DE4011689A1 - Verfahren zur erzeugung von halbton-rasterpunkten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Halbton-Rasterpunkten bei denen die zeilen- oder spaltenweise anfallenden Dichtewerte der abge­ tasteten Vorlagenpunkte einer regelmäßigen Folge sich wiederholender Teilrasterpunktformen zugeordnet werden, wobei die jeweiligen Dichtewerte den konkreten Teilrasterpunkt der entsprechenden Form bestimmen und die Regelmäßigkeit der Zuordnung zwischen Dichtewerten und Teilrasterpunktfor­ men zur Erzielung einer gewollten Unregelmäßigkeit gestört wird.

Die in der Reproduktion am meisten verwendeten Raster sind durch eine regelmäßige Struktur gekennzeichnet. Die Vorzugsrichtung dieser Struktur ist dabei im allgemeinen gegenüber der Senkrechten um einen bestimmten Winkel geneigt. In der Schwarz-weiß-Reproduktion wird zum Beispiel in den allermei­ sten Fällen ein Winkel von 45° verwendet. Ein weiteres Kennzeichen von Halbton-Rasterpunkten ist die Rasterpunktform, oder besser gesagt der strukturelle Formverlauf des Rasterpunktes, den dieser zwischen 0% und 100% Flä­ chendeckungsgrad einnimmt. Hier werden häufig elliptische oder runde Raster­ punktformen eingesetzt. Diese haben sich als besonders günstig für den Druck­ vorgang herausgestellt. Zur Erhöhung des Detailkontrastes sind weiterhin Techniken bekannt, bei denen dem strukturellen Formverlauf ein durch den Dichteverlauf der Vorlage abhängiger Verlauf überlagert wird.

Ein Nachteil regelmäßiger Rasterstrukturen wird in der Farbreproduktion deut­ lich. Dort müssen zur Mischung der Prozeßfarben mehrere Rasternetze über­ einander gedruckt werden. Aufgrund der regelmäßigen Struktur der beteiligten Raster besteht hier die Gefahr der Moir´bildung. Durch die Einhaltung be­ stimmter Winkel und Weiten für für die Raster der einzelnen Farbauszüge, kann die Moir´bildung in Grenzen gehalten werden. Feinmoir´s, wie die bekannte Rosettenstruktur, lassen sich damit aber nicht vermeiden. Die vorgegebenen Rasterwinkel und -weiten müssen außerdem äußerst genau eingehalten wer­ den. Geringe Abweichungen, wie sie zum Beispiel durch Passerschwankungen beim Druck möglich sind, können zu einem sichtbaren Moir´ führen.

Als Alternative zu den regelmäßigen Rasterstrukturen sind Verfahren bekannt, bei denen die strukturelle Rasterpunktform nur aus einem kleinsten gerade noch druckbarem Rasterpunkt besteht. So ist beispielsweise aus der DE-PS 29 31 098 ein Verfahren zur Druckformherstellung bekannt, wobei hier die Druck­ matrize (Rasterpunkt) in eine Anzahl von Teildruckmatrizen unterteilt wird. Die Erzielung unterschiedlicher Flächendeckungsgrade wird dadurch erreicht, daß in diese Teildruckmatrizen unterschiedlich viele der kleinsten Rasterpunkte auf der dem Dichtewert zugeordneten Fläche mit Hilfe eines Zufallsgenerators ver­ teilt werden. Damit wird lediglich angegeben, daß die geometrische Verteilung der einzelnen Punkte zufälligen Schwankungen unterworfen wird. Aufgrund der damit erzielten Unregelmäßigkeit ist die Gefahr der Moir´bildung bei Überein­ anderdruck wesentlich geringer als bei regelmäßigen Rasterstrukturen. Die sich ergebenden Rasterpunktformen, die sich als mehr oder minder dichte, zufällige Anordnung kleiner Punkte darstellt, ist aber damit für den Druck weniger ge­ eignet, als die runden bzw. elliptischen Formen regelmäßiger Rasterstrukturen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren so weiter zu ent­ wickeln, daß bei der Erzeugung von Halbton-Rasterpunkten für die Druckformherstellung und insbesondere für die Erzeugung von Farbauszügen eine Moir´bildung vermieden wird und andererseits Rasterpunktformen zuläßt, die sich für den Druck besser eignen, als eine zufällige Verteilung gerade noch druckbarer kleinster Punkte, und daß gleichzeitig eine Steigerung für einen besseren Detailkontrast erzielt wird.

Die Erfindung erreicht dies dadurch, daß die zur Erzielung regelmäßiger Raster­ netze erforderliche periodische Zuordnung zwischen Dichtewerten der Vorlage und Teilrasterpunktformen gestört wird. Besonders vorteilhaft bei diesem Ver­ fahren ist dabei, daß das Ausmaß dieser Störung gesteuert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 5 erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen der regelmäßigen Zuordnung entsprechenden Rasterpunkt

Fig. 2 einen entsprechend dem neuen Verfahren erzeugten Rasterpunkt

Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung des neuen Verfahrens

Fig. 4 mehrere Zeilen von Rasterpunkten entsprechend einer möglichen Störung der regelmäßigen Zuordnung,

Fig. 5 ein Blockschaltbild.

Aus Fig. 1 ist ein Verfahren zur Erzeugung regelmäßiger Rasternetze ersicht­ lich. Die strukturelle Rasterpunktform ist in diesem Fall ein runder Punkt, der bei einem Flächendeckungsgrad von 100% in eine quadratische schwarze Fläche übergeht. Dieser Rasterpunkt 1 ist, wie ersichtlich, in vier Teilbereiche 11, 12, 21 und 22 eingeteilt. Daneben ist strichpunktiert der Rasterpunkt 2 angedeutet. Bei der Modulation des Rasterpunktes von 0% bis 100% entwickeln sich in­ nerhalb der Teilflächen 11, 12, 21 und 22 die Teilrasterpunktformen R11, R12, R21 und R22. Das strukturelle Rasternetz ergibt sich durch Aneinanderreihung zu einer Gesamtfläche in horizontaler als auch in vertikaler Richtung, wobei hier im gezeigten Beispiel ein Rasterwinkel von 0° erzeugt wird. Durch die Eintei­ lung des Rasterpunktes in die vier Teilbereiche kann jeder der dabei entstehen­ den Teilrasterpunkte unabhängig von den anderen Teilrasterpunkten in seiner Größe moduliert werden und damit bezüglich seines Teilbereiches einen belie­ bigen Flächendeckungsgrad FG zwischen 0% und 100% herstellen. Jeder Teilrasterpunkt hat aber seinen eigenen strukturellen Rasterpunkt-Form-Ver­ lauf. Zur Veranschaulichung sind in Fig. 1 die Teilrasterpunkte mit jeweils unter­ schiedlichen Flächendeckungsgraden von 25%, 40%, 5% und 15% darge­ stellt. Das heißt, in Teilfläche 11 ist der zu 25% FG zugehörige Teilrasterpunkt der Teilrasterpunktform R11 dargestellt, in Teilfläche 12 der zu 40% zugehö­ rige Teilrasterpunkt der Teilrasterpunktform R12 usw.

Die eigentliche Aufrasterung der abgetasteten Dichtewerte der Vorlage ge­ schieht nun so, daß den Dichtewerten der ersten Zeile immer abwechselnd die Teilrasterpunktformen R11 und R12 zugeordnet werden.

Der zweiten Zeile der Dichtewerte werden abwechselnd die Teilraster­ punktformen R21 und R22 zugeordnet, während der dritten Zeile wiederab­ wechselnd die Teilrasterpunktformen R11 und R12 zugeordnet werden und so fort.

Der konkrete Teilrasterpunkt und damit der durch ihn bezüglich seiner zuge­ ordneten Teilfläche erzeugte Flächendeckungsgrad FG wird jeweils von dem Dichtewert gesteuert, der der entsprechenden Teilrasterpunktform zugeordnet wurde. Insgesamt wird dadurch erreicht, daß die sich ergebende Form eines Gesamt-Rasterpunktes durch die von der Vorlage abhängigen Dichtewert mit beeinflußt wird, d. h. dem strukturellen Formverlauf der Rasterpunkte wird ein von der Vorlage abhängiger Verlauf überlagert. Dies führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Detailwiedergabe.

Fig. 2 veranschaulicht die grundeliegende Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Moment der Wiedergabe der abgetasteten Vorlage. Im Un­ terschied zu dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren ist hier die regelmäßige Zu­ ordnung zwischen den Dichtewerten der Vorlage und den Teilrasterpunktfor­ men R11, R12, R21 und R22 gestört worden. Zu beachten ist dabei, daß die Reihenfolge der Dichtewerte sowie die Dichtewerte selbst nicht verändert wur­ den. Dies bedeutet, daß der Flächendeckungsgrad innerhalb der Teilfläche 11, 12, 21 und 22 wie in Fig. 1 dargestellt, dem an der entsprechenden Bildstelle abgetasteten Dichtewert entspricht und damit eine gute Detailwiedergabe ge­ währleistet wird. Die Störung der regelmäßigen Zuordnung zwischen den Dich­ tewerten und den Teilrasterpunktformen R11, R12, R21 und R22 kann z. B. dadurch erzielt werden, daß eine durch einen Zufallsgenerator erzeugte Zahl zwischen 1 und 4 genau eine der Teilrasterpunktformen R11, R12, R21 oder R22 bezeichnet. Wird diese Störung für jeden Dichtewert der Vorlage vorge­ nommen, so entsteht eine Rasterstruktur, die den bekannten Kornrastern ähnelt und als entsprechendes Effektraster eingesetzt werden kann. Eine weitere Aus­ prägung des Verfahrens besteht darin, daß die Störung der regelmäßigen Zu­ ordnung nicht grundsätzlich für alle, sondern nur mit einer vorgebbaren Wahr­ scheinlichkeit für jeden einzelnen Dichtewert vorgenommen wird. Dies kann ebenfalls durch einen Zufallsgenerator erreicht werden. Der Wahrscheinlichkeitswert kann dabei in Abhängigkeit aller Einflußgrößen wie Rasterweite, Druckverfahren etc. derart eingestellt werden, daß einerseits bei Übereinanderdruck keine Moir´bildung entsteht und andererseits die durch die zufällige Anordnung sich ergebende Unregelmäßigkeit möglichst wenig sichtbar ist.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens gemäß Fig. 4 werden jeweils vier Dichtewerte der Vorlage zu einer Gruppe zusammengefaßt. Zu einer Gruppe gehören dabei immer diejenigen vier Dichtewerte eines Rasterpunktes, die bei einer vollständig regelmäßigen Zuordnung zwischen Dichtewerten und Teilrasterpunktformen die in Fig. 1 dargestellte Basisform eines Rasterpunktes erzeugen. Eine Störung der regelmäßigen Zuordnung kann nun mit einer vor­ gebbaren Wahrscheinlichkeit entweder für alle Dichtewerte einer Vierergruppe unterlassen werden oder es können die Dichtewerte einer Vierergruppe in ihrer Zuordnung zu den Teilrasterpunktformen gestört werden. Der Vorteil dabei ist, daß der Anteil derjenigen Rasterpunkte, die ihre ursprüngliche, d. h. für den Druck günstige Rasterpunktform beibehalten, durch Vorgabe eines Wahr­ scheinlichkeitswertes direkt gesteuert werden kann. Eine derartige Situation ist in Fig. 4 veranschaulicht. Die einzelnen Quadrate der Gesamtfläche repräsen­ tieren dabei die den abgetasteten Dichtewerten einer Vorlagen zugeordneten Teilflächen. In der oberen ersten Reihe sind die Rasterpunkte 1, 2, 3, 4, 5 usw. aneinandergereiht, wobei ersichtlich wird, daß die schräg schraffierten Teilra­ sterpunktformen des Rasterpunktes 1 der regelmäßigen Zuordnung entspre­ chen, während die senkrecht schraffiert dargestellte Teilfläche des Raster­ punktes 2 einer Störung der regelmäßigen Zuordnung unterworfen wurde. Im Rasterpunkt 3 sind beispielsweise die mit den Teilflächen 12 und 21 korrespon­ dierenden Dichtewerte einer Störung der regelmäßigen Zuordnung unterworfen worden. Die Rasterpunkte 4 und 5 werden wieder unverändert entsprechend der regelmäßigen Zuordnung übernommen.

Der Übersichtlichkeit halber sind die in den Rasterpunkten 2 und 3 weiß dar­ gestellten Teilflächen ebenfalls keiner Störung unterworfen worden. Die dunkel schraffierten Flächen eines Rasterpunktes repräsentieren somit jeweils die re­ gelmäßige Zuordnung der entsprechenden Teilrasterpunktformen der in Fig. 1 dargestellten für den Druck günstigen Basisform des Rasterpunktes.

Fig. 3 stellt eine andere Möglichkeit dar, Teilrasterpunktformen zu generieren. Das durch die dünnen Linien gegebene Rasternetz 51 stellt einen periodischen Ausschnitt eines um etwa 18° geneigten, regelmäßigen Rasterneztes dar. Die dunkelgrau markierte Fläche hebt ein Rasterfeld 52 dieses Rasternetzes her­ vor.

Der gesamte Ausschnitt wird nun durch die dickeren Linien 53 in Fig. 3 in die Teilflächen 56 eingeteilt. Die hellgrau markierte Fläche 54 hebt eine dieser Teil­ flächen hervor. Aus jeder dieser Teilflächen 54 kann nun eine Teilrasterpunkt­ form gewonnen werden, so daß insgesamt 25 Teilrasterpunktformen möglich sind. Eine Teilrasterpunktform ist dabei jeweils durch die innerhalb einer Teilflä­ che 54 sich entwickelnden Rasterpunktteile gekennzeichnet, wenn alle Raster­ punkte 55 des gesamten Ausschnitts von 0% bis 100% moduliert werden.

Fig. 5 zeigt als Blockschaltbild eine Ausprägung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens in Verbindung mit bekannten Abtastgeräten (Scanner) und Farbaus­ zugs-Wiedergabegeräten. Die vom Scanner beim Abtasten der Vorlage 60 er­ mittelten Dichtewerte werden in einem Bilddatenspeicher zeilenweise abgelegt. Es existiert weiterhin ein Teilrasterpunktespeicher 63. Dieser enthält für jede der Teilrasterpunktformen R11, R12, R21 und R22 alle dazugehörigen Teil­ rasterpunkte. Der Funktionsblock Teilrasterpunktzeilengenerierung 64 hat die Aufgabe, für jede Zeile von Dichtewerten eine entsprechende Teilrasterpunkt­ zeile zu erzeugen und an den Pixelgenerator 65 weiterzureichen. Die dazu notwendigen Teilrasterpunkte können aus dem Teilrsterpunktespeicher 63 unter Angabe des dem jeweiligen Dichtewert entsprechenden Flächen­ deckungsgrad sowie der Nummer der gewünschten Teilrasterpunkform ge­ wonnen werden.

Die Teilrasterpunktzeilengenerierung 64 ermittelt zunächst anhand der dem betreffenden Dichtewert zugehörigen Zeilen und Spaltennummer die der regel­ mäßigen Zuordnung entsprechende Teilrasterpunktformnummer. Danach for­ dert sie vom Zufallszahlengenerator Z2 eine Ja/Nein-Entscheidung über eine vorzunehmende Störung an. Die Wahrscheinlichkeit mit der dieser eine der bei­ den Entscheidungen fällt, kann von einem Regler 66 eingestellt werden. Soll keine Störung vorgenommen werden, so wird die der regelmäßigen Zuordung entsprechende Teilrasterpunktformnummer für die Auswahl des auszulesenden Teilrasterpunktes aus dem Teilrasterpunktespeicher 63 verwendet. Im anderen Fall ermittelt die Teilrasterpunktzeilengenerierung 64 mit Hilfe des Zufallszah­ lengenerators Z1 eine zufällige Teilrasterpunktformnummer und verwendet diese zur Auswahl des zu verwendenden Teilrasterpunktes.

Die digital gespeicherten Teilrasterpunkte setzen sich aus einzelnen Elementar­ pixeln zusammen, die jeweils durch ein Bit repräsentiert werden. Gespeichert wird dabei die gesamte zum Teilrasterpunkt zugehörige Teilfläche. Ein gesetz­ tes Bit bezeichnet ein Elementarpixel des Teilrasterpunktes, während ein unge­ setztes Bit ein Pixel der Teilfläche darstellt, daß nicht zum Teilrasterpunkt ge­ hört.

Der Pixelgenerator 65 spaltet die ihm angelieferten Teilrasterpunkzeilen in elementare Pixelzeilen auf und leitet die damit verbundenen Bitinformationen an ein pixelorientiertes Ausgabegerät 67 wie zum Beispiel einem Fotosatzbelichter weiter. Das Ausgabegerät 67 verwendet die ihm angelieferten Bitinformationen zur Modulation seiner Lichtquelle und erzeugt damit auf dem jeweiligen Ausga­ bemedium insgesamt eine aufgerasterte Abbildung 68 der gesamten Vorlage.

Claims (7)

1. Verfahren zur Erzeugung von Halbton-Rasterpunkten, bei dem die zeilen- oder spaltenweise anfallenden Dichtewerte der abgetasteten Vorlagen­ punkte einer regelmäßigen Folge sich wiederholender Teilrasterpunktformen zugeordnet werden, wobei die jeweiligen Dichtewerte den konkreten Teilrasterpunkt der entsprechenden Form bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelmäßigkeit der Zuordnung zwischen Dichtewerten und Teilrasterpunktformen (R11, R12, R21, R22) zur Erzielung einer gewollten Unregelmäßigkeit gestört wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuord­ nung zwischen Dichtewerten und Teilrasterpunktformen (R11, R12, R21, R22) durch einen Zufallsgenerator (Z1) erfolgt, der jedem Dichtewert eine beliebige Teilrasterpunktform aus der Menge aller Teilraster­ punktformen zuordnet.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Störung der regelmäßigen Zuordnung zwischen Dichtewer­ ten und Teilrasterpunktformen nicht für jeden Dichtewert erfolgt, sondern daß die Entscheidung für eine Störung ebenfalls von einem Zufalls­ generator (Z2) abhängig gemacht wird, wobei die Wahrscheinlichkeit für eine vorzunehmende Störung eingestellt werden kann.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß allen vorkommenden Dichtewerten ein jeweils spezifischer Wahrscheinlichkeitswert zugeordnet wird und daß die Entscheidung über eine vorzunehmende Störung der regelmäßigen Zuordnung zwischen einem Dichtewert und einer Teilrasterpunktform (R11, R12, R21, R22) jeweils von dem Wahrscheinlichkeitswert abhängig gemacht wird, der dem betreffenden Dichtewert zugeordnet wurde.

5. Verfahren nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Teilrasterpunktformen (R11, R12, R21, R22) ein jeweils spezifischer Wahrscheinlichkeitswert zugeordnet wird, und daß die Auswahl einer zufälligen Teilrasterpunktform (R11, R12, R21, R22) bei einer vorzunehmenden Störung der regelmäßigen Zuordnung zwischen einem Dichtewert und einer Teilrasterpunktform (R11, R12, R21, R22) von den Wahrscheinlichkeitswerten abhängig gemacht wird, die den einzelnen Teilrasterpunktformen zugeordnet wurden.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der Teilrasterpunktformen dadurch gewonnen wird, daß ein periodischer, quadratischer oder rechteckiger Ausschnitt eines regelmäßigen Rasternetzes in zwei oder mehr quadratische oder rechteckige Teile aufgeteilt wird und daß die dabei entstehenden Zellen mit den innerhalb ihrer Fläche sich ausbildenden Teilrasterpunktformen die Menge der Teilrasterpunktformen darstellt.

7. Verfahren nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmatrix der Dichtewerte der Vorlage vollständig in ein­ zelne, mehrere Dichtewerte umfassende quadratische oder rechteckige Teilflächen eingeteilt wird und daß eine vorzunehmende Störung der Zuordnung zwischen Dichtewerten und Teilrasterpunktformen mit einer vorgebbaren Wahrscheinlichkeit für alle Dichtewerte einer Teilfläche unterlassen wird.