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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Zusammensetzen von Bildern auf einen
Aufzeichnungsträger. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar zum Erstellen
von Seiten, wobei verschiedene Teilbilder zu einer fertigen
Seite zusammengesetzt werden.
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Nach dem Stand der Technik erfolgt das Erstellen von Seiten
mit einer verhältnismäßig niedrigen Auflösung im Vergleich
zur endgültigen Auflösung, mit der ein zusammengesetztes
Bild auf der Seite mit einer hohen Auflösung erzeugt wird,
um dieses dann auf einen Aufzeichnungsträger,
beispielsweise ein lasersensitives Blatt zu übertragen. Für
verhältnismäßig komplexe Seiten ist es nicht möglich die Seite mit
einer hohen Auflösung in Realzeit zusammenzusetzen und
aufzuzeichnen. Gegenwärtig besteht die einzig verfügbare
Option darin, die Teilbilder mit hoher Auflösung zu
montieren und die gesamte Seite hoher Auflösung graduell zu
speichern, worauf die gespeicherte Seite benutzt wird, um einen
Ausgangsscanner zu steuern. Der Nachteil liegt darin, daß
für die Daten ein sehr großer Speicher erforderlich ist und
das Verfahren eine erhebliche Zeit in Anspruch nimmt.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung besteht ein Verfahren zum
Zusammensetzen von Bildern mit einer ersten Auflösung auf
einem Aufzeichnungsträger aus zwei Unterbildern, die durch
Pixel mit einer zweiten kleineren Auflösung bestimmt sind,
aus folgenden Schritten:. Erzeugen einer Reihe von
Kontrolldaten mit der zweiten Auflösung, die die relativen
Positionen der Unterbilder im zusammengesetzten Bild mit
der ersten und zweiten Auflösung anzeigen, Erzeugen von
Daten, die das zusammengesetzte Bild mit der zweiten
Auflösung entsprechend der Steuerung der Kontrolldaten
bestimmen, Interpolieren des zusammengesetzten Bildes der zweiten
Auflösung, um die erste Auflösung zu erhalten, wobei die
relativen Positionen der Unterbilder erster Auflösung
entsprechend den Kontrolldaten bestimmt werden und die
Aufzeichnung des zusammengesetzten Bildes mit erster Auflösung
auf dem Aufzeichnungsträger veranlaßt wird.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung besteht eine
Vorrichtung zum Zusammensetzen eines Bildes auf einem
Aufzeichnungsträger mit einer ersten Auflösung aus zwei
Unterbildern, die durch Pixel mit einer zweiten Auflösung
bestimmt sind, die geringer als die erste ist, aus einem
Speicher zum Speichern digitaler Daten, die die Unterbilder
bestimmen und zum Speichern einer Reihe von Kontrolldaten
mit zweiter Auflösung, wobei die Kontrolldaten die
relativen Positionen der Unterbilder im zusammengesetzten Bild
mit der ersten und zweiten Auflösung anzeigen, und aus
einer Datenverarbeitung zum Erzeugen von Daten, die das
zusammengesetzte Bild mit erster Auflösung entsprechend der
Kontrolle der Kontrolldaten bestimmen, um das
zusammengesetzte Bild zweiter Auflösung zu interpolieren und damit
die erste Auflösung zu erhalten, wobei die relativen
Positionen der Unterbilder mit erster Auflösung entsprechend
den Kontrolldaten bestimmt sind, und um das
zusammengesetzte Bild erster Auflösung auf einem Aufzeichnungsträger
mittels einer Ausgangsstufe aufzuzeichnen.
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Die Erfindung verwendet eine Reihe von Kontrolldaten bzw.
eine Maske, die von Maskenpixels mit der zweiten, kleineren
Auflösung bestimmt sind. Die Daten in jedem Pixel der Maske
können wenigstens zwei Eigenschaften des zusammengesetzten
Bildes bestimmen, einmal in Folge der Position der Pixel
innerhalb der Maske und zweitens in Folge des Wertes der
Daten selbst.
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Bezeichnenderweise enthält jedes Pixel der
Kontrolldatenreihe Daten, die mindestens zwei Bits aufweisen, die
benutzt werden, um den Inhalt jedes Pixels zweiter Auflösung
innerhalb eines Bereiches zu bestimmen, der von dem
Kontrolldatenreihepixel bestimmt ist. In einem einfachen Fall,
in dem eine "harte" Kante erforderlich ist zwischen den
Unterbildern, können die Pixel der Kontrolldatenreihe, die
die Kante überlappen, diese Pixel erster Auflösung
bestimmen, die innerhalb der Pixel der Kontrolldatenreihe
positioniert sind, die von einem der Unterbilder bestimmt sind,
wobei die übrigen Pixel erster Auflösung durch das andere
Unterbild definiert ist.
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In einer komplexeren Anordnung, in der ein "weicher"
Übergang zwischen den Unterbildern gewünscht wird, kann das
Verfahren vor dem Interpolieren des zusammengesetzten
Bildes einen weiteren Schritt aufweisen, mit dem die
Kontrolldatenreihe interpoliert wird, um die erste Auflösung zu
erhalten und um anschließend das zusammengesetzte Bild
zweiter Auflösung zu interpolieren, um die erste Auflösung und
der Steuerung der interpolierten Steuerdatenreihe zu
erhalten, wobei der Dateninhalt der Pixel erster Auflösung der
interpolierten Kontrolldatenreihe die relativen
Proportionen der zwei Unterbilder für dieses Pixel definiert.
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Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die
Interpolation und die Aufzeichnung in Realzeit erfolgen kann.
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Es soll verstanden werden, daß der Ausdruck "Interpolation"
in einem breiten Sinn gebraucht wird und übliche
Interpolationstechniken und Replikation mit einschließt.
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Typischerweise besteht der Schritt zum Erzeugen der
Kontrolldatenreihe zweiter Auflösung darin, daß die
Kontrolldatenreihe erster Auflösung erzeugt wird und anschließend
die Auflösung der Kontrolldatenreihe verringert wird. Diese
Verringerung kann man durch eine Durchschnittsbewertung von
Gruppen erster Auflösungspixel der Kontrolldatenreihe
erhalten.
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Typischerweise besteht das Aufzeichnungsmedium aus einem
strahlensensitiven Medium, beispielsweise einem Film, doch
kann das Aufzeichnungsmedium auch ein digitaler
Datenspeicher sein.
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Wenn hier von einem "Bild" die Rede ist, so kann dies ein
Farbauszug eines Mehrfarbenbildes sein oder ein einfarbiges
Bild. Beispiele des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß
der Erfindung sollen nun jetzt anhand der Zeichnung
erläutert werden. Es zeigt:
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Fig. 1 eine Teildarstellung eines von zwei überlappenden
Unterbildern zusammengesetzten Bildes,
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Fig. 2 eine Teildarstellung einer Maske geringer Auflösung
die dem in Fig. 1 dargestellten Abschnitt des
zusammengesetzen Bildes entspricht,
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Fig. 3 ein Blockschaltbild der Vorrichtung,
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Fig. 4 ein Flußdiagramm für die Betriebsweise der
Vorrichtung in Fig. 3 und
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Fig. 5 schematische Maskenwerte zum Erzeugen eines harten
Bildübergangs.
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In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum
Erzeugen eines zusammengesetzten Bildes aus zwei Unterbildern A
und B beschrieben. Jedes Unterbild ist anfänglich mit der
gleichen geringen Auflösung durch eine Pixelreihe
definiert, die üblicherweise durch digitale Daten gegeben ist.
Beispielsweise können die digitalen Daten für jedes Pixel
den Farbkomponenteninhalt dieses Pixels bestimmen und sind
somit aus einem 8 Bitwert für jede Farbkomponente
aufgebaut. Fig. 1 zeigt zwei Bilder A und B mit Pixel niedriger
Auflösung, gekennzeichnet durch gestrichelte Linien. Das
fertige zusammengesetzte Bild wird mit einer höheren
Auflösung ausgegeben, in diesem beispielsweise vierfach höher,
wobei das Bild B gegenüber dem Bild A wie in Fig. 1
versetzt ist. Die Pixel hoher Auflösung des zusammengesetzten
Bildes sind in Fig. 1 kurz gestrichelt. Aus Fig. 1 ist
ersichtlich, daß das Bild B senkrecht um anderthalb Pixel
niedriger Auflösung und waagerecht um zweieinhalb Pixel
niedriger Auflösung gegenüber dem Bild A versetzt ist, aber
in jeder Richtung um eine ganze Anzahl von Pixel hoher
Auflösung.
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Im einfachen Fall soll eine harte Kante zwischen den
Bildern A, B erhalten werden. Dabei wird angenommen, daß das
Bild B die Priorität vor dem Bild A hat, so daß sich eine
scharfe Kante zwischen den beiden Bildern längs der Kante
des Bildes B einstellt, die mit dem Bezugszeichen 1 in Fig.
1 bezeichnet ist. Somit erscheint rechts von der Linie 1
das Bild B und links von der Linie 1 das Bild A.
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Um den Scanner zum Erzeugen des richtigen zusammengesetzten
Bildes zu steuern, ist eine Reihe bzw. Maske von
Kontrolldaten erforderlich, von der ein Teil in Fig. 2 gezeigt ist.
Das Erzeugen dieser Maske wird unten beschrieben. Vor der
Datenausgabe wird die Maske mit niedriger Auflösung
abgespeichert, wobei jedes Pixel der Maske einem Pixel
niedriger Auflösung des Bildes A entspricht. Jedes Pixel der
Maske wird von einer Zahl mehrerer Kontrollwerte bestimmt, von
denen fünf von C1 bis C5 bezeichnet sind. Diese
Kontrollwerte zeigen die Weise an, in der die vier Pixel P1 bis P4
hoher Auflösung innerhalb des Pixels niedriger Auflösung
exponiert werden sollen.
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Fünf Kontrollwerte C1 bis C5 sind erforderlich, um die
Anordnung der in Fig. 1 dargestellten Bilder A, B zu
bestimmen, wobei diese in der Tabelle 1 aufgelistet sind.
Natürlich können in der Praxis auch mehr als fünf Kontrollwerte
Verwendung finden, um alle möglichen Kombinationen von
Pixel hoher Auflösung zu definieren.
TABELLE 1
Steuerwert
Bild
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Fig. 2 zeigt die Steuerwerte in der Maske entsprechend Fig.
1. Es ist ersichtlich, daß die erste waagerechte Linie mit
Pixel geringer Auflösung alle mit dem Wert C1 codiert sind,
was anzeigt, daß alle Pixel hoher Auflösung entsprechend
Bild A erzeugt werden sollen. In der nächsten waagerechten
Linie sind die ersten beiden Pixel mit dem Wert C1 codiert,
aber das nächste Pixel kleiner Auflösung ist mit Wert C2
codiert, da das Pixel P4 aus dem Bild B exponiert werden
muß, während die übrigen Pixel aus dem Bild A exponiert
werden müssen. Für das nächste Pixel ist der Kontrollwert
gleich C3, und bedeutet, daß die Pixel P3, P4 hoher
Auflösung aus dem Bild B exponiert werden, während die Pixel
P1, P2 aus dem Bild A stammen. Das Codieren der nächsten
waagerechten Linie ist somit verständlich. Die mit geringer
Auflösung bestimmten Kontrolldaten können die Kombination
der Bilder mit hoher Auflösung steuern. Eine Vorrichtung
zum Durchführen des Verfahrens wird im folgenden
beschrieben.
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Die Vorrichtung in Fig. 3 besteht aus einem Eingangsscanner
2, der konventionell aufgebaut ist, beispielsweise aus dem
Magnascan-System stammt und digitale Daten erzeugt, die den
Farbinhalt von Pixel mehrerer Bilder bestimmt, die auf
einer einzigen Seite zusammengesetzt werden sollen. Diese
Bilder werden mit geringer Auflösung (LR) erfaßt und in
einem Bildspeicher 3 abgespeichert. Die Vorrichtung wird von
einem Mikroprozessor 4 gesteuert, der mit den Komponenten
der Vorrichtung über einen Steuerbus 5 verbunden ist. In
Fig. 4 ist das anfängliche Einlesen als Schritt 6
bezeichnet.
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Der Operator betrachtet dann die LR Bilder im Bildspeicher
3 auf einem Monitor 7 und bestimmt die Anordnung der
Bilder, wie er sie auf der fertigen Seite wünscht und zwar für
den Ausgang mit hoher Auflösung (HR) siehe Schritt 8 in
Fig. 4. Das Anordnen der Seite erfordert zunächst, daß die
relative Lage der Bilder bestimmt wird und dann festgelegt
wird, welches der beiden überlappenden Bilder die Priorität
hat. In dem beschriebene Bespiel soll das Bild B die
Priorität vor dem Bild A haben. Also wird eine Seitenanordnung
mit hoher Auflösung erzeugt, so daß jedes Pixel der
Seitenmaske einem einzigen Pixel mit Ausgangsauflösung
entspricht. Die Seitenmaske mit hoher Auflösung bestimmt,
welches Bild in jedem Ausgangspixel erscheint.
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Die Maske hoher Auflösung wird im Maskenspeicher 9
abgespeichert.
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Der Mikroprozessor 4 verkleinert dann die Auflösung der
Maske hoher Auflösung (Schritt 10) auf die gleiche geringe
Auflösung, die die im Bildspeicher 3 gespeicherten
ursprünglichen Bilder haben. Diese Verringerung kann in
üblicher Weise durchgeführt werden, kann aber beispielsweise
erfolgen, indem man Gruppen von jeweils vier Pixel hoher
Auflösung als Adressen für einen Tabellenspeicher benutzt,
der für jede Adresse die richtigen Kontrollwerte C1, C2
usw. enthält. Das Ergebnis ist das Generieren einer Version
der Maske kleiner Auflösung, die teilweise in Fig. 2
gezeigt ist.
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Der Mikroprozessor 4 setzt dann die im Speicher 3
gespeicherten Bilder in einer LR Version der zusammengesetzten
Seite entsprechend der Kontrolle LR Maske zusammen. In
diesem Zustand, wo eine Kante zwischen den Bildern auftritt,
bestimmt das LR zusammengesetzte Bild Daten entsprechend
einem der Bilder, auch wenn ein Teil des anderen Bildes
innerhalb der LR Pixel in der endgültigen zusammengesetzten
Seite erscheint. Die zusammengesetzte LR Seite wird dem
Speicher 11 abgespeichert (Schritt 12).
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Es ist verständlich, daß zum Speichern der Maske und der
zusammengesetzten Seite mit geringer Auflösung viel weniger
Speicherplatz erforderlich ist, als dies bisher nötig war.
Ferner kann der nächste Schritt zum Interpolieren der
zusammengesetzten Seite auf die hohe Auflösung (Schritt 13)
und das Auslesen der Seite über den Ausgangsscanner 14
(Schritt 15) in Echtzeit erfolgen.
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Wenn der Abtasterstrahl des Scanners 14 das
Aufzeichnungsmediem (nicht dargestellt) abtastet, so werden die LR Pixel
im Speicher 11 abgetastet und auf den erforderlichen
Ausgang hoher Auflösung interpoliert. Gleichzeitig erfolgt
Zugriff zu den Inhalten der Maske im Maskenspeicher 9 (Fig.
2), so daß beim Auftreten einer Kante zwischen den beiden
Bildern die genaue Position der Kante hoher Auflösung
bestimmt wird und im Fall der Fig. 1 die erforderlichen HR
Pixel des Bildes A unterdrückt werden. Der Abtaststrahl des
Scanners 14 wird dann entsprechend dem Bild A oder dem Bild
B gesteuert, das beispielsweise beim Abtasten der
waagerechten Linie mit HR Pixel entsprechend dem Bezugszeichen
16 in Fig. 1 der Abtaststrahl beim dritten LR Pixel
umschaltet von der Modulation des Bildes A auf die Modulation
des Bildes B.
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Ein alternatives Verfahren zum Erzeugen einer scharfen
Kante zwischen den Bildern A, B wird nun in Fig. 5 erläutert.
Hier definiert jedes LR Pixel die Bilder und die Maske mit
LR entspricht zwei HR Pixel. So ist in Fig. 5 eine Zeile
von 8 LR Pixel dargestellt, wobei der Übergang zwischen den
beiden Bildern innerhalb des fünften LR Pixels zwischen den
beiden HR Pixel erscheint, die diesem LR Pixel entsprechen.
Anfänglich ist die Datenmaske mit niedriger Auflösung
gespeichert und vor dem Erzeugen des zusammengesetzten HR
Bildes wird diese Maske interpoliert, um die hohe Auflösung
zu erhalten, und um drei Digit binäre Werte für jedes HR
Pixel gemäß Fig. 5 zu erzeugen. Diese Interpolation kann in
üblicher Technik ausgeführt werden, beispielsweise durch
Erzeugen einer gewichteten Summe der vier niedrigsten LR
Maskenwerte für das fragliche Maskenpixel. In diesem
Beispiel definieren die Masekenwerte hoher Auflösung die LR
Pixel in jedem Bild, die für die Interpolation benutzt
werden, um den erforderlichen HR Pixelwert zu erzeugen. Die
Interpolation bestimmt die Gewichte der Summe der vier
niedrigsten Eingangspixel niedriger Auflösung (nämlich die
beiden Pixel auf jeder Seite) für das fragliche Pixel. In
diesem Beispiel haben die fünf binären dargestellten Werte
die folgende Bedeutung:
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000 - normale Interpolation
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010 - Pixel ganz rechts wiederholen, dann interpolieren
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110 - zwei Pixel ganz rechts wiederholen und dann
interpolieren
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011 - ganz linkes Pixel wiederholen, dann interpolieren
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100 - zwei Pixel ganz links wiederholen und dann
interpolieren.
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So wird in Fig. 5 für das HR Pixel 20 der entsprechende
Bildwert bestimmt, in dem die LR-LR Werte für die Pixel 21
bis 24 interpoliert werden. Für das HR Pixel 25 wird durch
Wiederholen des LR Pixels 24 ein weiteres LR Pixel erzeugt,
da es dort nur ein LR Pixel des Bildes A auf der rechten
Seite des Pixels 25 gibt, und dann wird die Interpolation
der vier LR Pixel ausgeführt, um den HR Wert für das Pixel
25 zu erzeugen. Entsprechend für das Pixel 26 wird der LR
Wert des Pixels 24 zweimal wiederholt, um zwei weitere LR
Pixel auf der rechten Seite des Pixels 26 vor der
Interpolation zu erzeugen.
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Entsprechend wird eine Wiederholung erforderlichenfalls
durchgeführt, wenn die HR Pixelwerte für das Bild B neben
der Kante des Bildes A erzeugt werden.
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In einer anderen modifizierten Ausführungsart kann eine
weiche Kante zwischen den Bildern erzeugt werden. Dort wo
sich die in Fig. 1 gezeigten Bilder überlappen, können
anstelle einer vollständigen Unterdrückung eines der Bilder
in dem Bereich der Überlappung verschiedene Prozentsätze
der beiden Bilder exponiert werden. Hierfür muß beim
Definieren der anfänglichen HR Maske die relative Proportion
der beiden Bilder spezifiziert werden, die dargestellt
werden sollen und diese Information wird gespeichert und dann
beim Erzeugen einer LR Version der Maske komprimiert.
Anschließend müssen für den Ausgang die LR Version der Maske
wie auch die LR Version der Seite interpoliert werden, um
die hohe Auflösung zu erhalten, bevor der Abtaststrahl
gesteuert wird. Jeder Kontrollwert in der aufinterpolierten
Version der Maske bestimmt die relativen Proportionen der
beiden Bilder in der Überlappungszone und der Abtaststrahl
wird entsprechend moduliert. Betrachtet man die Zeile mit
HR Pixel 16 in Fig. 1, so besitzt die entsprechende Zeile
in der HR Maske die folgenden Werte:
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diese zwei Digitkontrollwerte haben die in Tabelle 2
angegebene Bedeutung:
TABELLE 2
Maskenwert
Bild (Prozent)