgespannte Vorlage wendelförmig abgetastet. Ein von dem Eingabekopf 7 gewonnenes analoges Bildsignal wird einem Bildprozessor 9 zur Farbkorrektur, Gradationskorrektur usw. zugeführt und sodann dem Speicher 10 eingegeben. Eine Ausgabetrommel 2 wird von einem Hauptabtastmotor 4 angetrieben, wobei ein mit der Ausgabetrommel 2 koaxial verbundener Drehincoder 6 ein Impulssignal N′ bei jeder Drehung der Trommel 2 sowie eine Vielzahl von Pulssignalen n′ in den Speicher 10 ausgibt, wie dies der Drehencoder 5 tut.

Ein Ausgabekopf 8 wird entlang einer Spindel 15 in der Unterabtastrichtung geführt. Die in dem Speicher 10 gespeicherten Bilddaten werden über einen Ausgangssignalmodulator 11 dem Aufzeichnungskopf 8 zugeführt. Durch Drehung der Ausgabetrommel 2 und Bewegen des Ausgabekopfes 8 kann eine Wiedergabe des Bildes mit einer gewünschten Vergrößerung erhalten werden.

Ein (nicht gezeigter) Impulsgenerator erzeugt Abtastimpulssignale P _s mit einer Frequenz f _s , wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, entsprechend den Impulsen N und n, die von dem Drehincoder 5 erzeugt wurden. Das Abtastimpulssignal P _s wird einem Analog-Digital-Wandler (Fig. 3) sowie einem Impulssignalverteiler 28 eingegeben.

Ein Impulssignalverteiler 28, wie er an sich bekannt ist, erzeugt Schreibimpulssignale P _in von einer Frequenz f _in , die über den Abbildungsmaßstabsfaktor M mit der Frequenz f _s des Abtastimpulssignals P _s in Beziehung steht, wie dies in Gleichung (2) angegeben ist. Ein von dem Bildprozessor 9 kommendes analoges Bildsignal A _in wird dem Analog-Digital-Wandler 20 eingegeben zur Analog- Digital-Wandlung entsprechend dem Abtastimpulssignal P _s und sodann als Digitalsignal einem weiteren Bildprozessor 21 zugeführt.

Nach der Korrektur der Gradation usw. in dem Bildprozessor 21 werden die Bilddaten einem Eingang eines Addierers 22 zugeführt. Der Addierer 22 führt eine Addition der Bildsignale und der Ausgangssignale eines Datenselektors 24 durch, die Ausgangsdaten d des Addierers 22 werden einem Register 23 zugeführt.

Die Ausgangsdaten d werden einen Eingang eines Dividierers 25 und - um einen Abtastimpuls früher - dem Datenselektor 24 zugeführt. Der Datenselektor 24 liefert dem Addierer 22 Signale vom Wert 0, wenn das Schreibimpulssignal P _in an ihm anliegt, anderenfalls das Ausgangssignal des Registers 23.

Entsprechend summiert der Addierer 22 Bildpunktdaten und den Wert 0, wenn der Schreibimpuls P _in diesem eingegeben wird bzw. summiert das Ergebnis der während des vorangehenden Abtastschrittes von dem Addierer 22 gewonnenen Additionsdaten und der Bilddaten des nächsten Bildpunktes.

Die dem Dividierer 25 eingegebenen Daten d werden durch Divisordaten s dividiert, die von einem Vorwahlzähler 26 in der unten beschriebenen Art und Weise eingegeben werden, um in einen Speicher 27 als Bilddaten D _m eingelesen zu werden. Der Vorwahlzähler 26 setzt die Zahl auf 1, wenn ein Schreibimpuls erhalten wird, und zählt auf, wenn Abtastimpulse aufeinander folgend zugeführt werden und setzt die Zahl auf 1 zurück, wenn ihm der nächste Schreibimpuls aufgegeben wird. Der Speicher 27 speichert die Bilddaten D _m , die ihm von dem Dividierer 25 zugeführt werden unter Adressen, die von einem Speicherschreibadressensignal WADD angegeben werden. Das Signal WADD wird von einem Speicherschreibadreßzähler 29 entsprechend jedem der Impulse des Schreibimpulssignals P _i erzeugt.

Die derart in dem Speicher 27 gespeicherten Bildsignale werden als Ausgangsbilddaten D₀ ausgegeben aus Adressen, die von einem Speicherleseadreßsignal RADD angegeben werden. Das Adreßsignal RADD wird von einem Speicherleseadreßzähler 30 entsprechend einem Leseimpulssignal P _out mit einer Frequenz f _out ausgegeben. Es ist zu beachten, daß das Leseimpulssignal P _out von einem (nicht gezeigten) Zeitimpulsgenerator entsprechend den Impulssignalen N′ und n′, die von dem Drehencoder 6 ausgegeben werden, erzeugt werden.

Der in Fig. 4 dargestellte zeitliche Ablauf zeigt einen Fall, in dem f _in /f _s = K₂ × M = 2/5, wobei der Impulssignalverteiler 28 alternierend einen Schreibimpuls P _in bei jedem dritten und jedem zweiten Abtastimpulssignal P _s ausgibt. Die Daten s werden daher entsprechend zu 1 - 2 - 3 - 1 - 2. Infolgedessen werden Mittelwertdaten von drei Bildpunkten und zwei Bildpunkten alternierend in den Speicher eingelesen, wie dies Fig. 4 verdeutlicht.

Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Fig. 6 den entsprechenden zeitlichen Ablauf wiedergibt. Da der in Fig. 3 gezeigte Dividierer teuer ist, werden bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5 anstelle des Dividierers 25 ein Schieberegister 31 und ein Frequenzdividierer 32 verwendet. Die anderen in Fig. 5 dargestellten Einheiten entsprechen in der Bezeichnung denen des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels.

Es ist bekannt, daß durch Fortlassen der r geringstwertigen Bits einer Digitalzahl I eine Digitalzahl I/2 ^r gewonnen werden kann. Unter Nutzung dieses Prinzips wird der Ausgang des Addierers 22 mittels eines Schieberegisters 31 anstelle des Dividierers 25 des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels durch 2 ^r geteilt. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß wegen der Beschränkung des Divisors auf 2 ^r zum Bilden der Durchschnittsbilddaten die dem Eingang des Addierers 22 zuzuführenden Bilddaten aus 2 ^r Bildpunkten bestehen müssen. Entsprechend wird zwischen der Frequenz f _in des Schreibimpulses P _in und der Frequenz f _sp des Abtastimpulses P _sp die Beziehung gebildet:

f _in = f _sp /2 ^r (4)

unter Verwendung des Frequenzdividierers 32 zum Dividieren der Schreibfrequenz mit 1/2 ^r . Durch Verbindung der Gleichung (4) mit der Gleichung (2):

f _in /f _sp = K₂ × M = 1/2 ^r (5)

ergibt sich, daß der Vergrößerungsfaktor M auf den Exponenten r beschränkt ist. Es wird daher ein Abtastimpulssignal P _sp von dem Impulssignalverteiler 28 aus einem Pulssignal P _s0 mit einer Frequenz f _s0 gewonnen. Die Frequenz f _sp des Abtastimpulssignals P _sp wird ausgedrückt als

f _sp = 2 ^r × f _s0 × M × K₂ (6)

Bei einem so aufgebauten Schaltkreis kann der Vergrößerungsfaktor willkürlich bestimmt werden durch eine Kombination des Exponenten r und der Frequenz f _s0 des Impulses P _s0.

Die zeitliche Darstellung von Fig. 6 zeigt einen Beispielsfall, in dem das Vergrößerungsverhältnis M des Ausführungsbeispieles von Fig. 5 mit M = 2/5 gegeben ist. Unter der Annahme, daß K₂ = 1 und r = 1 ist das Frequenzverhältnis f _sp /f _s0 gegeben als

f _sp /f _s0 = 2 ^r M K₂ = 4/5,

worauf das Verhältnis von Fig. 6 beruht. Das Verhältnis wird gebildet in dem Pulssignalverteiler 28, wobei ein Schreibimpulssignal P _in mit einer Frequenz von der Hälfte der Frequnz f _sp des Abtastimpulses P _sp von dem Frequenzdividierer 32 erzeugt wird.

Wenn Bildpunktdaten D₁ dem Analog/Digital-Wandler 20 aufgegeben werden, wird ein Schreibimpulssignal P _in1 einem Datenselektor 24 aufgegeben, der "Null"-Daten als dem Addierer 22 aufzugebende Daten auswählt. Die Ausgangsdaten d des Addierers 22 werden daher "0 + D₁ = D₁" bei der Vorderflanke des Abtastimpulses P _sp1, sodann wird der Ausgang dem Register 23 bei der Rückflanke des Abtastimpulses P _sp1 zugeführt. Wenn die folgenden Bildpunktdaten D₂ dem Analog/Digital-Wandler 20 zugeführt werden, werden die Daten D₁, die in dem Register 23 gespeichert sind, über den Datenselektor 24 dem Addierer 22 zugeführt. Der Ausgang d des Addierers 22 nimmt den Wert "D₁ + D₂" an bei der Vorderflanke des nächsten Abtastimpulses P _sp2, dieser gelangt dann an den Eingang des Registers 23 bei der Hinterflanke des Impulses P _sp2. Die Daten werden sodann dem Schieberegister 31 zugeführt, der Daten D _m des Wertes (D₁ + D₂)/2 ausgibt. Wenn Bilddaten D₃ eines Bildpunktes dem Addierer 22 zugeführt werden, wird ein Impuls P _in2 dem Datenselektor 24 und dem Speicher 27 zugeführt. Der Datenselektor 24 wählt "0"-Daten zur Aufgabe auf den Addierer 22. Der Ausgang des Addierers 22 wird daher D₃ bei der Vorderflanke des Abtastimpulses P _sp3, während der Speicher 27 bei der Hinterflanke des Schreibimpulses P _in2 die Daten des Wertes (D₁ + D₂)/2, die in dem Schieberegister 31 unter einer Adresse A - 1 gespeichert sind, empfängt. Währenddessen werden Daten D₃ dem Register 23 an der Rückflanke des Abtastimpulses P _sp3 zugeführt. Auf dieselbe Weise werden Daten des Wertes (D₃ + D₄)/2 dem Register 23 bei der Hinterflanke des Abtastimpulses P _sp4 zugeführt. Die nächsten Bilddaten D₅ werden ignoriert, da bei deren Eingabe in diesen kein Abtastimpuls an dem Analog/Digital-Wandler 20 anliegt. Infolgedessen werden die nachfolgenden Bilddaten D₆ dem Register 23 an der Hinterflanke des Abtastimpulses P _sp5 eingegeben. Währenddessen sind die Daten D _m des Wertes D₃ + D₄/2 unter einer Adresse A des Speichers 27 an der Vorderflanke des Schreibimpulses P _in3 eingespeichert. Obwohl bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nur Bilddaten von f _sp /f _s0 Pixeln aus all den abgetasteten Bilddaten für die Bildwiedergabe verwendet werden, verursacht das Schreiben dieser übersprungenen Daten keine Verschlechterung der Qualität des wiedergegebenen Bildes.

Im folgenden wird ein Verfahren zum Ändern des Verhältnisses zwischen dem Vergrößerungsfaktor der Unterabtastrichtung gegenüber dem der Hauptabtastrichtung beschrieben.

Es wird angenommen, daß das Frequenzverhältnis der Abtastimpulssignale P _s und der Leseimpulssignale P _in gleich 5 : 1 ist. Es wird weiter angenommen, daß die abgetasteten Bilddaten jedes Bildpunktes dem Aufzeichnungsverfahren ohne Mittelwertbildung mit den Bilddaten anderer Bildpunkte (im folgenden als "Standardzustand" bezeichnet) unterzogen werden und daß die Anzahl der Aufzeichnungsstrahlen 10 beträgt.

Unter diesen Voraussetzungen wird bei dem Aufzeichnen einer Wiedergabe in der Originalgröße eine Vergrößerung in der Hauptabtastrichtung derart durchgeführt, daß die Bilddaten von jeweils 5 Bildpunkten auf der Eingabeseite abgetastet und aus ihnen zum Einschreiben in den Speicher der Mittelwert gebildet wird. Der Speicher wird entsprechend einem Schreibimpulssignal eingelesen, dessen Frequenz 1/5 dessen der Abtastimpulse entspricht (d. h. also, daß die Frequenz f _s der Abtastimpulse P _s ein Verhältnis von 5 zu 1 gegenüber der Frequenz f _in der Schreibimpulse P _in hat). Die Vergrößerung in der Unterabtastrichtung kann durchgeführt werden durch Steuern der Führungsgeschwindigkeit des Ausgabekopfes 8 auf 1/5 derjenigen des Standardzustands und durch Verwendung von zwei der zehn Aufzeichnungsstrahlen. Es ist in diesem Zusammenhang zu beachten, daß die Führungsgeschwindigkeit des Eingabekopfes 7 gegenüber der bei dem Standardzustand unverändert bleiben muß.

Nimmt man weiter an, daß das Verhältnis der Abtastfrequenzen f _s zu der Schreibfrequenz f _in = 5 : 2 ist, kann ein Reproduktionsbild aufgezeichnet werden mit einem doppelten Vergrößerungsverhältnis. In diesem Fall kann der Vergrößerungsfaktor der Unterabtastrichtung erreicht werden durch Einstellen der Führungsgeschwindigkeit des Ausgabekopfes 8 auf 2/5 derjenigen des Standardzustandes und unter Verwendung von vier der zehn Aufzeichnungsstrahlen, wobei, wie in dem vorgenannten Fall, die Führungsgeschwindigkeit des Eingabekopfes 7 gegenüber der des Standardzustandes unverändert bleiben muß.

In dem vorgenannten Fall verändert sich natürlich die Dichte des aufzuzeichnenden Bildes, da die Führungsgeschwindigkeit des Ausgabekopfes 8 entsprechend dem vorgegebenen Vergrößerungsverhältnis geändert wird. Um diesen Nachteil auszugleichen, kann folgendes Verfahren angewendet werden: In dem Standardzustand (entsprechend einem Vergrößerungsverhältnis von 5) werden die Bilddaten der Vorlage von einem von fünf Fotosensoren des Eingabekopfes 7 abgetastet, dem Speicher eingegeben und zum Steuern der 10 Aufzeichnungsköpfe verwendet.

Wenn ein Wiedergabebild in einem Vergrößerungsverhältnis von zwei wiederzugeben ist, werden zunächst die Bilddaten einer Abtastlinie durch Bilden des Mittelwertes der Bilddaten von zwei oder fünf Fotosensoren gewonnen, sodann werden die Bilddaten der nächsten Abtastlinie durch Mittelwertbildung der von den anderen drei der fünf Fotosensoren erhaltenen Bilddaten gewonnen; anschließend werden die beiden Schritte wiederholt. In diesem Fall werden alle zehn Aufzeichnungsstrahlen verwendet.

Da, wie oben erwähnt, die vorliegende Erfindung das Frequenzverhältnis zwischen einem Abtastimpulssignal und einem Leseimpulssignal konstant halten kann unabhängig von dem jeweils verwendeten Vergrößerungsverhältnis, wird das Auftreten von Moire wesentlich verringert unter einem geringen Bildreproduktionsvergrößerungsfaktor ohne Änderung des Durchmessers des Eingabeabtaststrahles, da es nicht erforderlich ist, die Abtastfrequenz zu reduzieren.

Claims (3)

1. Verfahren zur elektronischen Bildreproduktion einer Vorlage mit einem wählbaren Abbildungsmaßstab, bei dem die Vorlage mit einer festen Abtastfrequenz f _s abgetastet wird, die so gewonnenen Bilddaten mit einer Speicherschreibfrequenz f _in in einen Speicher eingelesen und zur Erzeugung der Abbildung mit einer Speicherlesefrequenz f _out aus dem Speicher ausgelesen werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Abtastfrequenz f _s ein Mehrfaches der Speicherlesefrequenz f _out beträgt,
• - die Speicherschreibfrequenz zu f _in = K₂ × M × f _s gewählt wird, mit K₂ = f _out /f _s und M als Abbildungsmaßstab, und
• - aus einer sich aus dem gewünschten Abbildungsmaßstab M ergebenden Anzahl von Bildsignalen Mittelwerte gebildet und mit der Speicherfrequenz f _in in den Speicher eingelesen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelwerte der Anzahl von Bildsignalen gebildet werden durch

• - Addieren der Anzahl von durch das Abtasten der Vorlage gewonnenen Bildsignale in einem Addierer,
• - Speichern der von dem Addierer errechneten Summe in einem Register,
• - Zuführen des Ausgangssignals des Registers - bei jedem Schreibimpuls jedoch eines Nullsignals - zu dem Addierer durch einen Datenselektor,
• - Rückstellen eines Zählers auf "1", wenn diesem ein Schreibimpuls eingegeben wird und Erhöhen des Wertes des Zählers um "1" wenn diesem ein Abtastimpuls zugeführt wird, und
• - Dividieren der von dem Register ausgegebenen Daten durch das Ausgangssignal des Zählers mittels eines Frequenzdividierers.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Gewinnen des Mittelwerts einer Anzahl von Bildsignalen durch

• - Wählen der Abtastfrequenz zu f _sp = 2 ^r f _in , wobei r eine positive, ganze Zahl ist,
• - Aufsummieren der 2 ^r Bildsignale und
• - r-maliges Verschieben der Summe in einem Schieberegister.