DE69026846T2

DE69026846T2 - Bildverarbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69026846T2
Application number: DE1990626846
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tanioka; Yasuhiro Yamada
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-02-10
Filing date: 1990-02-12
Publication date: 1997-01-09
Anticipated expiration: 2010-02-13
Also published as: EP0382580A2; DE69027870D1; EP0382581A3; EP0382581A2; EP0382581B1; DE69027870T2; EP0382580B1; DE69026846D1; EP0382580A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildverarbeitungseinrichtung zum Digitalisieren von Bilddaten zu binären Werten oder mehrwertigen Daten und insbesondere auf eine Bildverarbeitungseinrichtung zur Halbtonaufbereitung von eingegebenen Bilddaten.

Verwandter Stand der Technik

Bisher wurden als Halbtonaufbereitungssystem in Bildverarbeitungsgeräten wie Faksimilegeräten, Kopiergeräten und dergleichen ein Fehlerverteilungsverfahren und ein Dichtemittelwert-Näherungsverfahren vorgeschlagen.
Das erstere Fehlerverteilungsverfahren wurde in der Literatur von R. Floyd und L. Steinberg in "AN ADAPTIVE ALGORITHM FOR SPATIAL GRAY SCALE", SID 75 DIGEST, Seiten 36 und 37 beschrieben. Gemäß dem Fehlerverteilungsverfahren werden mehrwertige Bilddaten für ein Ziel-Bildelement binär codiert (auf einen höchsten Dichtewert oder einen niedrigsten Dichtewert umgesetzt) und zu einer Differenz zwischen dem binären Wert und den mehrwertigen Bilddaten vor der Binärcodierung wird ein vorbestimmtes Gewicht addiert und die sich ergebenden Daten werden zu den Daten für das Bildelement nahe an dem Ziel-Bildelement addiert.
Die Anmelderin der Erfindung hat als Verfahren zur Halbtonaufbereitung von Bilddaten nach dem Fehlerverteilungsverfahren schon die US-Patente 4876610, 4878125, 5008950, 5157741, 4958236, 5325448, 4958218, 4975786 und 4958238 angemeldet.
Andererseits wird gemäß der Beschreibung in der JP-A-57- 104369 gemäß dem letzteren Dichtemittelwert- Näherungsverfahren das Ziel-Bildelement mittels der schon binär codierten Daten für Bildelemente nahe dem Ziel- Bildelement auf schwarz oder weiß binär codiert. Mittels der jeweiligen Bildelemente nahe an dem Ziel-Bildelement werden zwei gewichtete Mittelwerte erhalten, der Mittelwert aus den beiden Mittelwerten wird als Schwellenwert angesetzt und die Bilddaten für das Ziel-Bildelement werden aufgrund des Schwellenwertes binär codiert.
Da das vorangehend genannte Fehlerverteilungsverfahren ein Verfahren ist, bei dem die Differenz zwischen den eingegebenen Bilddaten und den ausgegebenen Bilddaten korrigiert wird, können die Dichtewerte des eingegebenen Bildes und des ausgegebenen Bildes erhalten bleiben, so daß ein Bild mit hervorragender Auflösung und Gradation erzielt werden kann.
Wenn jedoch bei dem Fehlerverteilungsverfahren die Differenz zwischen den eingegebenen Bilddaten und den ausgegebenen Bilddaten korrigiert wird, müssen viele zweidimensionale Berechnungen ausgeführt werden, so daß ein Nachteil dadurch entsteht, daß wegen einer sehr großen Verarbeitungsmenge der Schaltungsaufbau sehr kompliziert ist.
Da andererseits bei dem Dichtemittelwert-Näherungsverfahren die Berechnungen mit den binären Daten nach fertiger Binärcodierung ausgeführt werden, kann wegen der sehr geringen Verarbeitungsmenge der Schaltungsaufbau vereinfacht werden und eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit erzielt werden.
Bei dem Dichtemittelwert-Näherungsverfahren wird jedoch das Ziel-Bildelement lediglich an den Mittelwert des das Ziel- Bildelement enthaltenden Bereiches angenähert und binär codiert. Daher bestehen die Nachteile, daß die Anzahl von Gradationsstufen begrenzt ist, eine Textur mit einer dem Bild mit einer allmählichen Dichteänderung eigentümlichen niedrigen Frequenz auftritt und die Bildqualität verschlechtert ist.
In der EP-A-0279419 ist eine Anordnung zur Binärcodierung vorgeschlagen, bei der ein Mittelwert von eingegebenen Dichtewerten für einen Bereich um ein Ziel-Bildelement herum berechnet wird. Durch Addieren eines vorbestimmten Wertes zu dem Mittelwert wird ein erster Schwellenwert erhalten und wenn das Ziel-Bildelement eine Dichte hat, die größer als der erste Schwellenwert ist, wird es auf "1" binär codiert. Durch Subtrahieren eines vorbestimmten Wertes von dem Mittelwert wird ein zweiter Schwellenwert berechnet und wenn das Ziel- Bildelement einen Dichtewert hat, der kleiner als der zweite Schwellenwert ist, wird es auf "0" binär codiert, und falls die Dichte des Ziel-Bildelementes zwischen den beiden Schwellenwerten liegt, wird es nach einem "Dither"-Prozeß binär codiert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Erfindungsgemäß werden eine Bildverarbeitungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1 und ein Bildverarbeitungsverfahren gemäß Patentanspruch 19 geschaffen. In den übrigen Ansprüchen sind zusätzliche Merkmale aufgeführt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt eine Bildverarbeitungseinrichtung, in der in kurzer Zeit mit einem einfachen Schaltungsaufbau ein Bild mit hervorragender Gradation und Auflösung erzielt werden kann.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 und 14 sind Darstellungen eines mehrwertigen Bildes, eines Binärbildes und einer Gewichtungsmaske für ein jeweiliges Bildelement,
Fig. 2 und 15 sind Darstellungen einer Differenz, die auf die Binärcodierung hin auftritt,
Fig. 3, 13, 17A und 17B sind Darstellungen von Beispielen für Gewichtungsmasken,
Fig. 4 ist eine Blockdarstellung, die den Aufbau einer Bildverarbeitungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel 1 zeigt,
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das Einzelheiten einer Binärcodierschaltung bei dem Ausführungsbeispiel 1 zeigt,
Fig. 6 ist eine Darstellung eines Beispiels für eine Tabelle, die in einem Festspeicher 12 nach Fig. 5 gespeichert ist,
Fig. 7 ist eine Darstellung, die den Fall veranschaulicht, bei dem eine Gewichtungsmaske 1 in 6-Bit-Daten umgesetzt wurde,
Fig. 8, 9 und 10 sind Blockschaltbilder von Binärcodierschaltungen gemäß Ausführungsbeispielen in dem Fall, daß die Binärcodierschaltung nach Fig. 5 teilweise abgeändert ist,
Fig. 11 ist eine Darstellung eines Beispiels für eine Tabelle, die in einem Festspeicher 100 nach Fig. 10 gespeichert ist,
Fig. 12 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Ausführungsbeispiels 4,
Fig. 16 und 18 sind Blockschaltbilder, die Einzelheiten der Binärcodierschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel 7 zeigen,
Fig. 19 ist ein Blockschaltbild einer Binärcodierschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel 8,
Fig. 20 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Ausführungsbeispiels 9 und
Fig. 21 ist ein Blockschaltbild von Binärcodierschaltungen gemäß Ausführungsbeispielen 9 und 10.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung ausführlich beschrieben.

Ausführungsbeispiel 1

Zuerst wird das Prinzip des vorliegenden Systems beschrieben.
Fig. 1(1) ist eine Darstellung von mehrwertigen Daten für ein jeweiliges Bildelement eines eingegebenen Bildes.
In Fig. 1(1) sind mit f(i, j) mehrwertige Dichtedaten eines eingegebenen Bildes an der Stelle eines Ziel-Bildelementes, welches binär zu codieren ist und auf einen normierten Wert von "0" oder "1" eingestellt wird. Andererseits wurde an den Bildelementstellen oberhalb einer gestrichelten Linie der Binärcodierprozeß schon abgeschlossen. Nachdem das Ziel-Bildelement binär codiert wurde, werden gleichartige Prozesse aufeinanderfolgend für f(i, j+1), f(i, j+2), ausgeführt.
Fig. 1(2) ist eine Darstellung von binären Bilddaten. Mit B(i, j) ist eine Dichte (mit einem Wert von 0 oder 1) nach der Binärcodierung des Ziel-Bildelementes bezeichnet. Der von einer gestrichelten Linie umgebene Bereich betrifft die Bildelementdaten, die schon binär codiert wurden, wenn das Ziel-Bildelement verarbeitet wird. Diese codierten Bildelementdaten werden herangezogen, wenn das Ziel-Bildelement binär codiert wird.
Fig. 1(3) ist eine Darstellung von Gewichtungsmasken. Mit R ist ein Beispiel für eine Gewichtungsmaske zum Erhalten eines Dichtemittelwertes bezeichnet, die durch eine Matrix mit dem Format 3x3 ausgedrückt ist. Die Gewichtung an der dem Ziel- Bildelement entsprechenden Stelle ist auf R(0, 0) angesetzt und R(0, -1) ist 0.
Gemäß dem System werden unter der Annahme, daß das Objektbildelement jeweils binär auf schwarz oder auf weiß codiert wird, die Dichtemittelwerte der ausgegebenen Bilder nahe an dem Objektbildelement auf m&sub1;(i, j) und m&sub0;(i, j) angesetzt und durch die folgenden Gleichungen erhalten:
(wobei diese Gleichung den Fall betrifft, daß B(i, j) = 1 ist, nämlich das Objektbildelement binär auf schwarz cddiert ist)
(wobei diese Gleichung den Fall betrifft, daß B(i, j) = 0 ist, nämlich das Objektbildelement binär auf weiß codiert ist)
Mit 5 ist die Summe der Gewichtungen R bezeichnet. Beispielsweise ist im Falle der Anwendung der Gewichtungsmaske 1 nach Fig. 3 S = 29. Im Falle der Anwendung der Gewichtungsmaske 2 ist S = 58.
Unter Anwendung der Dichtemittelwerte m&sub1; und m&sub0; wird die mehrwertige Dichte f(i, j) des Objektbildelementes binär gemäß den folgenden Gleichungen codiert: Wenn
In den Gleichungen (3) ist mit E(i, j) eine Differenz bezeichnet, welche auftritt, wenn eine mehrwertige Dichte f(i, j-1) des Bildelementes (i, j-1), welches dem Objektbildelement (i, j) um ein Bildelement vorangeht, binär auf eine binäre Dichte B(i, j-1) codiert wurde. Das heißt, der Prozeß in der Weise, daß die eingegebene Bildelementdichte f(i, j-1) binär auf 1 oder 0 codiert wurde, hat die Bedeutung, daß das Bildelement (i, j-1) näherungsweise entweder auf m&sub1;(i, j-1) oder auf m&sub0;(i, j-1) als Dichtemittelwert nahe an dem Bildelement (i, j-1) angesetzt wurde. In einem jeweiligen Fall tritt gegenüber der mehrwertigen Dichte f(i, j-1) des eingegebenen Bildes die Differenz f(i, j-1) - m&sub1; oder f(i, j-1) - m&sub0; auf. Daher wird nach dem Addieren der Binärcodierungsdifferenz E(i, j) zu dem Objektbildelement f(i&sub1; j) der korrigierte Wert binär codiert, so daß die Dichte an dem Bild in Bezug auf den ganzen Eingabebildbereich nach beendeter Binärcodierung vollständig erhalten bleiben kann. Dieses System hat das nutzvolle Merkmal, daß die Prozesse bezüglich eines Punktes unter Berücksichtigung einer solchen Binärcodierungsdifferenz ausgeführt werden. Im Vergleich zu dem vorangehend beschriebenen Dichtemittelwert-Näherungsverfahren ist die Fähigkeit zur Halbtonreproduktion beträchtlich verbessert.
In den Gleichungen (3) ist mit E(i, j+1) eine Differenz bezeichnet, die auf das Bildelement (i, j+1) verlegt wird, welches auf das Objektbildelement (i, j) um ein Bildelement nachfolgt. Gemäß der Darstellung in Fig. 2 wird E(i, j+1) auf einen Wert angesetzt, der im Falle von f(i, j) + E(i, j) > (m&sub1; + m&sub0;)/2 durch Subtrahieren von m&sub1; von f(i, j) + E(i, j) erhalten wird. Im Falle von f(i, j) + E(i, j) ≤ (m&sub1; + m&sub0;)/2 wird E(i, j+1) auf einen Wert angesetzt, welcher durch Subtrahieren von m&sub0; von f(i, j) + E(i, j) erhalten wird.
Gemäß den vorangehenden Ausführungen kann trotz des Umstandes, daß im Falle des Dichtemittelwert- Erhaltungsverfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel die Verarbeitungsmenge weitaus geringer ist als bei dem Fehlerverteilungsverfahren, eine Bildreproduktionsfähigkeit erzielt werden, die gleich derjenigen bei dem Fehlerverteilungsverfahren oder höher ist, da trotz des Umstandes, daß die Differenz lediglich durch Nutzung eines zu dem Objektbildelement benachbarten Bildelementes korrigiert wird, durch das Erhalten der Dichtemittelwerte aus einer Vielzahl von Daten nach beendeter Binärcodierung auf gleichwertige Weise eine Wirkung erzielt wird, die derjenigen im Falle des Korrigierens durch Verteilen der Differenzen auf eine Vielzahl von Bildelementen gleichartig ist.
In Anbetracht dieses Gesichtspunktes ist es offensichtlich, daß bei dem vorangehend beschriebenen Dichtemittelwert- Näherungsverfahren die Differenzen nicht wie bei dem vorliegenden System berücksichtigt sind und die Bildreproduktionsfähigkeit des vorliegenden Systems deutlich besser ist als diejenige bei dem Dichtemittelwert- Näherungsverfahren.
Die Fig. 4 ist eine Blockdarstellung einer Bildverarbeitungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Eine Eingabesensoreinheit A enthält ein photoelektrisches Wandlerelement wie eine Ladungskopplungs- Vorrichtung CCD oder dergleichen und eine Steuereinrichtung für das Abtasten des photoelektrischen Wandlerelementes. Mit der Eingabesensoreinheit A wird eine Vorlage abgetastet und gelesen. Die Bilddaten der durch die Eingabesensoreinheit A gelesenen Vorlage werden aufeinanderfolgend zu einem A/D- Umsetzer B übertragen. Der A/D-Umsetzer B setzt die Daten für ein jeweiliges Bildelement in digitale 6-Bit-Daten um, wodurch die Daten zu Daten mit Gradationsstufen mit 64 Werten digitalisiert werden. Als nächstes werden in einer Korrekturschaltung C eine Abschaltungskorrektur und dergleichen zum Korrigieren von Empfindlichkeitsschwankungen des Ladungskopplungssensors und von Beleuchtungsschwankungen einer Beleuchtungslichtquelle durch digitale Rechenprozesse ausgeführt. Die korrigierten Daten werden dann einer Binärcodierschaltung D zugeführt. In der Binärcodierschaltung D werden die eingegebenen mehrwertigen 6-Bit-Daten durch das vorangehend beschriebene System zu binären 1-Bit-Daten digitalisiert. Ein Drucker E ist durch ein Laserstrahlsystem oder ein Tintenstrahlsystem gebildet. Aufgrund der aus der Binärcodierschaltung D zugeführten binären Daten wird von dem Drucker E das Ein- und Ausschalten von Bildpunkten gesteuert und auf einem Aufzeichnungspapier ein Bild reproduziert.
Die Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das die Einzelheiten der Binärcodierschaltung D nach Fig. 4 zeigt.
In Fig. 5 sind mit 1 und 2 Verzögerungsspeicher RAM für das jeweilige Speichern von binären Daten, die binär codiert wurden, in einer Menge für eine Zeile, mit 3 bis 7 und 11 D- Flipflops für das jeweilige Verzögern der binären Daten um ein Bildelement, mit 8 ein Festspeicher ROM zum Berechnen eines Dichtemittelwertes der Bildelemente um das Objektbildelement bzw. Ziel-Bildelement herum und zum Ausgeben eines Schwellenwertes, mit 9 ein Subtrahierer zum Berechnen der Differenz zwischen den eingegebenen mehrwertigen Daten für das Ziel-Bildelement und dem Schwellenwert, mit 10 ein Vergleicher zum Vergleichen des aus dem Festspeicher 8 abgegebenen Schwellenwertes mit den mehrwertigen Daten für das Ziel-Bildelement, mit 11 das D- Flipflop, mit 12 ein Festspeicher ROM zum Berechnen von Differenzdaten, die zu den mehrwertigen Daten zu addieren sind, welche auf das Ziel-Bildelement folgend eingegeben werden, und mit 13 ein Addierer zum Addieren der eingegebenen Daten mit den Differenzdaten bezeichnet, die aus dem Festspeicher 12 ausgegeben werden.
Bei dieser Anordnung gibt der Vergleicher 10 an das D- Flipflop 7 und den Drucker E Daten B(i, j) mit einem Bit ab, welche gemäß den Gleichungen (3) binär codiert wurden. Die binären Daten werden in die Speicher 2 und 1 für das jeweilige Verzögern um eine Zeile eingegeben. Die binären Daten B (i-1, j+1), die durch den Speicher 2 um eine Zeile verzögert wurden, und die binären Daten B(i-2, j+1), die durch den Speicher 1 um zwei Zeilen verzögert wurden, werden an den Festspeicher 8 abgegeben.
Weiterhin geben jeweils das D-Flipflop 3 die binären Daten B(i-2, j), das D-Flipflop 4 die Daten B(i-2, j-1), das D- Flipflop 5 die Daten B(i-1, j), das D-Flipflop 6 die Daten B(i-1, j-1) und das D-Flipflop 7 die Daten B(i, j-1) an den Festspeicher 8 ab.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 betreffen die binären Daten die binären Bilder der Umgebungsbildelemente für das eingegebene Bild f(i, j). Wenn die binären Bilder mit den Eingangsadressen in dem Festspeicher 8 verbunden sind, kann mit hoher Geschwindigkeit der binäre Schwellenwert erhalten werden, da in dem Festspeicher 8 im Voraus aufgrund der Gleichungen (1) und (2) der in den Gleichungen (3) dargestellte binäre Schwellenwert (m&sub1;(i, j) + m&sub0;(i, j))/2 gespeichert wurde.
Der binäre Schwellenwert wird in den Subtrahierer 9 und den Vergleicher 10 eingegeben. Andererseits wird in den Subtrahierer 9 und den Vergleicher 10 aus dem D-Flipflop 11 f(i, j) + E(i, j) eingegeben.
Aufgrund dieser beiden Eingangssignale berechnet der Subtrahierer 9 die Differenz f(i, j) + E(i, j) - (m&sub1;(i, j) + m&sub0;(i, j))/2 zwischen den beiden Seiten der Ungleichung in den Gleichungen (3). Der Differenzwert wird in den Festspeicher 12 eingegeben. Wenn dieser Ausdruck unter Anwendung der Gleichungen (1) bis (3) abgewandelt wird, ergibt sich
f(i,j) + E(i,j) -[m&sub1;(i, j) - 1/2SR(0,0)] = f(i, j) + E(i, j) -[m&sub0;(i,j) + -R(0, 0)] wenn
Andererseits werden von dem Vergleicher 10 gemäß den vorstehend genannten beiden Eingangssignalen f(i, j) + E(i, j) und (m&sub1;(i, j) + m&sub0;(i, j))/2 verglichen und die binären Daten B(i, j) ausgegeben.
In dem Festspeicher 12 wird dann aufgrund des Wertes B(i, j) aus dem Vergleicher 10 und des Wertes f(i, j) + E(i, j) -(m&sub1;(i, j) + m&sub0;(i, j))/2 aus dem Subtrahierer 9 der in der Gleichung (4) dargestellte Wert E(i, j+1) berechnet.
Da in dieser Gleichung (4) durch das vorangehende Berechnen der Differenz E(i, j+1) aus dem Dichtemittelwert und das Einspeichern in den Festspeicher 12 für die Differenzberechnung die Gewichtung R(0, 0) und S schon bekannt sind, kann dann, wenn die binären Daten B(i, j) und der Wert f(i, j) + E(i, j) - (m&sub1;(i, j) + m&sub0;(i, j))/2 als Ausgangssignal des Subtrahierers 9 in den Festspeicher 12 eingegeben werden, der Wert E(i, j+1) durch Tabellenumsetzung erhalten werden.
Die Fig. 6 zeigt ein Beispiel für die in dem Festspeicher 12 gespeicherte Tabelle.
Da bei dem Ausführungsbeispiel die in Fig. 3 dargestellte Gewichtungsmaske 1 verwendet wurde, werden zum Normieren auf die tatsächlich eingegebenen 6-Bit-Bilddichtewerte (0 bis 63) die aus den Gleichungen (1) und (2) erhaltenen Werte um das 63-fache vergrößert und der sich ergebende Wert wird in die Festspeichertabelle zur Dichtemittelwertberechnung als der Wert eingespeichert, der in den 6-Bit-Wert umgesetzt wurde. In diesem Fall wird die Gewichtungsmaske 1 gemäß der Darstellung in Fig. 7 eingesetzt.
Der Ausgabewert f(i, j) + E(i, j) - (m&sub1;(i, j) + m&sub0;(i, j))/2 aus dem Subtrahierer 9 wird in den Festspeicher 12 als Absolutwert eingegeben und das positive oder negative Vorzeichen wird entsprechend dem Wert B(i, j) bestimmt. Die durch den Festspeicher 12 erhaltene Differenz E(i, j+1) wird durch den Addierer 13 zu den eingegebenen Bilddaten f(i, j+1) addiert. Das D-Flipflop 11 verzögert den Additionswert um die Zeitdauer der Daten für einen Takt.
Gemäß den vorangehenden Ausführungen kann im Vergleich zu dem Dichtemittelwert-Näherungsverfahren das Ausführungsbeispiel auf einfache Weise mittels lediglich addierender integrierter Rechenschaltungen auf einigen wenigen Subtraten realisiert werden. Darüberhinaus können die Gradationen außerordentlich verbessert werden.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird bei diesem ersten Ausführungsbeispiel die mittlere Dichte aufgrund der binären Daten berechnet und die Binärcodierung wird aufgrund der mittleren Dichte ausgeführt. Auf diese Weise kann die Verarbeitungsmenge für die Binärcodierung deutlich verringert werden. Außerdem können die Gradationen dadurch beträchtlich verbessert werden, daß die Differenz zwischen dem auf die Binärcodierung hin erzeugten Dichtemittelwert und den eingegebenen mehrwertigen Daten korrigiert wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel wurde die Binärcodierdifferenz E nur auf das nächste Bildelement verlegt und in den Gleichungen (3) korrigiert. Falls jedoch die Binärcodierdifferenz E auf mehrere Bildelemente in der Weise verteilt wird, daß zu dem Bildelement (i, j+1) der Wert 3E(i, j+1)/4 verteilt wird und zu dem Bildelement (i, j+2) nach Fig. 1 der Wert E(i, j+1)/4 verlegt wird, wird selbst bei einer kleinen Mittelwertverarbeitungsmaske die Fähigkeit zur Gradationsreproduktion verbessert.
Die Differenz E kann auch zweidimensional in einem vorbestimmten Verteilungsverhältnis auf mehrere Bildelemente nahe an dem Ziel-Bildelement verteilt werden. In diesem Fall ist zwar der Schaltungsaufbau etwas komplizierter, aber es kann das gleichförmige Bild sowohl hinsichtlich der Unterabtastrichtung als auch hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erzielt werden und die Reproduzierbarkeit ist verbessert.
Im Falle der zweidimensionalen Verteilung der Differenz E in zwei Richtungen (zu einem benachbarten Bildelement und zu einem um eine Zeile unter dem Ziel-Bildelement liegenden Bildelement) werden die Gleichungen (3) zu den folgenden Gleichungen: Wenn
Die Differenzübertragungsbildelemente werden auf zwei Bildelementstellen gesetzt, welche zu dem Ziel-Bildelement in zwei orthogonalen Richtungen benachbart sind, das heißt auf die beiden Punkte (i, j+1) und (i+1, j). Der Differenzwert [f(i, j) + E(i, j) - m(i, j)], der bei dem Ausführungsbeispiel erhalten wird, wird in zwei Werte E&sub1;(i, j+1) und E&sub2;(i,+1, j) unterteilt, welche jeweils zu dem eingegebenen Dichtewert addiert werden, wodurch die Korrektur ausgeführt wird.
Die Fig. 8 ist ein Blockschaltbild einer Binärcodierschaltung für das zweidimensionale Verteilen der Binärcodierdifferenz E. In Fig. 8 sind gleiche Teile und Elemente wie diejenigen in Fig. 5 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird weggelassen.
Mit 14 ist ein Verteiler zum Aufteilen der aus dem Festspeicher 12 zugeführten Differenz E in die Teile für die Verteilung auf das Bildelement f(i, j+1) und das Bildelement f(i+1, j) bezeichnet.
Mit 15 ist ein Addierer zum Addieren des aus der Korrekturschaltung C zugeführten Wertes f(i+1, j) und des aus dem Verteiler 14 zugeführten Wertes E&sub2;(i+1, j) bezeichnet.
Mit 16 ist ein Speicher RAM für das Verzögern der aus dem Addierer 15 zugeführten Daten um eine Zeitdauer bezeichnet, die einer Zeile abzüglich eines Bildelementes entspricht. Durch das Einschalten des Speichers 16 kann die an der vorangehenden Zeile erzeugte Differenz zu dem Ziel- Bildelement f(i, j) addiert werden.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann durch das zweidimensionale Verteilen der Differenz zwischen der mittleren Dichte, die durch die Binärcodierung erzeugt wird, und der eingegebenen Dichte die Gleichförmigkeit im Vergleich zu dem Verlegen der Differenz auf ein benachbartes Bildelement verbessert werden und die Entstehung eines periodischen Musters verhindert werden. Andererseits tritt selbst bei der Reproduktion eines Randteiles eines Zeichens, einer Zeichnung oder dergleichen die Richtwirkung nicht in Erscheinung und der Randteil kann deutlich reproduziert werden.
Bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel wurde die in Fig. 3 dargestellte Gewichtungsmaske 1 als Gewichtungsmaske zum Erzielen der mittleren Dichte herangezogen. Durch Vergrößern eines Bereiches zum Erzielen der mittleren Dichte wie einer Gewichtungsmaske 2 kann ferner die Reproduzierbarkeit der Gradationsstufen weiter verbessert werden und auch die Reproduzierbarkeit bei der Informationsauflösung verbessert werden, wie es bei einer Schriftzeichenvorlage oder dergl. erforderlich ist. Die Gewichtungsmaske ist nicht auf die vorangehend genannten Masken eingeschränkt, sondern es kann auch irgendeme Maske in gleichartiger Form benutzt werden.
Andererseits hat zwar die Gewichtungsmaske Gewichtungen, die größer werden, wenn das zu verarbeitende Bildelement dem Ziel-Bildelement näher kommt, aber deren Gradient und Verteilung sind nicht eingeschränkt. Es können auch Bildelemente an beabstandeten Stellen herangezogen werden, die nicht angrenzend sind.
Wenn die Differenz, die auf die umgebenden Bildelemente verteilt wird, durch das Fehlerverteilungsverfahren ermittelt wird, ist bei dem Ausführungsbeispiel der unvermeidbare Unterteilungsprozeß unnötig. Die in einem solchen Fall erzeugte Differenz wird beseitigt und die Dichten des eingegebenen Bildes und des ausgegebenen Bildes können vollständig beibehalten werden.

Ausführungsbeispiel 2

Bei dem Ausführungsbeispiel 1 wird zu dem Wert f(i, j) für das Ziel-Bildelement die Differenz E(i, j) addiert, die entsteht, wenn das dem Ziel-Bildelement (i, j) vorangehende Bildelement (i, j-1) binär codiert wird. Hierdurch wird der korrigierte Wert erzeugt, der mit dem Dichtemittelwert verglichen wird, wodurch die Binärcodierung ausgeführt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel 2 wird jedoch die Differenz E(i, j) in die Berechnung des Mittelwertes bei dem binären Codieren des Ziel-Bildelementes mit eingeschlossen, wodurch die Binärcodierung ausgeführt wird.
Das heißt, bei dem Ausführungsbeispiel 2 werden die bei dem Ausführungsbeispiel 1 durch die Gleichungen (1) und (2) erhaltenen Werte m&sub1;(i, j) und m&sub0;(i, j) folgendermaßen eingesetzt:
(wenn B(i, j) = 1) ... (5)
(wenn B(i,j) = 0) ... (6)
Die mehrwertige Dichte f(i, j) des Ziel-Bildelementes wird nach folgenden Gleichungen binär codiert: Wenn
Die Fig. 9 ist eine Blockdarstellung einer Bildverarbeitungseinrichtung, mit der das Ausführungsbeispiel 2 realisiert wird.
In Fig.9 sind mit 1 bis 12 die gleichen Komponentenelemente wie die bei dem Ausführungsbeispiel 1 bezeichnet und ihre Beschreibung wird weggelassen. Mit 20 ist ein Subtrahierer bezeichnet, der die Differenz E(i, j) subtrahiert, welche bei dem vorangehenden Bildelement aus dem Dichtemittelwert erzeugt wird, der aus dem Festspeicher 8 für die Berechnung des Dichtemittelwertes zugeführt wird. Bei dieser Anordnung wird der Schwellenwert (m&sub1;'(i, j) + m&sub0;'(i, j))/2 durch Kombinieren der Differenz E in dem Subtrahierer 20 mit der aus dem Festspeicher 8 ausgegebenen mittleren Dichte erhalten und in den Subtrahierer 9 und den Vergleicher 10 eingegeben.
Andererseits werden in den Subtrahierer 9 und den Vergleicher 10 die mehrwertigen Daten f(i, j) für das eingegebene Bild eingegeben.
Aufgrund dieser beiden Eingangssignale berechnet der Subtrahierer 9 die Differenz f(i, j) - (m&sub1;'(i, j) + m&sub0;'(i, j))/2 zwischen den beiden Seiten der Ungleichung in den Gleichungen (7). Wenn diese Gleichungen unter Anwendung der Gleichungen (5) und (6) abgewandelt werden, ergibt sich:
f(i,j) - [m&sub1;'(i, j) - 1/2S R(0,0)] = f(i,j) - [m&sub0;'(i, j) + 1/2S R(0,0)]
Der Vergleicher 10 vergleicht andererseits f(i, j) mit (m&sub1;'(i, j) + m&sub0;'(i, j))/2 und gibt die binären Daten B(i, j) ab.
Da in den vorstehenden Gleichungen (8) die Gewichtung R(0, 0) und S schon bekannt sind, wird aus dem Festspeicher 12 die Binärcodierdifferenz E(i, j+1) hergeleitet. Die Differenz E(i, j+1) wird durch das D-Flipflop 11 verzögert und in den Subtrahierer 20 eingegeben. Durch Wiederholen dieser Prozesse können die eingegebenen mehrwertigen Daten aufeinanderfolgend binär codiert werden. Obwohl die Ausführungsbeispiele 1 und 2 in Bezug auf das Beispiel beschrieben wurden, bei dem die eingegebenen mehrwertigen Daten zu binären Daten digitalisiert werden, kann die Erfindung auch in dem Fall angewandt werden, daß die Daten zu dreiwertigen Daten oder vierwertigen Daten digitalisiert werden.
Obzwar die Ausführungsbeispiele in Bezug auf den Fall beschrieben wurden, daß die Anzahl der Arten der eingegebenen Daten auf eins angesetzt ist (für eine Farbe), kann die Erfindung durch Einsetzen der eingegebenen Daten für drei Farben R, G und B auch bei einem Farbbild angewandt werden.

Ausführungsbeispiel 3

Als Ausführungsbeispiel 3 wird nun ein Abwandlungsbeispiel des Ausführungsbeispiels 1 beschrieben.
Bei dem Ausführungsbeispiel 3 wird die Differenz E(i, j+1) nur dann, wenn die korrigierten Daten (f(i, j) + E(i, j)) gemäß der Beschreibung bei dem Ausführungsbeispiel 1 (Fig. 2) innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegen, zu E(i, j+1) = f(i, j) + E(i, j) - m&sub0;(i, j) berechnet. Das heißt, auf die Binärcodierung des nächsten Bildelementes hin ist die Differenz E(i, j+1): Konstante oder Es wird eingesetzt
Andernfalls gilt: wenn oder
Das heißt, die charakteristischen Prozesse dieses Systems sind die folgenden: Falls gemäß der Darstellung in den Gleichungen (9) und (10) bei dem Vergleich der Korrekturwerte für das Ziel-Bildelement mit den Mittelwerten m&sub1; und m&sub0; auf die Binärcodierung hin der Korrekturwert für das Ziel- Bildelement (nämlich der Differenzwert E(i, j+1)) innerhalb eines vorbestimmten Bereiches (gemäß dem Wert von α) liegt, in dem er einen Wert nahe an dem gewählten Mittelwert m&sub1; oder m&sub0; hat, wird als Korrekturwert für die Binärcodierung des nächsten Bildelementes gemäß den Gleichungen (10) die Differenz zwischen dem gewählten Mittelwert und dem Korrekturwert für das Ziel-Bildelement bestimmt. Wenn andererseits diese Differenz außerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, nämlich wenn die Differenz zwischen den Ziel-Bildelement-Korrekturwerten m&sub1; und m&sub0; ausreichend groß ist, wird der Korrekturwert auf 0 gesetzt und bei der Binärcodierung des nächsten Bildelementes keine Korrektur vorgenommen.
Anders ausgedrückt ist in dem ersteren Fall die Dichteänderung des Bildes nahe an dem Ziel-Bildelement gering, so daß festgestellt wird, daß das Bild den Bildbereich mit Halbtönung betrifft. Daher wird die Differenz zwischen der Bilddichte und dem durch die Binärcodierung erzeugten Dichtemittelwert durch das nächste Bildelement korrigiert, wodurch die weiche Dichteänderung des Bildes ermöglicht ist, welches der unechten Halbtonverarbeitung mit hoher Naturgetreue zu unterziehen ist. Das heißt, die Gradationen können verbessert werden. Andererseits wird in dem letzteren Fall festgestellt, daß der Randteil eines Zeichens, einer Zeichnung oder dergleichen vorliegt, nämlich die Dichte des Ziel-Bildelementes im Vergleich zu der Dichte des Bildes nahe an dem Ziel-Bildelement plötzlich geändert ist. Daher wird in diesem Fall für das Bildelement der Korrekturwert auf 0 angesetzt und die durch die Erhaltung der Dichte verursachte Verschlechterung der Auflösung unterdrückt. Infolgedessen kann die Auflösung an dem Randteil verbessert werden.
Gemäß den vorangehenden Ausführungen wird bei dem Charakteristikverarbeitungssystem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel in dem Halbtonbildbereich durch Anwendung der Binärcodierdifferenz gemäß der Bilddichteänderung die Dichte in dem binären Bild beibehalten und in dem Bildbereich eines Zeichens oder dergleichen mit hohem Kontrast wird die Binärcodierdifferenz nicht angewandt, um die durch das Beibehalten der Dichte verursachte Unschärfe des Bildes zu verhindern.
Da der schematische Schaltungsaufbau bei dem Ausführungsbeispiel 3 dem in Fig. 4 dargestellten gleichartig ist, wird dessen Beschreibung weggelassen.
Die Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, das die Einzelheiten der Binärcodierschaltung D bei dem Ausführungsbeispiel 3 zeigt.
In dem Schaltbild sind gleiche Teile und Komponenten wie diejenigen nach Fig. 5 mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In Fig. 10 sind mit 1 und 2 die Verzögerungsspeicher RAM für das jeweilige Speichern der digitalisierten binären Daten in einer einer Zeile entsprechenden Menge, mit 3 bis 7 und 11 die D-Flipflops für das jeweilige Verzögern der binären Daten um eine Zeitdauer, die einem Bildelement entspricht, mit 8 der Festspeicher ROM für das Berechnen der Dichtemittelwerte der Bildelemente um ein Ziel-Bildelement herum und zum Ausgeben eines Schwellenwertes, mit 9 der Subtrahierer zum Berechnen der Differenz zwischen den eingegebenen mehrwertigen Daten für das Ziel-Bildelement und dem Schwellenwert, mit 10 der Vergleicher zum Vergleichen des aus dem Festspeicher 8 ausgegebenen Schwellenwertes mit den mehrwertigen Daten für das Ziel-Bildelement, mit 11 das D- Flipflop, mit 100 ein Festspeicher ROM für das Berechnen von Differenzdaten, die zu den mehrwertigen Daten zu addieren sind, welche auf das Ziel-Bildelement nachfolgend eingegeben werden, und mit 13 der Addierer für das Addieren der eingegebenen Daten mit den Differenzdaten bezeichnet, die aus dem Festspeicher 100 ausgegeben werden.
In dieser Anordnung gibt der Vergleicher 10 an das D-Flipflop 7 und den Drucker E die 1-Bit-Daten B(i, j) ab, welche gemäß den Gleichungen (3) binär codiert wurden. Die binären Daten werden in die Speicher 2 und 1 für das jeweilige Verzögern um eine Zeile eingegeben. An den Festspeicher 8 werden die binären Daten B(i-1, j+1) ausgegeben, die durch den Speicher um eine Zeile verzögert wurden. An den Festspeicher 8 werden auch die binären Daten B(i-2, j+1) ausgegeben, die durch den Speicher 1 um zwei Zeilen verzögert sind.
Weiterhin geben jeweils das D-Flipflop 3 die Daten B(i-2, j), das D-Flipflop 4 die Daten B(i-2, j-1), das D-Flipflop 5 die Daten B(i-1, j), das D-Flipflop 6 die Daten B(i-1, j-1) und das D-Flipflop 7 die Daten B(i, j-1) an den Festspeicher 8 ab.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 betreffen die binären Daten die binären Bilder der umgebenden Bildelemente für das eingegebene Bild f(i, j). Wenn die binären Bilder mit den Eingangsadressen des Festspeichers 8 in Verbindung gebracht sind, kann mit hoher Geschwindigkeit der binäre Schwellenwert erhalten werden, da im Voraus in den Festspeicher 8 aufgrund der Gleichungen (1) und (2) der in den Gleichungen (3) dargestellte binäre Schwellenwert (m&sub1;(i, j) + m&sub0;(i, j))/2 eingespeichert worden ist.
Der Schwellenwert wird in den Subtrahierer 9 und den Vergleicher 10 eingegeben. Andererseits wird in den Subtrahierer 9 und den Vergleicher 10 der Wert f(i, j) + E(i, j) aus dem D-Flipflop 11 eingegeben.
Aufgrund dieser beiden Eingangssignale berechnet der Subtrahierer 9 die Differenz f(i, j) + E(i&sub1; j) - (m&sub1;(i, j) + m&sub0;(i, j))/2 zwischen den beiden Seiten der Ungleichung in den Gleichungen (3). Wenn diese Gleichungen unter Anwendung der Gleichungen (1) und (2) abgewandelt werden, ergibt sich
f(i, j) + E(i, j) -[m&sub1;(i, j) - 1/2S R(0,0)] = f(i, j) + E(i, j) -[m&sub0;(i, j) + 1/2S R(0,0)] wenn
Andererseits werden aufgrund der vorstehend genannten beiden Eingangssignale von dem Vergleicher 10 die Werte f(i, j) + E(i, j) und (m&sub1;(i, j) + m&sub0;(i, j))/2 verglichen und die binären Daten B(i, j) ausgegeben.
Dann wird in dem Festspeicher 100 aufgrund des Wertes B(i, j) aus dem Vergleicher 10 und des Wertes f(i, j) + E(i, j) - (m&sub1;(i, j) + m&sub0;(i, j))/2 aus dem Subtrahierer 9 der in der Gleichung (9) oder (10) dargestellte Wert E(i, j+1) berechnet.
Da in den Gleichungen (11) die Gewichtung R(0, 0) und S schon bekannt sind, wird die Differenz E(i, j+1) gemäß den Gleichungen (4) und (5) im Voraus berechnet und in den Festspeicher 100 für die Differenzberechnung eingespeichert. Infolgedessen wird durch das Eingeben der binären Daten B(i, j) und von f(i, j) + E(i, j) - (m&sub1;(i, j) + m&sub0;(i, j))/2 als Ausgangssignal des Subtrahierers 9 in den Festspeicher 100 durch Tabellenumsetzung der Wert E(i, j+1) erhalten.
Die Fig. 11 zeigt ein Beispiel für die in dem Festspeicher 100 gespeicherte Tabelle.
Bei dem Ausführungsbeispiel wurde die in Fig. 3 dargestellte Gewichtungsmaske 1 benutzt. Daher wird zum Normieren der tatsächlich eingegebenen Bilddichtewerte (0 bis 63) mit sechs Bits der durch die Gleichungen (1) und (2) erhaltene Wert auf das 63-fache vergrößert und die sich ergebenden Werte werden in die Festspeichertabelle für die Dichtemittelwertberechnung als Werte eingespeichert, die zu 6-Bit-Werten umgesetzt sind. In diesem Fall wird die Gewichtungsmaske 1 gemäß der Darstellung in Fig. 7 eingesetzt.
Die Fig. 11 zeigt die Tabelle im Falle von α = 1 in der Gleichung (6). Wenn E(i, j+1) größer als R(0, 0) = 18 ist, wird E(i, j+1) auf 0 gesetzt. Das Ausgangssignal f(i, j) + E(i, j) - (m&sub1;(i, j) + m&sub0;(i, j))/2 des Subtrahierers 9 wird in den Festspeicher 100 als Absolutwert eingegeben. Das positive oder negative Vorzeichen wird gemäß dem Wert von B(i, j) bestimmt.
Die in dem Festspeicher 100 erhaltene Differenz E(i, j+1) wird durch den Addierer 13 zu den eingegebenen Bilddaten f(i, j+1) addiert. Das D-Flipflop 11 verzögert den Summenwert um die Zeitdauer eines Datentaktes.
Gemäß den vorangehenden Ausführungen kann im Vergleich zu dem Dichtemittelwert-Näherungsverfahren das Ausführungsbeispiel 3 auf einfache Weise durch lediglich addierende integrierte Rechenschaltungen auf einigen wenigen Substraten realisiert werden.
Gemäß der vorangehenden Beschreibung wird bei dem Ausführungsbeispiel 3 der Erfindung die mittlere Dichte aufgrund der Daten berechnet, die schon binär codiert wurden, und die Binärcodierung wird aufgrund der mittleren Dichte ausgeführt, so daß die Verarbeitungsmenge für die Binärcodierung beträchtlich verringert werden kann. Darüberhinaus wird dann, wenn die Differenz zwischen dem auf die Binärcodierung hin erzeugten Dichtemittelwert und den eingegebenen mehrwertigen Daten innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, die Differenz korrigiert, so daß der Halbtonprozeß mit hervorragender Gradation ausgeführt werden kann.
Wenn ferner bei dem Ausführungsbeispiel die Differenz zwischen dem Dichtemittelwert und den eingegebenen mehrwertigen Daten größer als der vorbestimmte Wert ist, wird die Differenz nicht korrigiert. Auf diese Weise wird die durch eine Erhaltung der Dichtewerte verursachte Verschlechterung der Auflösung verhindert und es kann ein Randteilbereich scharf reproduziert werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel wurde die Binärcodierdifferenz E nur zu dem nächsten Bildelement verlegt und die Korrektur in den Gleichungen (3) vorgenommen. Die Binärcodierdifferenz E kann jedoch auch zweidimensional in einem vorbestimmten Verteilungsverhältnis auf mehrere Bildelemente nahe an dem Ziel-Bildelement aufgeteilt werden. In diesem Fall wird zwar der Schaltungsaufbau etwas kompliziert, aber es kann das gleichförmige Bild sowohl hinsichtlich der Unterabtastrichtung als auch hinsichtlich der Hauptabtastrichtung erhalten werden und die Reproduzierbarkeit verbessert werden. Falls beispielsweise gemäß Fig. 1 die Differenz E auf mehrere Bildelemente derart verteilt wird, daß dem Bildelement (i, j+1) der Wert 3E(i, j+1)/4 und dem Bildelement (i, j+2) der Wert E(i, j+1)/4 zugeteilt werden, kann die Reproduzierbarkeit der Gradationen selbst dann verbessert werden, wenn die Maske für die Mittelwertverarbeitung klein ist.
Andererseits hat zwar die Gewichtungsmaske Gewichtungen, die mit der Annäherung des Bildelementes an das Ziel-Bildelement größer werden, jedoch sind ihr Gradient und ihre Verteilung nicht eingeschränkt. Es können auch die Bildelemente an beabstandeten Stellen herangezogen werden, die nicht benachbart sind. Die Erfindung kann in breitem Ausmaß in Bildverarbeitungsgeräten wie Faksimilegeräten, Kopiergeräten und dergleichen angewandt werden.

Ausführungsbeispiel 4

Bei dem Ausführungsbeispiel 3 wurde die Binärcodierdifferenz E auf die in den Gleichungen (9) und (10) dargestellten Fälle unterteilt, so daß dann, wenn die Differenz E gleich einem durch die Konstante α eingestellten vorbestimmten Wert oder größer ist, die Differenz E auf 0 gesetzt wird und nicht zu dem nächsten Bildelement verteilt wird. Der Wert der Konstanten α kann jedoch auch entsprechend dem Dichtemittelwert oder dem Dichtewert des Ziel-Bildelementes geändert werden.
Falls beispielsweise gemäß Fig. 12 der Wert von α derart eingestellt wird, daß er kleiner wird, wenn der Dichtemittelwert näher an 0 oder 1 kommt, kann der Randteilbereich eines schwarzen Zeichens auf weißem Hintergrund, eines leeren Zeichens auf schwarzem Hintergrund oder dergleichen feiner binär digitalisiert werden. Ausführungsbeispiel 5 Anstelle der Gleichung (9) bei dem Ausführungsbeispiel 3 wird die folgende Gleichung (12) angewandt: Im Falle von und oder von
kann das gute Ergebnis erzielt werden, wobei K eine Konstante ist und diese auf ungefähr 0 oder 1 eingestellt wird (K = 0, 1).
Gemäß dem Ausführungsbeispiel 5 kann durch das Ansetzen der Differenz E auf 0 in dem Fall, daß der Dichtemittelwert oder 1 näher kommt, der Zeichenteilbereich ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel 2 auf sehr feine Weise, binär codiert werden.
Wenn bei den Ausführungsbeispielen 4 und 5 an den Adressenanschluß des Festspeichers 100 für die Differenzberechnung anstelle der binären Daten B(i, j) das Ausgangssignal (m&sub1;(i, j) + m&sub0;(i, j))/2 des Festspeichers 8 zum Berechnen des Dichtemittelwertes eingegeben wird, können diese Ausführungsbeispiele auf einfache Weise durch Tabellenumsetzprozesse gemäß den Daten realisiert werden, die ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel 3 im Voraus eingeschrieben wurden.

Ausführungsbeispiel 6

Bei dem Ausführungsbeispiel 3 wurde als Gewichtungsmaske die in Fig. 3 dargestellte 3x3-Matrix verwendet. Allgemein ist es jedoch zum gleichmäßigen binären Codieren des Halbtonbereiches wünschenswert, die Gewichtung R(0, 0) für das Ziel-Bildelement auf einen kleinen Wert anzusetzen. Falls die Gewichtung R(0, 0) für eine Dichteänderung der binär zu codierenden Daten klein ist, kann außerdem der Randbereich gemäß der Darstellung in der Gleichung (9) auf genaue Weise erfaßt werden. Daher wird im Falle der Verwendung der 4 x 5- Gewichtungsmaske gemäß Fig. 13 die Gewichtung nach Fig. 3 bei dem Ausführungsbeispiel 3 auf 8/28 = 0,29 eingestellt, während diejenige nach Fig. 13 auf 11/96 = 0,11 eingestellt wird. Auf diese Weise kann der Halbtonbereich gleichmäßiger binär codiert werden und der Randteil eines Zeichenbereiches oder dergleichen kann feiner binär codiert und reproduziert werden.
Bei den Ausführungsbeispielen 3 bis 6 wurde die Berechnung des Korrekturwertes E für das Erhalten aller Dichten während der Verarbeitung durch Anwenden der Mittelwerte m&sub0; und m&sub1; ausgeführt. Die Entscheidung, ob in dem Randbereich oder dergleichen der Wert von E auf 0 anzusetzen ist oder nicht, kann jedoch beispielsweise nach einem bekannten Vefahren getroffen werden. Zum Beispiel wird aus den binär zu codierenden Bilddaten ein zweidimensionaler Laplace-Operator ermittelt, dieser Wert aufgrund des Schwellenwertes verarbeitet, gemäß dem Ergebnis der Entscheidung bei diesem Schwellenwertsprozeß der Randbereich festgestellt und in dem Randbereich der Wert E auf 0 angesetzt. Auch mit diesem Verfahren wird die gleiche Wirkung erzielt. Alternativ kann gemäß einem durch einen Bereichwählvorgang der Bedienungsperson erhaltenen Befehl der Randbereich in einem breiten Bereich ohne Umschalten des Prozesses für ein jeweiliges Bildelement festgelegt werden und der Wert E in einem solchen Bereich gleichfalls auf 0 gesetzt werden.
Bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen 1 bis 6 werden unter der Annahme, daß der Mittelwert auf m&sub1; eingestellt ist, wenn das Ziel-Bildelement binär auf 1 codiert wird, und der Mittelwert auf m&sub0; eingestellt ist, wenn das Ziel-Bildelement binär auf 0 codiert wird, die Daten für das Ziel-Bildelement binär unter Ansetzen von (m&sub1; + m&sub0;)/2 als Schwellenwert digitalisiert.
Bei dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel für den Fall erläutert, daß der Mittelwert der binären Daten (die vorangehend vor dem Ziel-Bildelement binär codiert wurden) unter Ausschluß des Ziel-Bildelementes als Schwellenwert angesetzt wird und die Daten für das Ziel- Bildelement binär codiert werden.

Ausführungsbeispiel 7

Zuerst wird das Prinzip dieses Systems beschrieben.
Die Fig. 14(1) ist eine Darstellung von mehrwertigen Dichtedaten für jeweilige Bildelemente des eingegebenen Bildes.
In Fig. 14(1) sind mit f(i, j) die mehrwertigen Dichtedaten für das eingegebene Bild an der Stelle des Ziel-Bildelementes bezeichnet, welches binär zu codieren, nämlich auf einen normierten Wert von 0 oder 1 zu setzen ist. Andererseits wurde die Binärcodierung an den Bildelementstellen oberhalb einer gestrichelten Linie schon abgeschlossen. Nachdem das Ziel-Bildelement binär codiert ist, wird die gleiche Binärcodierung aufeinanderfolgend für f(i, j+1), f(i, j+2) ... ausgeführt.
Die Fig. 14(2) ist eine Darstellung der binären Bilddaten. Mit B(i, j) ist die Dichte (mit dem Wert 0 oder 1) nach dem binären Codieren des Ziel-Bildelementes dargestellt. Der von einer gestrichelten Linie umrahmte Bereich stellt die Bildelementdaten dar, die bei dem Verarbeiten des Ziel- Bildelementes schon binär codiert wurden. Diese Bildelementdaten werden zum binären Codieren des Ziel- Bildelementes herangezogen.
Die Fig. 14(3) ist eine Darstellung von Gewichtungsmasken. Mit R ist ein Beispiel für die Gewichtungsmaske bezeichnet, die zum Ermitteln des Dichtemittelwertes dient und durch eine Matrix im Format 3x3 ausgedrückt ist. Die Gewichtung R für die noch nicht binär codierten Bildelemente ist derart angesetzt, daß R(0, 0) = R(0, -1) = 0 eingestellt ist.
Bei dem System wird der gewichtete Dichtemittelwert der binären Bilder nahe an dem Ziel-Bildelement auf m(i, j) angesetzt und durch die folgende Gleichung erhalten:
Das Ziel-Bildelement f(i, j) wird binär unter Ansetzen des Dichtemittelwertes m(i, j) und des binären Korrekturwertes E(i, j) codiert, welcher schon gemäß der folgenden Gleichung zugewiesen wurden: Wenn Aber wenn
Die Fig. 15 ist eine Darstellung der Gleichungen (14). In den Gleichungen (14) ist mit E(i, j) eine Differenz bezeichnet, die entsteht, wenn die mehrwertige Dichte f(i, j-1) des Bildelementes, welches dem Ziel-Bildelement (i, j) um ein Bildelement vorangeht, nämlich des Bildelementes (i, j-1) auf den binären Dichtewert B(i, j-1) binär codiert wurden. Das heißt, E(i, j) entspricht dem Wert der Differenz zwischen der mehrwertigen Dichte f(i, j-1) und dem Dichtemittelwert m(i, j-1) des Bildelementes nahe an dem Ziel-Bildelement. Durch die Binärcodierung des korrigierten Wertes, welcher durch Addieren der Binärcodierdifferenz E(i, j) zu dem Ziel- Bildelement f(i, j) erhalten wird, kann nach Abschluß der Binärcodierung die Bilddichte vollständig als mittlere Dichte in dem ganzen eingegebenen Bildbereich erhalten bleiben.
Durch das Ausführen der Prozesse unter Berücksichtigiung der Binärcodierdifferenz wird die Reproduzierbarkeit von Halbtönen im Vergleich zu derjenigen bei dem Dichtemittelwert-Näherungsverfahren beträchtlich verbessert.
Andererseits ist mit E(i, j+1) in den Gleichungen (14) eine Differenz bezeichnet, die auf das Bildelement f(i, j+1) übertragen wird, welches um ein Bildelement über das Ziel- Bildelement (i, j) hinaus liegt.
Trotz des Umstandes, daß in dem Binärcodiersystem gemäß dem Ausführungsbeispiel die Verarbeitungsmenge weitaus geringer ist als bei dem Fehlerverteilungsverfahren, ist die Bildreproduzierbarkeit gleich derjenigen bei dem Fehlerverteilungsverfahren oder höher, da trotz des Umstandes, daß die Differenz lediglich durch ein benachbartes Bildelement korrigert wird, die Wirkung zu derjenigen im Falle der Aufteilung der Differenz auf mehrere Bildelemente gleichartig ist und die Korrektur auf gleichwertige Weise durch das Ermitteln des Dichtemittelwertes aus einer Vielzahl von Daten nach Abschluß der Binärcodierung derselben erzielt wird.
Da der schematische Schaltungsaufbau bei dem Ausführungsbeispiel dem in Fig. 4 dargestellten gleichartig ist, wird dessen Beschreibung weggelassen.
Die Fig. 16 ist ein Blockschaltbild, das die Einzelheiten der Binärcodierschaltung D bei dem Ausführungsbeispiel 7 zeigt.
In Fig. 16 sind mit 101 und 102 Verzögerungsspeicher RAM für das jeweilige Speichern der binärcodierten Daten in einer Menge für eine Zeile, mit 103 bis 107 und 111 D-Flipflops für das jeweilige Verzögern der binären Daten um die Zeitdauer eines Bildelementes, mit 108 ein Festspeicher zum Berechnen der mittleren Dichte eines vorbestimmten Bereiches aus den binären Daten für die Bildelemente um das Ziel-Bildelement herum und zum Ausgeben des Dichtemittelwertes als Schwellenwert für das binäre Codieren der Daten für das Ziel- Bildelement, mit 109 ein Subtrahierer zum Berechnen der Differenz zwischen den eingegebenen mehrwertigen Daten für das Ziel-Bildelement und dem Schwellenwert aus dem Festspeicher 108, mit 110 ein Vergleicher zum Vergleichen des Schwellenwertes aus dem Festspeicher 108 mit den mehrwertigen Daten für das Ziel-Bildelement und mit 112 ein Addierer zum Addieren der aus dem Subtrahierer 109 abgegebenen Differenzdaten zu den aus der Korrekturschaltung C zugeführten mehrwertigen 6-Bit-Daten bezeichnet.
Bei dieser Anordnung gibt der Vergleicher 110 die 1-Bit-Daten B(i, j) ab, die gemäß den Gleichungen (14) binär codiert wurden. Die binären Daten werden in die Speicher 102 und 101 für das jeweilige Verzögern um eine Zeile eingegeben. Die binären Daten B(i-1, j+1), die durch den Speicher 102 um eine Zeile verzögert wurden, werden an den Festspeicher 108 abgegeben. Die binären Daten B(i-2, j+1), die durch den Speicher 101 um zwei Zeilen verzögert sind, werden an den Festspeicher 108 abgegeben.
Weiterhin werden jeweils von dem D-Flipflop 103 die Daten B(i-2, j), von dem D-Flipflop 104 die Daten B(i-2, j-1), von dem D-Flipflop 105 die Daten B(i-1, j), von dem D-Flipflop 106 die Daten B(i-1, j-1) und von dem D-Flipflop 107 die Daten B(i, j-1) an den Festspeicher 108 abgegeben.
Die binären Daten stellen die binären Bilder der Umfangsbildelemente für das eingegebene Bild f(i, j) gemäß Fig. 14 dar. Durch Herstellen der Verbindung der binären Bilder mit den Eingangsadressen des Festspeichers 108 kann mit hoher Geschwindigkeit der Schwellenwert für die Binärcodierung erhalten werden, da in dem Festspeicher 108 im Voraus gemäß der Gleichung (13) der in den Gleichungen (14) auftretende Schwellenwert m(i, j) für die Binärcodierung gespeichert wurde.
Der Schwellenwert wird in den Subtrahierer 109 und den Vergleicher 110 eingegeben. Andererseits wird in den Subtrahierer 109 und den Vergleicher 110 aus dem D-Flipflop 111 der Wert f(i, j) + E(i, j) eingegeben.
Aufgrund dieser beiden Eingangssignale berechnet der Subtrahierer die Differenz
f(i, j) + E(i, j) - m(i, j) ... (15)
zwischen den beiden Seiten der Ungleichung in den Gleichungen (14), nämlich die Differenz zwischen dem Dichtemittelwert m(i, j) und den eingegebenen Daten.
Andererseits werden von dem Vergleicher 110 gemäß den beiden Eingangssignalen die Werte f(i, j) + E(i, j) und m(i, j) verglichen und die binären Daten B(i, j) ausgegeben. Dann wird die von dem Subtrahierer 109 ausgegebene Differenz E(i, j+1) gemäß dem Ausdruck (15) durch den Addierer 112 zu den eingegebenen Bilddaten f(i, j+1) addiert. Das D-Flipflop 111 verzögert den Summenwert um die Zeitdauer eines Datentaktes.
Die Fig. 17 stellt Beispiele von Gewichtungsmasken dar. Die Gewichtungsmaske nach Fig. 17A wird dazu verwendet, den Mittelwert aus den binären Daten für sieben Bildelemente zu ermitteln. Die Gewichtungsmaske nach Fig. 17B wird dazu verwendet, den Mittelwert aus den binären Daten für zwölf Bildelemente zu ermitteln. Da bei dem Ausführungsbeispiel die in Fig. 17A dargestellte Gewichtungsmaske benutzt wird, werden zum Normieren auf die tatsächlich eingegebenen Bilddichtewerte (0 bis 63) mit sechs Bits die durch die Gleichung (13) erhaltenen Werte auf das 63-fache vergrößert und die sich ergebenden Werte werden in die Festspeichertabelle für die Berechnung des Dichtemittelwertes als Werte eingespeichert, die auf 6-Bit-Werte umgesetzt wurden.
Gemäß der vorangehenden Beschreibung wird bei dem Ausführungsbeispiel 7 die mittlere Dichte durch Ansetzen von nur den binären Daten berechnet, die schon binär codiert wurden, und die eingegebenen mehrwertigen Daten werden unter Ansetzen des Dichtemittelwertes als Schwellenwert binär codiert. Daher kann im Vergleich zu dem Dichtemittelwert- Näherungsverfahren die Verarbeitungsmenge für die Binärcodierung verringert werden. Da darüber hinaus die Differenz zwischen den eingegebenen mehrwertigen Daten und dem Dichtemittelwert korrigiert wird, der entsteht, wenn die eingegebenen mehrwertigen Daten binär codiert wurden, können die Gradationen außerordentlich verbessert werden. Bei dem Ausführungsbeispiel wurde zwar die Binärcodierdifferenz nur zu dem nächsten Bildelement übertragen und korrigiert, jedoch wird die Reproduzierbarkeit von Gradationen selbst bei einer kleinen Mittelwertverarbeitungsmaske verbessert, wenn die Binärcodierdifferenz auf mehrere Bildelemente in der Hauptabtastrichtung zum Beispiel in der Weise verteilt wird, daß gemäß Fig. 14 der Wert 3E(i, j+1)/4 dem Bildelement (i, j+1) und der Wert E(i, j+1)/4 dem Bildelement (i, j+2) zugeteilt wird.
Andererseits kann die Differenz E auch zweidimensional in einem vorbestimmten Verteilungsverhältnis auf mehrere Bildelemente nahe an dem Ziel-Bildelement auf gleichartige Weise wie bei dem Fehlerverteilungsverfahren verteilt werden. In diesem Fall ist zwar der Schaltungsaufbau etwas kompliziert, jedoch kann das gleichförmige Bild sowohl in Unterabtastrichtung als auch in Hauptabtastrichtung erzielt werden und die Reproduzierbarkeit ist verbessert.
Andererseits hat zwar die Gewichtungsmaske Gewichtungen, die mit der Annäherung des Bildelementes an das Ziel-Bildelement größer werden, jedoch sind deren Gradient und Verteilung nicht eingeschränkt. Es können auch Bildelemente an beabstandeten Stellen herangezogen werden, die nicht benachbart sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel 7 wurde die Gewichtungsmaske in Form einer 3x3-Matrix gemäß der Darstellung als Beispiel in Fig. 17A verwendet. Allgemein ist es jedoch zum gleichmäßigen binären Codieren des Halbtonbereiches anzustreben, die Gewichtung des an das Ziel-Bildelement angrenzenden Bildelementes auf einen kleinen Wert anzusetzen.
Daher werden bei der Verwendung der Gewichtungsmaske mit der in Fig. 17B dargestellten 3x5-Matrix die Werte R(i-1, j) und R(i, j-1) auf 7/48 = 0,15 im Vergleich zu 5/21 = 0,24 in der Matrix nach Fig. 17A eingestellt, so daß der Halbtonbereich gleichförmig binär codiert und reproduziert werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel wurde die Berechnung der mittleren Dichte auf einfache Weise durch die Festspeichertabelle ausgeführt. Eine solche Berechnung kann jedoch auch mit sieben UND-Gliedern und einer Vielzahl von Addierern ausgeführt werden. In diesem Fall kann die Verarbeitungsgeschwindigkeit weiter gesteigert werden. Andererseits kann durch Zusammenstellen einer solchen Verarbeitungsschaltung in einer Schaltgliederanordnung oder dergleichen das Ausmaß der Schaltungsausstattung merklich verringert werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel wurde die Korrektur durch direktes Addieren der Differenz E(i, j) zu der Dichte f(i, j) des Ziel-Bildelementes vorgenommen. Die gleiche Wirkung kann jedoch auch gemäß der Darstellung in Fig. 18 dadurch erzielt werden, daß die Differenz E(i, j) durch Subtrahieren derselben von der mittleren Dichte mittels eines Subtrahierers 113 berücksichtigt wird.

Ausführungsbeispiel 8

Das Ausführungsbeispiel 8 betrifft eine teilweise abgewandelte Form des Ausführungsbeispiels 7.
Das heißt, bei dem Ausführungsbeispiel 8 wird die Differenz E(i, j+1) bei dem binären Codieren des nächsten Bildelementes durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
Anderfalls gilt:
E(i, j+1) = f(i, j) + E(i, j) - m(i, j) ... (17)
Falls daher gemäß der Darstellung in den Gleichungen (16) und (17) bei dem Vergleich zwischen der mittleren Dichte m nach der Binärcodierung und der korrigierten Dichte des Ziel- Bildelementes, in dem die Differenz enthalten ist, die korrigierte Dichte des Ziel-Bildelementes innerhalb eines vorbestimmten Bereiches mit einem Wert nahe an der mittleren Dichte m liegt (nämlich die Differenz zwischen der mittleren Dichte m und der korrigierten Dichte des Ziel-Bildelementes innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt), wird gemäß der Gleichung (17) die Differenz zwischen der korrigierten Dichte des Ziel-Bildelementes und der mittleren Dichte als Korrekturwert bei dem binären Codieren des nächsten Bildelementes bestimmt. Falls andererseits die korrigierte Dichte außerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, nämlich die Differenz zwischen der korrigierten Dichte des Ziel- Bildelementes und der mittleren Dichte ausreichend groß ist, wird der Korrekturwert auf 0 angesetzt und bei der Binärcodierung des nächsten Bildelementes keine Korrektur vorgenommen. Das heißt, im Falle des Korrigierens der Differenz ist die Dichteänderung nahe an dem Ziel-Bildelement gering, so daß festgestellt wird, daß dieses Bild in dem Bildbereich mit Halbtönung liegt. Daher wird durch das nächste Bildelement die Differenz zwischen der Bilddichte und der infolge der Binärcodierung auftretenden mittleren Dichte korrigiert, so daß mit hoher Naturtreue die leichte Dichteänderung des Bildes als unechte Halbtönung verarbeitet werden kann. Das heißt, die Gradationen können verbessert werden. Falls andererseits die Differenz nicht korrigiert wird, liegt der Randbereich eines Zeichens, einer Zeichnung oder dergleichen vor, das heißt, es wird bestimmt, daß das Ziel-Bildelement im Vergleich zu der Dichte des Bildes nahe an dem Ziel-Bildelement plötzlich verändert ist. Somit wird in diesem Fall für das Bildelement der Korrekturwert auf gesetzt und die durch das Beibehalten der Dichte verursachte Verschlechterung der Auflösung verhindert. Infolgedessen kann die Auflösung des Randbereiches verbessert werden.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird bei dem charakteristischen Verarbeitungssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel 8 in dem Halbtonbildbereich die Dichte in dem binären Bild durch Anwendung der Binärcodierdifferenz gemäß der Bilddichteänderung beibehalten. In dem Bildbereich mit hohem Kontrast wie in einem Zeichen oder dergleichen wird zum Verhindern der durch das Beibehalten der Dichte verursachten Unschärfe des Bildes die Korrektur gemäß der Binärcodierdifferenz nicht vorgenommen.
Da der schematische Schaltungsaufbau bei dem Ausführungsbeispiel 8 dem in Fig. 4 dargestellten gleichartig ist, wird dessen Beschreibung weggelassen.
Die Fig. 19 ist ein Blockschaltbild, das die Einzelheiten der Binärcodierschaltung D bei dem Ausführungsbeispiel 8 zeigt.
In Fig. 19 sind gleiche Teile und Elemente wie die in Fig. 16 dargestellten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung wird weggelassen.
Mit 115 ist ein Vergleicher zum Vergleichen der aus dem Subtrahierer 109 zugeführten Differenz zwischen den mehrwertigen Daten für das Ziel-Bildelement und dem Schwellenwert mit einem vorbestimmten Wert α bezeichnet. Mit 116 ist ein Wähler bezeichnet, der aufgrund eines Wählsignals aus dem Vergleicher 115 entweder 0 oder ein Ausgangssignal des Subtrahierers 109 wählt.
Gemäß Fig. 19 gibt der Vergleicher 110 die 1-Bit-Daten B(i, j) ab, die gemäß der Gleichung (14) binär codiert wurden. Die binären Daten werden in die Speicher 102 und 101 für das jeweilige Verzögern um eine Zeile eingegeben. An den Festspeicher 108 werden die binären Daten B(i-1, j+1) abgegeben, die durch den Speicher 102 um eine Zeile verzögert sind. An den Festspeicher 108 werden die binären Daten B(i-2, j+1) abgegeben, die durch den Speicher 101 um zwei Zeilen verzögert wurden.
Ferner werden jeweils von dem D-Flipflop 103 die Daten B(i-2, von dem D-Flipflop 104 die Daten B(i-2, j-1), von dem D- Flipflop 105 die Daten B(i-1, j), von dem D-Flipflop 106 die Daten B(i-1, j-1) und von dem D-Flipflop 107 die Daten B(i, j-1) an den Festspeicher 108 abgegeben.
Gemäß Fig. 14 stellen die binären Daten die binären Bilder der Umgebungsbildelemente für das eingegebene Bild f(i, j) dar. Durch Herstellen der Verbindung der binären Bilder mit den Eingangsadressen des Festspeichers 108 kann mit hoher Geschwindigkeit der Schwellenwert für die Binärcodierung ermittelt werden, da in dem Festspeicher 108 gemäß der Gleichung (13) im Voraus der in der Gleichung (14) dargestellte Schwellenwert m(i, j) für die Binärcodierung gespeichert wurde.
Der Schwellenwert wird in den Subtrahierer 109 und den Vergleicher 110 eingegeben. Andererseits wird in den Subtrahierer 109 und den Vergleicher 110 aus dem D-Flipflop 111 der Wert f(i, j) + E(i, j) eingegeben.
Aufgrund der beiden Eingangssignale berechnet der Subtrahierer 109 die Differenz
E(i, j+1) = f(i, j) + E(i, j) - m(i, j) ... (18)
zwischen den beiden Seiten der Ungleichung in der Gleichung (14).
Andererseits wird von dem Vergleicher 110 aufgrund der beiden Eingangssignale f(i, j) + E(i, j) mit m(i, j) verglichen und der binäre Datenwert B(i, j) ausgegeben. Dann wird die aus dem Subtrahierer 109 ausgegebene Differenz E(i, j+1) gemäß der Gleichung (18) in den Wähler 116 und den Vergleicher 115 eingegeben.
Der Vergleicher 115 vergleicht die Differenz E(i, j+1) mit der Konstanten α gemäß der Gleichung (16) und gibt entsprechend dem Vergleichsergebnis das Wählsignal an den Wähler 116 ab.
Wenn der Absolutwert der Differenz E(i, j+1) größer als α ist, wird infolge des Wählsignals aus dem Vergleicher 115 von dem Wähler 116 E(i, j+1) = 0 gewählt und ausgegeben. Falls die Differenz gleich α oder kleiner ist, wird von dem Wähler 116 das Ausgangssignal des Subtrahierers 109 direkt gewählt und ausgegeben.
Durch den Addierer 112 wird die Differenz E(i, j+1) zu den eingegebenen Bilddaten f(i, j+1) addiert. Das D-Flipflop 111 verzögert den Summenwert um die Zeitdauer eines Datentaktes.
Auf gleichartige Weise wie die vorstehend beschriebene wird durch Wiederholen dieser Prozesse aufeinanderfolgend die Binärcodierung ausgeführt.
Es wird die in Fig. 17 dargestellte Gewichtungsmaske verwendet.
Gemäß der vorangehenden Beschreibung wird bei dem Ausführungsbeispiel 8 die mittlere Dichte durch Verwenden allein der binären Daten berechnet, die binär codiert wurden, und die eingegebenen mehrwertigen Daten werden unter Ansetzen des Dichtemittelwertes als Schwellenwert binär codiert. Daher kann die Verarbeitungsmenge für die Binärcodierung im Vergleich zu derjenigen bei dem Dichtemittelwert- Näherungsverfahren verglichen werden. Darüber hinaus wird dann, wenn die Differenz zwischen dem Dichtemittelwert, der auf die Binärcodierung der eingegebenen mehrwertigen Daten hin entsteht, und den eingegebenen mehrwertigen Daten innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, die Differenz korrigiert, so daß die Gradationen beträchtlich verbessert werden können. Wenn ferner die Differenz zwischen dem Dichtemittelwert und den eingegebenen mehrwertigen Daten größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird bei dem Ausführungsbeispiel die Differenz nicht korrigiert. Auf diese Weise wird eine durch das Beibehalten der Dichte verursachte Verschlechterung der Auflösung verhindert und der Randbereich kann scharf reproduziert werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel wurde die Binärcodierdifferenz E nur zu dem nächsten Bildelement übertragen und korrigiert. Falls jedoch die Binärcodierdifferenz E auf mehrere Bildelemente in der Hauptabtastrichtung derart verteilt wird, daß beispielsweise gemäß Fig. 14 dem Bildelement (i, j+1) der Wert 3E(i, j+1)/4 zugeteilt wird und dem Bildelement (i, j+2) der Wert E(i, j+1)/4 zugeteilt wird, ist selbst dann, wenn die Mittelwert-Verarbeitungsmaske klein ist, die Reproduzierbarkeit der Gradationen verbessert.
Andererseits kann die Binärcodierdifferenz auch zweidimensional in einem vorbestimmten Verteilungsverhältnis auf mehrere Bildelemente nahe an dem Ziel-Bildelement ähnlich wie im Falle des Fehlerverteilungsverfahrens aufgeteilt werden. In diesem Fall ist zwar der Schaltungsaufbau etwas kompliziert, aber es kann das gleichförmige Bild sowohl in der Unterabtastrichtung als auch in der Hauptabtastrichtung erzielt werden und die Reproduzierbarkeit ist dadurch verbessert.
Obgleich andererseits die Gewichtungsmaske Gewichtungen hat, die mit der Annäherung des Bildelementes an das Ziel- Bildelement größer werden, sind deren Gradient und deren Verteilung nicht eingeschränkt. Es können auch Bildelemente herangezogen werden, die an beabstandeten Stellen liegen, welche nicht angrenzend sind.

Ausführungsbeispiel 9

Bei dem Ausführungsbeispiel 8 wurde die Binärcodierdifferenz E in die durch die Gleichungen (16) und (17) dargestellten beiden Fälle unterteilt, und es wurde dann, wenn die Differenz E gleich einem mit der Konstanten α eingestellten vorbestimmen Wert oder größer ist, die Differenz E auf 0 gesetzt und nicht zu dem nächsten Bildelement übertragen. Der Wert der Konstanten α kann jedoch auch entsprechend dem Dichtemittelwert oder dem Dichtewert des Ziel-Bildelementes geändert werden.
Falls beispielsweise gemäß Fig. 20 der Wert von α derart eingestellt wird, daß er mit einer Annäherung des Dichtemittelwertes an 0 oder 1 geringer wird, kann der Randbereich eines schwarzen Zeichens auf weißem Hintergrund, eines Leerzeichens auf schwarzem Hintergrund oder dergleichen feiner binär codiert werden.

Ausführungsbeispiel 10

Anstelle der Gleichung (16) bei dem Ausführungsbeispiel 8 kann auch die folgende Gleichung (19) verwendet werden: Wenn und oder wenn
wobei k eine Konstante ist und dann, wenn k auf ungefähr 0 oder 1 eingestellt wird, kann das gute Ergebnis erzielt werden.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel kann dadurch das Ansetzen der Differenz E auf 0 in dem Fall, daß der Dichtemittelwert dem Wert 0 oder 1 nahekommt, der Schriftzeichenbereich gleichermaßen wie bei dem Ausführungsbeispiel 9 auf feine Weise binär codiert werden.
Gemäß der Darstellung in Fig. 21 können bei den Ausführungsbeispielen 9 und 10 durch das Eingeben des Ausgangssignals m(i, j) aus dem Festspeicher 108 für die Berechnung des Dichtemittelwertes in den Adressenanschluß eines Festspeichers 120 für die Differenzberechnung diese Ausführungsbeispiele auf einfache Weise durch Tabellenumsetzprozesse gemäß Daten realisiert werden, die im Voraus eingeschrieben wurden.

Ausführungsbeispiel 11

Bei dem Ausführungsbeispiel 8 wurde als Gewichtungsmaske eine in Fig. 17A als Beispiel dargestellte 3x3-Matrix verwendet. Allgemein ist es jedoch zum stufenlosen binären Codieren des Halbtonbereiches anzustreben, die Gewichtung für das an das Ziel-Bildelement angrenzende Bildelement auf einen kleinen Wert anzusetzen.
Während die Gewichtungen R(i-1, j) und R(i, j-1) nach Fig. 17A bei dem Ausführungsbeispiel 8 auf 5/21 = 0,24 angesetzt sind, werden daher im Falle der Verwendung der Gewichtungsmaske mit der in Fig. 17B dargestellten 3x5-Matrix diese Gewichtungen auf 7/48 = 0,15 angesetzt, so daß der Halbtonbereich gleichmäßiger binär codiert und reproduziert werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel 8 wurde die Berechnung des Dichtemittelwertes m auf einfache Weise mittels der Festspeichertabelle vorgenommen. Diese Berechnung kann jedoch auch mit sieben UND-Gliedern und mehreren Addierern ausgeführt werden. In diesem Fall kann die Verarbeitungsgeschwindigkeit weiter gesteigert werden. Andererseits kann durch Zusammenstellen einer solchen Verarbeitungsschaltung in einer Schaltgliederanordnung oder dergleichen das Ausmaß der Schaltungsausstattung beträchtlich verringert werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel wurde bei der Berechnung des Korrekturwertes E für das Beibehalten aller Dichten während der Verarbeitung der Dichtemittelwert m herangezogen, welcher bei diesem System verwendet wird. Die Entscheidung oder dergleichen bei der Ermittlung, ob in dem Randbereich E auf anzusetzen ist oder nicht, kann jedoch auch nach einem bekannten Verfahren getroffen werden. Beispielsweise kann aus den binär zu codierenden Bilddaten ein zweidimensionaler Laplace-Operator ermittelt werde, dieser Wert zu einem Schwellenwert verarbeitet werden, mit dem Ergebnis der Unterscheidung bei einem solchen Schwellenwertprozeß der Randbereich unterschieden werden und E in dem Randbereich auf 0 gesetzt werden. Auch durch ein solches Verfahren wird das gleiche Ergebnis erzielt. Alternativ kann gemäß einem durch einen Bereichwählvorgang der Bedienungsperson erhaltenen Befehl der Randbereich in einem weiten Bereich festgelegt werden, ohne den Prozeß für ein jeweiliges Bildelement umzuschalten, und in diesem Bereich gleichfalls E auf gesetzt werden.
Das Ausführungsbeispiel wurde zwar hinsichtlich des Falles beschrieben, daß die Anzahl der Arten der eingegebenen Daten 1 (für eine Farbe) ist, jedoch kann die Erfindung durch Einsetzen der eingegebenen Daten für die drei Farben R, G und B auch für ein Farbbild angewandt werden.
Gemäß der vorangehenden Beschreibung kann mit der Erfindung gemäß den Ausführungsbeispielen ein Bild mit hervorragender Gradation und Auflösung innerhalb kurzer Zeit mit einem einfachen Schaltungsaufbau erzielt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele eingeschränkt, so daß vielmehr mancherlei Abwandlungen und Abänderungen im Rahmen der anliegenden Ansprüche möglich sind.
Es wird auf die gleichzeitig eingereichte diesbezügliche Patentanmeldung EP-A-0382580 hingewiesen.

Claims

1. Bildverarbeitungseinrichtung mit:

einer Eingabeeinrichtung (A, B, C) zum Eingeben von Bildelementedaten und

einer Verarbeitungseinrichtung (1 bis 8, 10; 101 bis 108, 110) für das Verarbeiten von eingegebenen Bildelementedaten zu digitalisierten Ausgabe-Bildelementedaten,

wobei die Verarbeitungseinrichtung

eine Digitalisiereinrichtung (10; 110) zum Digitalisieren der eingegebenen Bildelementedaten durch Vergleich mit einem Schwellenwert und

eine Recheneinrichtung (1 bis 8; 101 bis 108) zum Berechnen eines mittleren Bildelementedatenwertes für einen Bildbereich aufweist, der eine Vielzahl von Bildelementen enthält, die vor einem bestimmten Bildelement (Ziel-Bildelement) digitalisiert sind, um dadurch den Schwellenwert für den Einsatz bei dem Ziel-Bildelement zu erhalten,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Recheneinrichtung (1 bis 8; 101 bis 108) den mittleren Bildelementedatenwert aus den von der Digitalisiereinrichtung (10, 110) ausgegebenen digitalisierten Bildelementedaten berechnet und

daß die Bildverarbeitungseinrichtung eine Korrektureinrichtung (9, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 100; 109, 111, 112, 113, 115, 116, 120) zum Korrigieren der Funktion der Verarbeitungseinrichtung an mindestens einem Bildelement, welches nach dem Ziel-Bildelement digitalisiert ist, hinsichtlich der Differenz (Digitalisierungsdifferenz) zwischen (i) einem Wert für das Ziel-Bildelement vor dessen Digitalisierung durch die Digitalisiereinrichtung und (ii) einem Bezugswert aufweist, der ein Mittelwert von digitalisierten Bildelementedaten ist, die aus der Digitalisiereinrichtung für eine Bildbereich ausgegeben sind, der eine Vielzahl von vor dem Ziel-Bildelement digitalisierten Bildelementen enthält.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, in der der Bezugswert der Korrektureinrichtung von dem durch die Recheneinrichtung berechneten mittleren Bilddatenwert verschieden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, in der der Bezugswert der Korrektureinrichtung ein mittlerer Bildelementedatenwert für einen Bildbereich ist, der das Ziel-Bildelement enthält, und der durch die Recheneinrichtung berechnete mittlere Bildelementedatenwert der Wert für einen Bildbereich ist, der nicht das Ziel-Bildelement enthält (Fig. 5, 8, 9, 10).

4. Einrichtung nach Anspruch 3, in der die Korrektureinrichtung eine erste Einrichtung (9), die die Differenz zwischen einem Wert für das Ziel-Bildelement vor dessen Digitalisierung und dem durch die Recheneinrichtung gelieferten Schwellenwert ermittelt, und eine zweite Einrichtung (12; 100) aufweist, die den Differenzwert aus der ersten Einrichtung (9) und die digitalisierten Bildelementedaten für das Ziel-Bildelement aus der Digitalisiereinrichtung (10) aufnimmt und als Digitalisierungsdifferenz einen unter Berücksichtigung der digitalisierten Bildelementedaten für das Ziel-Bildelement revidierten Differenzwert abgibt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, in der die zweite Einrichtung (12; 100) einen Speicher aufweist, der als Adresseneingangssignale den Differenzwert aus der ersten Einrichtung (9) und die digitalisierten Bildelementedaten aus der Digitalisiereinrichtung (10) aufnimmt.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, in der der Bezugswert der Korrektureinrichtung der gleiche ist wie der durch die Recheneinrichtung berechnete Bildelementedatenwert.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, in der der Bezugswert der Korrektureinrichtung und der durch die Recheneinrichtung berechnete mittlere Bildelementedatenwert beide ein mittlerer Bildelementedatenwert für einen Bildbereich sind, der nicht das Ziel-Bildelement enthält (Fig. 16, 18, 19, 21).

8. Einrichtung nach Anspruch 7, in der die Korrektureinrichtung eine erste Einrichtung (109) zum Ermitteln der Differenz zwischen einem Wert für das Ziel-Bildelement vor dessen Digitalisierung und dem durch die Recheneinrichtung gelieferten Schwellenwert aufweist.

9. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, in der die Korrektureinrichtung die Funktion der Verarbeitungseinrichtung unabhängig von dem Wert der Digitalisierungsdifferenz korrigiert.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, in der die Korrektureinrichtung die Funktion der Verarbeitungseinrichtung hinsichtlich der Digitalisierungsdifferenz für das Ziel- Bildelement nur dann korrigiert, wenn die Digitalisierungsdifferenz für das Ziel-Bildelement nicht einen vorbestimmten Wert übersteigt.

11. Einrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, in der die zweite Einrichtung (100) als Digitalisierungsdifferenz den revidierten Differenzwert nur dann abgibt, wenn der Differenzwert aus der ersten Einrichtung (9) nicht einen vorbestimmten Wert übersteigt, und andernfalls als Digitalisierungsdifferenz "0" abgibt.

12. Einrichtung nach Anspruch 8, in der die Korrektureinrichtung eine zweite Einrichtung (115, 116, Fig. 19) aufweist, die den Differenzwert aus der ersten Einrichtung aufnimmt und diesen als Digitalisierungsdifferenz nur dann abgibt, wenn er nicht einen vorbestimmten Wert übersteigt, und anderenfalls als Digitalisierungsdifferenz "0" abgibt.

13. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, in der die Korrektureinrichtung eine Einrichtung (11, 13; 15, 16; 111, 112) enthält, die die aus der Eingabeeinrichtung (A, B, C) eingegebenen Bildelementedaten mit der Digitalisierungsdifferenz kombiniert, um korrigierte Eingabe-Bildelementedaten zu erhalten, und die die korrigierten Eingabe-Bildelementedaten zur Digitalisierung zu der Digitalisiereinrichtung weitergibt, um dadurch die Funktion der Verarbeitungseinrichtung zu korrigieren (Fig. 5, 8, 10, 16, 19, 21).

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, in der die Korrektureinrichtung eine Einrichtung (20; 119) enthält, die den durch die Recheneinrichtung berechneten mittleren Bildelementedatenwert mit der Digitalisierungsdifferenz kombiniert, um einen abgeänderten Mittelwert zu erhalten, und den abgeänderten Mittelwert als Schwellenwert für die Digitalisierung zu der Digitalisiereinrichtung weitergibt (Fig. 9, 18).

15. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, in der die Recheneinrichtung einen Rechenspeicher (8; 108) enthält, der als Adresseneingangssignale die digitalisierten Bildelementedaten für die Bildelemente des Bildbereiches aufnimmt und den mittleren Bildelementedatenwert für den Bildbereich abgibt.

16. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, in der die Recheneinrichtung den mittleren Bildelementedatenwert als einen entsprechend einer vorbestimmten Gewichtungsmaske gewichteten Mittelwert berechnet.

17. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, in der die Recheneinrichtung eine Einrichtung (1 bis 7; 101 bis 107) enthält, welche die von der Digitalisiereinrichtung abgegebenen digitalisierten Bildelementedaten aufnimmt und verzögert.

18. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, in der die Digitalisiereinrichtung (10; 110) die eingegebenen Bildelementedaten binär digitalisiert.

19. Bildverarbeitungsverfahren, welches das Digitalisieren von eingegebenen Bildelementedaten im Falle des Digitalisierens eines bestimmten Bildelementes (Ziel-Bildelementes) in Bezug auf einen mittleren Bildelementedatenwert für einen Bildbereich umfaßt, der eine Vielzahl von vor dem Ziel-Bildelement digitalisierten Bildelementen enthält, dadurch gekennzeichnet,

daß der mittlere Bildelementedatenwert ein Mittelwert der digitalisierten Werte für die Bildelemente des Bildbereiches ist und

daß die Digitalisierung von mindestens einem Bildelement, welches nach dem Ziel-Bildelement digitalisiert wird, hinsichtlich der Differenz zwischen einem Datenwert für das Ziel-Bildelement vor der Digitalisierung und einem Mittelwert der digitalisierten Werte der Bildelemente eines Bildbereiches korrigiert wird, der eine Vielzahl von vor dem Ziel-Bildelement digitalisierten Bildelementen enthält.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Bildelementedaten optische Dichtedaten sind.