DE69108951T2

DE69108951T2 - Digitale photographische Halbtonbildreproduktion.

Info

Publication number: DE69108951T2
Application number: DE69108951T
Authority: DE
Inventors: Raphael L Levien
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-02-06
Filing date: 1991-02-06
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: US5055942A; EP0441608A2; EP0441608A3; USRE37907E1; ATE121581T1; DE69108951D1; EP0441608B1; JPH04213964A

Description

Die Erfindung betrifft die Reproduktion von Bildern, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, fotografischen Bildern, und sie betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für diese Zwecke. Die Erfindung findet insbesondere Anwendung bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Erzeugen von Halbtonbildern.
Beschrieben wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Reproduktion fotografischer Bilder, insbesondere dem elektronischen Generieren eines Rasterbildes, welches an irgendeinem Punkt entweder schwarz oder weiß sein kann, nicht jedoch einen Zwischen-Grauwert besitzt. Solche Anwendungen umfassen Wärmetransfer-Faxmaschinen, elektrostatische Laser- und Tintenstrahldrucker. Die Erfindung betrifft außerdem die Einstellung der Körnigkeit des erhaltenen Rasterbildes.
Ein typisches elektronisches Gerät zum Reproduzieren fotografischer Bilder besteht aus einem Abtastmodul, einem Rastermodul und einem Bilderzeugungsmodul. Das Abtastmodul dient zum Erfassen der Grauabstufung jedes Punkts des fotografischen Vorlagebildes, und es meldet sie in elektronischer Form. Das Rastermodul verarbeitet diese Daten in eine zur Bilderzeugung geeignete Form. Da zahlreiche Bilderzeugungsgeräte an einem gegebenen Punkt lediglich schwarz oder weiß reproduzieren können, nicht jedoch Zwischen-Graustufen, muß das Rastermodul ein Rasterbild erzeugen, welches nur schwarze und weiße Punkte enthält. Elektronische Signale, die das Rasterbild repräsentieren, werden dann zu dem Bilderzeugungsmodul geleitet, welches einen Träger wie zum Beispiel Papier oder einen fotografischen Film mit schwarzen und weißen Punkten bedruckt, entsprechend dem von dem Rastermodul erzeugten Bild.
Eine Methode, von der in einem Rastermodul Gebrauch gemacht ist, ist die elektronische Simulation eines herkömmlichen Rasterungsverfahrens. Das herkömmliche Verfahren ist beschrieben in der US-A-4 498 127 "Screen For Making Photomechanical Printing Plates". Die zum Stand der Technik gehörige elektronische Simulation ist in der US-A-4 012 584 beschrieben. Dieses Verfahren simuliert Graustufen dadurch, daß es die Größe der Punkte variiert. Allerdings bleiben Anzahl und Position der Punkte konstant. Beim Einsatz in Verbindung mit Bilderzeugungsmoduln, die eine geringe räumliche Auflösung besitzen, leidet dieses Verfahren an zwei Problemen. Erstens sind die Rastermuster grob. Zweitens ist die Anzahl von unterscheidbaren Schattierungen gering, was auch eine Verschlechterung in der Reproduktionsqualität verursacht. Herkömmliche Verfahren, welche die Punktgröße variieren, haben keine adaptiven oder rekursiven Verfahren benutzt.
Herkömmliche Rasterungsmethoden sind mit wiederholten Zellen von Bildelementen an festen Stellen verwendet worden. Häufig werden diese festen Zellen gedreht, um das Muster für den Betrachter zu verbessern. Da feste Zellen eine endliche Anzahl von Bildelementen aufweisen, ist es nur möglich, eine begrenzte Anzahl von Graustufen zu erreichen. Wenn zum Beispiel dreizehn Bildelemente sich in einer Zelle befinden, sind lediglich dreizehn Graustufen möglich; dies deshalb, weil jedes der dreizehn Bildelemente entweder ein oder aus sein muß.
Adaptives Zittern ist ein weiteres Verfahren, welches in einem Rasterungsmodul verwendet werden kann. Bei diesem Verfahren werden Graustufen unter Verwendung sehr kleiner Punkte simuliert. Hellere Schattierungen werden mit weniger Punkten als dunklere Schattierungen dargestellt. Ein frühes Beispiel dieses Verfahrens ist in der US-A-1 790 722 "Duplex photo modulator" angegeben. Weitere bekannte Beispiele sind dargestellt in Floyd, R.W. und L. Steinberg, "An Adaptive Algorithm For Spatial Grayscale", Proc. SID, Band 17/2, Seiten 75-77 und Ulichney, R. "Digital Halftoning", Seiten 279-283. Adaptive Methoden versuchen, ein Fehlersignal zu verursachen, welches die Differenz zwischen dem gerasterten Ausgang und dem Eingang angibt, um eine Annäherung an Null zu erreichen. Typischerweise erzeugen adaptive Verfahren ein gerastertes Bild, welches eine große Anzahl von sehr kleinen Punkten gleichförmiger Größe aufweist.
Während das adaptive Verfahren häufig bessere Detailwidergabe, weniger störende Muster und eine größere Anzahl unterscheidbarer Graustufen liefert als das herkömmliche Rasterungsverfahren, besitzt es doch den zusätzlichen Nachteil, daß Rastermuster erzeugt werden, die zu fein sind, um durch die meisten Bilderzeugungsgeräte reproduziert werden zu können. Dieses Problem ist besonders gravierend bei der Reproduktion von Graustufen in der 50-Prozent-Grauzone. Die EP-A-0 201 674 offenbart ein Verfahren zum Reproduzieren von mehrstufigen digitalen Bildern auf einem zweistufigen Drucker fester Punktgröße.
Wie oben diskutiert, weist nichts im Stand der Technik darauf hin, die Größe von Punkten zu variieren, die durch ein adaptives Verfahren erzeugt werden.
Im folgenden wird gezeigt werden, wie die vorliegende Erfindung in die Praxis umgesetzt werden kann, um ein Reproduktionsgerät für fotografische Bilder zu erhalten, bei dem fotografische Bilder mit guter Detailwidergabe reproduziert werden.
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ermöglicht es mir,
ein fotografisches Reproduktionsgerät zur Verfügung zu stellen, bei dem eine große Anzahl von Graustufen unterscheidbar ist;
ein fotografisches Reproduktionsgerät anzugeben, bei dem die erhaltenen Rasterungsmuster in für das Auge angenehmer Weise erscheinen;
ein fotografisches Reproduktionsgerät anzugeben, bei dem die erhaltenen Rasterungsmuster von gewöhnlichen Bilderzeugungsgerät-Typen genau reproduziert werden können; und
die Größe der nach einem adaptiven Verfahren bei der fotografischen Reproduktion erzeugten Punkte zu variieren.
Im folgenden werden ein Rasterungsverfahren und eine Rasterungsvorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben, was den Einsatz von rekursiven oder adaptiven Verfahren ermöglicht, um die Größe von Punkten zu variieren, die beim Erzeugen des Bildes verwendet werden. Angemerkt sei, daß die Punkte zum Markieren (z. B. schwarz) und Nicht-Markieren (z.B. weiß) des das erzeugte Bild aufnehmenden Mediums erzeugt werden können. Jede Art von Drucken und jedes elektronische oder andere Speichermedium, welches ein Bild durch gespeicherte Werte zu repräsentieren vermag, liegt im Schutzumfang der Erfindung. Darüber hinaus sind, obschon schwarze und weiße Punkte betrachtet werden, andersfarbige Punkte ebenfalls im Schutzumfang der Erfindung. Die sich ergebende unregelmäßige Anordnung der Punkte verbessert in signifikanter Weise die Anzahl von Graustufen, die von dem Bilderzeugungsgerät erzeugt werden können. Das rekursive Verfahren arbeitet in zwei Dimensionen und verwendet eine "Hysterese" oder einstellbare Grobheitskonstante, die mit einem Fehlersignal dazu dient, die Körnigkeit des Bildes festzulegen.
Ein fotografisches Reproduktionsgerät gemäß der Erfindung besitzt einen Schreib-/Lese-Speicher (RAM), einen Abtaster, eine Rasterungseinrichtung, welche den RAM für die Eingabe, die Ausgabe und Zwischenspeicherung Zwischenergebnissen verwendet, und ein Bilderzeugungsgerät. Die Rasterungseinrichtung durchläuft drei Betriebsphasen. In der ersten Phase werden die Bilddaten von dem Abtaster in einem Eingabebereich des RAM gespeichert. Während der zweiten Phase werden Rasterungsmuster berechnet und in einem Ausgabebereich des RAM gespeichert. Während der dritten Phase werden die erhaltenen Rasterungsmuster, die in dem Ausgabebereich des RAM gespeichert sind, an das Bilderzeugungsgerät ausgegeben. Jede dieser drei Betriebsphasen beinhaltet eine Iteration durch die gleiche Anzahl von Datenelementen, wie Bildelemente in einer Abtastzeile vorhanden sind. Während abwechselnder Phasen der Rasterungsverarbeitung schreitet die Abtastung von links nach rechts und anschließend von rechts nach links, um störende Diagonalzeilenmuster zu vermeiden. Der Fachmann sieht, daß das Verarbeiten für die Rasterungseinrichtung unter Verwendung eines Softwareprogramms realisiert werden kann, welches auf einem Allgemein- oder Spezialrechner laufen kann, oder mit Hilfe von spezieller Elektronik realisiert werden kann. Beide Realisierungsformen liegen im Schutzumfang der Erfindung.
Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den Ansprüchen am Ende der vorliegenden Beschreibung angegeben.
Eine Realisierung der vorliegenden Erfindung schafft ein fotografisches Bildreproduktionssystem, welches umfaßt:
- Einen Abtaster, der einen Eingabebereich i(x,y) empfängt, der einem zu reproduzierenden Vorlagebild entspricht, wobei x und y Abtastrichtungen sind;
- ein Bildwiedergabegerät, welches Ausgangssignale o(x,y) von einer Rasterungseinrichtung empfängt, um Zeichen auf einem Ausgabemedium nach Maßgabe der Ausgangssignale o(x,y) zu machen;
- wobei die Rasterungseinrichtung das Eingabefeld i(x,y) in einer Rekursionsberechnungseinrichtung mit folgender Rekursionsbeziehung verwendet:
a) e'(x,y) = (e(x-d,y) + e(x,y-1))/2 + i(x,y);
b) o(x,y) = 1 wenn (e'(x,y) + h* (o(x-d,y) + o(x,y-1) > = 0); = 0 sonst
c) e(x,y) = e'(x,y) - fs * o(x,y); und
d) d = -1y = 1 - 2 * (y mod 2);
wobei
o(x,y) ein Ausgabefeld ist,
fs ein maximal zulässiger Wert von Elementen des Feldes ist, und
h eine Hysterese-Konstante ist.
Bei der Realisierung der Erfindung werden die folgenden Bezüge angewendet:
e(x,-1) = 0;
e(-1,y) = 0;
e(Breite,y) = 0;
o(x,-1) = 0;
o(-1,y) = 0; und
o(Breite,y) = 0.
Bei der unten beschriebenen Realisierung der Erfindung ist allgemein ein Verfahren zum Erzeugen eines Halbtonbildes offenbart, welches folgende Schritte aufweist:
- Abtasten einer Mehrzahl von Eingangspunkten eines Vorlagebildes und Erzeugen eines numerischen Werts, der eine Graustufe für jeden abgetasteten Eingangspunkt darstellt;
- Ausgeben eines gerasterten Bildes mit mehreren Punkten, wobei jeder Punkt von den mehreren Punkten ein schwarzer oder ein weißer Punkt ist, die Größe jeder Mehrzahl von Punkten sich aus einer rekursiven Beziehung zwischen einem Wert eines laufenden Eingabewerts, eines früheren Ausgabewerts und eines Fehlers bestimmt, welcher eine Differenz zwischen einem Wert eines vorhergehenden Eingangspunkts und dem vorhergehenden Ausgangswert darstellt; und
- Senden von Signalen, die das gerasterte Bild repräsentieren, an ein Bilderzeugungsgerät zum Markieren eines Ausgabemediums.
Vorzugsweise verwendet die rekursive Beziehung gemäß dem obigen Absatz eine Hysteresekonstante, welche die Körnigkeit des Rasterbildes festlegt.
In der bevorzugten Ausführungsform definiert die Hysteresekonstante eine zulässige Abweichung des Fehlers von Null; die Abtastung erfolgt in zwei Dimensionen; und der Fehler wird zweidimensional zugeordnet, und insbesondere gleichmäßig in jeder der zwei Dimensionen zugeordnet.
Die rekursive Beziehung kann folgendermaßen genauer definiert werden:
e'(x,y) = (e(x - d, y) + e(x, y - 1)) / 2 + i(x, y)
o(x,y) = 1 wenn (e(x-d, y) + h*(o(x - d, y) + o(x,y-1)) > = 0) = 0 sonst
e(x,y) = e'(x,y) - fs * o(x,y)
d = -1y = 1 - 2 * (y mod 2)
wobei
x sich auf Pixel in einer Abtastzeile bezieht,
y sich auf die Abtastzeilen bezieht,
i(x, y) und o(x, y) Eingabe- bzw. Aussgabefelder sind,
fs der volle Skaleneingangswert, typisch 255 im Fall eines Acht-Bit-Feldes ist, und
h eine Hysteresekonstante ist, typischerweise ein Wert, der dem 0,5-fachen von fs entspricht, wobei größere Werte von h zu einem gröberen Raster führen.
In der obigen Definition der rekursiven Beziehung kann fs ein Wert sein, der eine maximale Graustufe darstellt, wobei es sich um das Produkt von fs und einer Zahl nicht kleiner als Null handelt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung und deren Realisierung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Fehlerkurve für eine konstante Graustufeneingabe aus einem Abtaster und entsprechende Schwarz- und Weiß-Ausgangsgrößen;
Fig. 2 eine ähnliche Kurve wie Figur 1, mit einer größeren Hystereskonstanten;
Fig. 3 den Quantisierungseffekt beim Messen diskreter Punkte;
Fig. 4 das Abtasten gemäß einem Serpentinen-Rasterverfahren;
Fig. 5 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des fotografischen Bildreproduktionssystems;
Fig. 6 ein Blockdiagramm der Rasterungseinrichtung;
Fig. 7 eine tabellarische Darstellung der von dem Ablaufsteuermodul erzeugten Signale;
Fig. 8-8A ein Flußdiagramm, welches beschreibt, wie ein Mehrzweckrechner programmiert ist, um die Funktionen der Rasterungseinrichtung auszuführen.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Während die Erfindung auf einen zweidimensionalen (x, y)-Rasterungsprozeß anwendbar ist, soll hier zum Zweck der Vereinfachung der Darstellung ein eindimensionaler Fall (x) angenommen werden. Eingangsgrößen von dem Abtaster werden mit i(x) bezeichnet. Es sei angenommen, daß i(x) ein Bruchteil zwischen Null und Eins mit 256 möglichen Werten ist, wobei jeder Wert einen von 256 Graustufen darstellt (z.B. entspricht 0 weiß und 255 entspricht schwarz). Zweckmäßigerweise können die Graustufen durch 256 natürliche Zahlen zwischen 0 (weiß) und einem vollen Skalenwert, fs, von 255 (schwarz) dargestellt werden. Natürlich sind die Darstellungen von Schwarz und Weiß willkürlich und können umgekehrt werden. Bedenkend, daß das Bilderzeugungsgerät nur schwarze oder weiße Punkte erzeugen kann, sei weiterhin angenommen, daß an jedem Punkt x das Ausgangssignal der Rasterungseinrichtung O(x) eine 0 ist, wenn das Bilderzeugungsgerät einen weißen Punkt an der Stelle x erzeugen soll, und O(x) = 1, wenn das Bilderzeugungsgerät an dem Punkt X einen schwarzen Punkt erzeugen soll. Wenn i(x) so skaliert wird, daß es eine natürliche Zahl zwischen 0 und 255 ist, so entspricht 0(x) = 0 dann i(x) = 0, während 0(x) = 1 seine Entsprechung in i(x) = 255 hat. Da i(x) irgendeinen Graustufenwert zwischen 0 und 255 besitzen kann, muß die Rastereinrichtung die Größe und die Anzahl von schwarzen und weißen Punkten bestimmen, die erforderlich ist, um die gewünschte Graustufe zu erzeugen, die von dem Abtaster bei i(x) gelesen wird.
Die Anzahl und die Größe schwarzer und weißer Punkte für eine gegebene Grauabstufung läßt sich aus einer rekursiven Relation bestimmen, welche den Effekt der früheren Ausgabe und eines Sekundärfehlers, welcher seinerseits eine Funktion des früheren Fehlers und der laufenden Eingabe ist, berücksichtigt. Angenommen, fs repräsentiere den vollen Skalenwert, wie es oben diskutiert wurde, und e(x) repräsentiere einen Fehler zwischen den Eingangswerten i(x) und den Ausgangswerten O(x). Um eine Graustufe am Ausgang zu erhalten, die der Schattierung am Eingang entspricht, ist es wünschenswert, daß der Durchschnitt der Differenzen zwischen den Eingangswerten i(x) und den Ausgangswerten O(x), das heißt der Fehler, sich dem Wert Null annähert. Da i(x) irgendeine natürliche Zahl zwischen 0 und 255 sein kann, während O(x) nur die diskreten Werte Null und Eins annehmen kann, müssen mathematische Beziehungen zwischen i(x) und O(x) eine Skalierung für O(x) enthalten. Müssen, um den gewünschten Effekt zu erreichen, im Mittel die Differenz zwischen i(x) und dem Produkt von O(x) und den den vollen Skalenbereich repräsentierenden Wert fs den Wert Null annähern.
Angenommen, e(x) definiere einen Fehler und e'(x) definiere einen Sekundärfehler wie folgt:
e(x) = e'(x) - fs * O(x)
e'(x) = e(x-1) + i(x)
Dann z.B., wenn x=3,
e(3) = e'(3) -fs * O(3) = e(3-1) + i(3) -fs * O(3) = e(2) + i(3) - fs * O(3)
wobei
e(2) = e'(2) - fs * O(2) = e(2-1) + i(2) - fs * O(2) = e(1) + i(2) -fs * O(2)
Daher
e(3) = e(1) + i(2) - fs*O(2) + i(3) - fs*O(3)
wobei
e(1) = e'(1) - fs * O(1) = e(1-1) + i(1) -fs * O(1) = e(0) + 1(1) - fs * O(1)
Daher
e(3) = e(0) + i(1) - fs*O(1) + i(2) - fs*O(2) + i(3) - fs*O(3)
wobei
e(0) = e'(0) - fs * O(0) = e(0-1) + i(0) - fs * O(0)
angenommen e(-1) = 0, dann
e(0) = i(0) - fs * O(0)
Daher
e(3) = i(0) -fs*O(0) + i(1) - fs*O(1) + i(2) - fs*O(2) + i(3) - fs*O(3)
Damit
und allgeinein
Nun definiert man das Ausgangssignal von der Rastereinrichtung, O(x) wie folgt:
O(x) = 1 wenn e'(x) + h * O(x-1) > = 0
= 0 wenn e'(x) + h * O(x-1) < = 0
wobei h eine Hysteresekonstante ist, welche die zulässige Abweichung des Zählers von Null definiert.
Damit ist gemäß obiger Definition O(x) eine Funktion des Sekundärfehlers e'(x) und des vorhergehenden Ausgabewerts O(x-1). Der Sekundärfehler e'(x) ist eine Funktion des vorausgehenden Fehlers e(x-1) und des Eingangswerts i(x). Wie oben gezeigt, ist der vorausgehende Fehler eine Funktion der Summen und der Differenzen zwischen den Eingangswerten i(x) und den Ausgangswerten O(x). Wie die obige Summengleichung zeigt, nähert sich, wenn e(x) etwa im Bereich von Null gehalten wird, der Ausgangswert O(x) dem Eingangswert i(x). Die Hysteresekonstante definiert eine zulässige Abweichung des Zählers von dem Wert Null und repräsentiert damit die Differenz zwischen dem Ausgabe- und dem Eingabewert. Über eine beliebig große Anzahl von Punkten nähert sich der mittlere Fehler, bei dem es sich um e(x), dividiert durch die Anzahl der Punkte handelt, dem Wert Null. Damit wäre die ausgegebene Graustufe annähernd gleich der Eingangs-Graustufe.
Der Effekt der Hysteresekonstanten h ist in den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Graphen von e(x) gegenüber x veranschaulicht. Wenn man zur Vereinfachung eine konstante Graustufe als Eingangsgröße seitens der Rastereinrichtung annimmt, sind sämtliche Werte von i(x) gleich. In Figur 1 erzeugt eine erste konstante Graustufe eine rampenähnliche Fehlerkurve zwischen 0 und -h. Die positive Steigung der Rampe ist i(x) und hat zur Folge, daß für sämtliche x mit e(x) zwischen 0 und -h ein einzelner weißer Punkt generiert wird. Überspannt also die positive Steigung der Rampe drei Punkte in x-Richtung, so wird ein einzelner weißer Punkt der Größe 3 generiert. Wenn e(x) den Wert Null erreicht, schlägt die Ungleichheit in der Gleichung für O(x) um, und es wird ein einzelner schwarzer Punkt erzeugt, dessen Größe der Anzahl von Punkten in X entspricht, die von der negativen Steigung der Kurve überspannt werden. Die negative Steigung der Rampe während der Erzeugung des schwarzen Punkts ist i(x) -1. Es sei beachtet, daß die Steigung der Rampe eine Funktion der Graustufe ist. Damit sind bei einer konstanten Graustufe zwischen Weiß und Schwarz die positiven und die negativen Steigungen gleich groß. Für eine hellere konstante Graustufe würde die positive Steigung der Rampe abnehmen, mit der Folge, daß mehr weiße Bildelemente ausgegeben würden. Der Fachmann sieht, daß die obigen Richtungen und Steigungen willkürlich sind und umgekehrt werden können, ohne daß vom Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird.
Figur 2 zeigt den Effekt der Änderung der Hystereskonstanten h. Figur 2 zeigt, daß bei der gleichen konstanten Graustufe, von der in Figur 1 ausgegangen wird, eine Zunahme des Wertes von h eine Zunahme der Größe der erzeugten weißen und schwarzen Flecken verursacht wird; dies deshalb, weil mit einer Zunahme von h eine weitere Überquerung der x-Achse erforderlich ist, um die Rampe hinauf und hinabzugelangen. Deshalb treten weniger Übergänge von schwarzen zu weißen Punkten in Erscheinung, und das erzeugte Rasterbild ist grobkörniger.
Während die Figuren 1 und 2 eine durchgehende Kurve darstellen, zeigt Figur 3 exakter den Fall diskreter Schritte, wenn Punkte x individuell gelesen und verarbeitet werden. Die Quantisierung ist eine Funktion der Abtastung und ändert nicht die oben beschriebenen Prinzipien.
Bislang wurde die Erfindung für eine einzelne Dimension beschrieben, um die Darstellung zu vereinfachen. Bei der Erweiterung auf eine typische zweidimensionale Halbtondarstellung müssen die Abtastprozdur und die Fehlerverteilung berücksichtigt werden Eine Art der Abtastung ist das in Figur 4 dargestellte Serpentinenraster. Hier erfolgt die Abtastung der Punkte (oder Bildelemente) in der x- oder horizontalen Richtung zunächst von links nach rechts, gefolgt von einer Abtastung von rechts nach links in der nächsten Zeile nach unten in y- oder vertikaler Richtung des Vollbilds. Damit ändert sich die Abtastung von der rechten und der linken Seite her abwechselnd zwischen den Zeilen in der vertikalen Richtung.
Eine Möglichkeit der Fehlerverteilung besteht darin, die Hälfte des Fehlers jeder Abtastrichtung zuzuordnen. Damit dürfen für jeden zweidimensionalen abgetasteten Punkt (x, y) der diesem Punkt in x-Richtung unmittelbar vorausgehende Punkt (x-d mit d = +1 oder -1 abhängig von der laufenden Links- nach Rechts- oder Rechts- nach Links-Richtung der Abtastung) und der unmittelbar daran anschließende Punkt (x, y-1) jeweils die Hälfte zu dem Fehler beitragen.
Folglich gelten für den zweidimensionalen Fall die folgenden Rekursionsbeziehungen:
e'(x,y) = (e(x-d, y) + e(x, y-1))/2 + i(x,y)
o(x,y) = 1 wenn (e(x-d, y) + h*(o(x-d, y) + o(x,y-1)) > = 0) = 0 sonst
e(x,y) = e'(x,y) - fs * o(x,y)
d= -1y = 1 - 2 * (y mod 2)
wobei
x sich auf die Punkte oder Bildelemente in einer Abtastzeile bezieht,
y sich auf die Abtastzeilen bezieht,
i(x, y) und o(x, y) die Eingabe- und Ausgabefelder sind,
fs der volle Eingabeskalenwert ist, im Fall eines 8-Bit-Feldes typischerweise 255, und
h ein einstellbarer Grobkörnigkeitswert ist, der typischerweise einen Wert besitzt, der dem 0,5-fachen des Wertes von fs entspricht, wobei größere Werte von h zu einem gröberen Raster führen.
Der Fachmann erkennt, daß zahlreiche Abtastverfahren und Fehlerverteilungen möglich sind, und daß entsprechende Gleichungen für diese Abtast- und Fehlerverteilungsverfahren entwickelt werden können, die in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen. Darüber hinaus sind verschiedenen Vorgehensweisen bei der Implementierung des Rasterverfahrens möglich. Diese beinhalten elektronische Schaltungen, die speziell dazu ausgelegt sind, das Verfahren auszuführen, und sie enthalten Softwareprogramme, die in Spezail- oder Mehrzweckrechengeräten gespeichert und ausgeführt werden können.
Figur 5 ist ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines Bildreproduktionsgerätes, zum Beispiel eines fotografischen Bildreproduktionsgerätes unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das fotografische Reproduktionsgerät enthält einen Abtaster 20 zum Messen der Graustufen an Punkten eines Bildes, zum Umsetzen dieser Meßwerte in digitale Form (z. B. in Digitalwörter mit jeweils 8 Bits, die ganze Zahlen zwischen 0 und 255 repräsentieren) und zum Übertragen dieser Werte zu einer Rastereinrichtung 22. Die Rastereinrichtung 22 verarbeitet diese Daten und erzeugt ein Rastermuster mit lediglich zwei möglichen Ausgangssignalen, von denen eines Schwarz und eines Weiß entspricht. Wie bereits erwähnt, könnten diese Signale der Beschriftung bzw. Nicht-Beschriftung eines Mediums mit Schwarz bzw. Weiß entsprechen. Darüber hinaus könnte irgendeine Schriftfarbe verwendet werden. Jede dieser Ausführungsformen liegt im Schutzumfang der hier beschriebenen Erfindung. Diese Signale von der Rastereinrichtung werden zu dem Bilderzeuger 24 übertragen, der ein Medium, zum Beispiel einen Papierbogen oder einen fotografischen Film entsprechend markiert. Zur Vereinfachung sei angemerkt, daß bei den im folgenden beschriebenen Implementierungen die Rastereinrichtung Sequenzen sämtlicher Punkte oder Bildelemente in einer Zeile des Bildes liest, dann die erforderlichen Fehler berechnet und ausgibt und die entsprechenden Signale an den Bilderzeuger gibt, bevor zu der nächsten Bildzeile weitergegangen wird. Damit zeigen in dem Flußdiagramm der Figuren 8 und 8A die Gleichungen lediglich einen Index x, um Punkte des Feldes zu definieren. Der zweite Index, y, der in den vorhergehenden Gleichungen dazu verwendet wird, den zweidimensionalen Fall zu beschreiben, ist lediglich bei der zeilenweise Abtastung berücksichtigt. Beispielsweise bezieht sich e(x) in dem Flußdiagramm auf das Speichern von Fehlerwerten für lediglich eine Zeile y des Feldes e(x, y) zu einer Zeit.
Figur 6 zeigt eine Implementierung einer Rastereinrichtung in einer elektronischen Spezialschaltung. Die Schaltung enthält ein Eingaberegister 29, ein Fehlerregister, ein Vorfehlerregister 32, ein Ausgaberegister 60 und ein Vorausgaberegister 54. Während der Rasterverarbeitungsphase führt die Rasterverarbeitungseinrichtung für jedes Pixel oder Bildelement des Bildes die folgende Sequenz von Operationen durch:
(1) Die Inhalte des Fehler-RAM 30, entsprechend dem laufenden Pixel, werden in das Vorfehlerregister 32 gelesen.
(2) Die Inhalte des Ausgabe-RAM 48, entsprechend dem laufenden Pixel, werden in das Vorausgaberegister 54 gelesen.
(3) Die Inhalte des Eingabe-RAM 26, entsprechend dem laufenden Pixel, werden in das Eingaberegister 28 eingelesen.
(4) Die Inhalte des Fehlerregisters 46 und des Vorfehlerregisters 32 werden im Addierer 34 zusammenaddiert, durch 2 dividiert, zum Beispiel durch Rechtsverschiebung um eine Bit-Position im Teiler 36, und dann auf den Inhalt des Eingaberegisters 28 aufaddiert.
(5) Die Inhalte des Ausgaberegisters 60 und des Vorausgaberegisters 54 werden zum Beispiel im Addierer 56 zusammenaddiert und gemäß Darstellung durch einen Multiplizierer 58 mit einem einstellbaren Körnigkeitswert oder einer Hysteresekonstanten h multipliziert, wie dies durch das Bezugszeichen 62 angedeutet ist.
(6) Die Ergebnisse der Schritte 4 und 5 werden zusammenaddiert. Ist das Ergebnis größer oder gleich Null, wird der Schritt (7a) unten durchgeführt. Ansonsten wird der Schritt (7b) ausgeführt.
(7a) In dem Ausgaberegister 60 wird die Konstante 1 gespeichert, entsprechend der Erzeugung eines schwarzen Punkts durch den Bilderzeuger an einer dem laufenden Pixel entsprechenden Stelle. Ferner wird von dem Ergebnis gemäß Schritt 4 eine Konstante, die dem Schwarz entsprechenden Eingangswert entspricht, subtrahiert und in dem Fehlerregister 46 gespeichert. In einem typischen Fall dienen 8 Bits zum Darstellen des Eingangswerts, so daß die Konstante 2&sup8;-1 oder 255 lautet.
(7b) Die Konstante 0 wird im Ausgaberegister 60 gespeichert, entsprechend einem weißen Fleck an der dem laufenden Pixel entsprechenden Stelle. Außerdem wird das Ergebnis des Schritts 4 im Fehlerregister 46 gespeichert.
(8) Die Inhalte des Ausgaberegisters 60 werden in das Ausgabe- RAM 48 entsprechend dem laufenden Pixel gespeichert.
(9) Die Inhalte des Fehlerregisters 46 werden entsprechend dem laufenden Pixel im Fehler-RAM 30 gespeichert.
(10) Der Prozeß wird für das nächste Pixel wiederholt, bei dem es sich entweder um ein rechts oder links an das laufende Pixel anschließendes Pixel handelt, abhängig von der Abtastrichtung.
Wie oben beschrieben, beeinflußt die Hysterekonstante h die Körnigkeit der durch die Rastereinrichtung gebildeten Muster, indem sie die Größe des Flecks beinflußt, der von dem Bilderzeuger produziert wird. Ein Hysteresekonstanten-Wert von Null entspricht dem feinsten möglichen Raster. Ein Hysteresekonstanten-Wert von dem Einfachen des vollen Skalenwerts fs entspricht einem groben Raster. Ein typischer Wert beträgt 0,5 der vollen Skala fs für eine Rasterung mittlerer Körnigkeit. Allerdings sollte angemerkt werden, daß h irgendeinen Wert annehmen kann, der nicht kleiner als Null ist.
Figur 6 zeigt die Verbindungen einer Schaltung, die die oben angegebenen Schritte ausführt. Wie in Figur 6 gezeigt ist, besitzt die Rastereinrichtung 22 eine Verbindung mit dem Abtaster 20, die es ermöglicht, daß Datenwerte in einen Eingabe-RAM 26 eingeschrieben werden. Der Fachmann erkennt, daß der Eingabe-RAM 26, der Fehler-RAM 30 und der Ausgaber-RAM 48 als Teile einer einzigen Speichereinrichtung realisiert werden können, obschon sie als separate Elemente dargestellt sind. Eine weitere Verbindung von dem Eingabe-RAM 26 dient zum Einschreiben aus dem RAM 26 ausgelesenen Datenwerts in das Eingaberegister 28. Dieser Vorgang wird ausgelöst durch den B-Ausgang einer Ablaufsteuerung 64, wie durch B an der Signalleitung zwischen dem Eingabe-RAM 26 und dem Eingaberegister 28 angedeutet ist.
Der Fehler-RAM 30 besitzt eine Verbindung zu dem Vorfehlerregister 32, welches dazu dient, einen aus dem Fehler-RAM 30 ausgelesenen Datenwertes in das Vorfehlerregister 32 einzuschreiben. Diese Aktivität wird durch den Ausgang B der Ablaufsteuerung 64 ausgelöst, die durch B an der Signalleitung zwischen dem Fehler-RAM 30 und dem Vorfehlerregister 32 angegeben ist. Eine zusätzliche Verbindung dient zum Speichern der Inhalte des Fehlerregisters 46 in dem Fehler-RAM 30. Diese Aktivität wird durch den Ausgang D der Ablaufsteuerung 64 ausgelöst, wie durch D an der Verbindung zwischen dem Fehler-RAM 30 und dem Fehlerregister 46 angedeutet ist.
Die Inhalte des Vorfehlerregisters 32 und die Inhalte des Fehlerregisters 46 werden von dem Addierer 34 zusammenaddiert. Das Ergebnis dieser Operation wird von dem Dividierer 36 durch Zwei geteilt. Ein Beispiel des Teilens durch Zwei besteht in der Rechtsverschiebung um eine Bit- Position. Der Fachmann erkennt, daß andere Mittel zum Teilen durch Zwei möglich sind und gegebenenfalls geeigneter sein können, wenn beispielsweise Berechnungen in Gleitkommaarithmetik vorgenommen werden. Derartige Vorgehensweisen liegen im Schutzumfang der hier beschriebenen Erfindung. Das Ergebnis dieser Operation wird dann von dem Addierer 38 auf die Inhalte des Eingaberegisters 28 addiert. Dieses Ergebnis wird dann zu drei anderen Bauteilen geleitet, bei denen es sich um einen Konstanten-Subtrahierer 40, einen Schalter 44 und einen Addierer 50 handelt.
Der Ausgabe-RAM 48 besitzt eine Verbindung zu dem Vorausgaberegister 54, die dazu dient, einen aus dem Ausgabe-RAM 48 ausgelesenen Datenwert in das Vorausgaberegister 54 einzuschreiben. Getriggert wird diese Aktivität durch den Ausgang B der Ablaufsteuerung 64, wie durch B an der Signalleitung zwischen dem Ausgabe-RAM 48 und dem Vorausgaberegister 54 angedeutet ist.
Eine zusätzliche Verbindung dient zum Speichern der Inhalte des Ausgabereigsters 60 im Ausgabe-RAM 48. Dieser Vorgang wird durch D der Ablaufsteuerung 64 ausgelöst, wie durch D an der Verbindung zwischen dem Ausgabe-RAM 30 und dem Ausgaberegister 60 angedeutet ist. Eine noch weitere Verbindung bewirkt, daß ein aus dem Ausgabe- RAM 48 ausgelesener Datenwert zu dem Bilderzeuger gesendet wird.
Der Inhalt des Vorausgaberegisters 54 und die Inhalte des Ausgaberegisters 60 werden von dem Addierer 56 summiert. Dieses Ergebnis wird dann mit dem einstellbaren Körnigkeitswert 62 durch den Multiplizierer 58 multipliziert. Das Ergebnis dieser Multiplikation wird dann auf das von dem Addierer 50 erzeugte Resultat aufaddiert. Dieses Ergebnis wird dann von dem Tester daraufhin überprüft, ob es größer oder gleich Null ist. Eine Verbindung gestattet es dem Ausgang C der Ablaufsteuerung 64, das Ergebnis, bei dem es sich entweder um eine Eins oder eine Null handelt, im Ausgaberegister 60 zu speichern.
Damit speichert das Ausgaberegister 60 nun dann eine Eins, wenn der Bilderzeuger einen schwarzen Fleck an der dem derzeit eingegebenen Pixel entsprechenden Stelle erzeugen soll. Die Konstante 0 wird im Ausgaberegister 60 dann gespeichert, wenn ein weißer Punkt an der Stelle erzeugt werden soll, die dem derzeit eingegebenen Pixel entspricht.
Ein Konstantwert-Subtrahierer 40 speichert eine Konstante gleich dem Eingabewert entsprechend Schwarz, der von dem Fehlerregister zu subtrahieren ist. In einem typischen Fall werden 8 Bits dazu benutzt, den Eingabewert zu repräsentieren, so daß dieser konstante Wert 2&sup8;-1 oder 255 ist.
Das Ergebnis des Testes 52 wird dazu benutzt, umzuschalten zwischen den Ausgängen des Addierers 38 und des Konstantwert-Subtrahierers 40, dessen Ergebnis einfach das Ergebnis des Addierers 38 ist, von dem die Konstante 255 subtrahiert wurde. Wenn das Ergebnis des Testers 52 Eins ist, wird der Schalter 42 geschlossen, und ein Ergebnis des Konstantwert-Subtrahierers 40 wird, ausgelöst durch den Ausgang C der Ablaufsteuerung 64, im Fehlerregister 46 gespeichert. Ist das Ergebnis des Testers 52 Null, wird der Schalter 44 geschlossen, und ein Ergebnis des Addierers 38 wird, erneut durch den Ausgang C der Ablaufsteuerung 64 ausgelöst, im Fehlerregister 46 abgespeichert.
Nach Ansteuerung durch den Ausgang D der Ablaufsteuerung 64 wird der neue Wert des Ausgaberegisters 60 im RAM 48 gespeichert, und der neue Wert des Fehlerregisters 46 wird im RAM 30 gespeichert. Der gesamte Prozeß wird nun für das nächste Pixel wiederholt, bei dem es sich entweder um das rechts oder um das links an das derzeitige Pixel anschließende Pixel handelt, abhängig davon, ob die gerade bearbeitete Zeile eine geradzahlige oder eine ungeradzahlige Abtastzeile ist.
Figur 7 ist eine tabellarische Aufstellung der von dem Ablaufsteuerungsmodul erzeugten Signale. Wie oben beschrieben, besitzt die Ablaufsteuerung 64 nach Figur 6 die Funktion, den Ablauf der Operationen zu steuern, die von der Schaltung der Rastereinrichtung durchgeführt werden. Das Ablaufsteuerungsmodul erzeugt die Adressensignale für das Eingabe-RAM 26, das Fehler-RAM 30 und das Ausgabe-RAM 48. Das Ablaufsteuerungsmodul arbeitet in drei Phasen.
Während der ersten Phase aktiviert das Ablaufsteuerungsmodul 64 seinen Ausgang A für jedes Pixel in der Zeile, während es die Adresse von 0 ausgehend hochzählt. Dies hat den Effekt, daß eine Zeile von Datenwerten aus dem Abtaster 20 in dem Eingabe-RAM 26 gespeichert wird.
Während der zweiten Phase zählt das Ablaufsteuerngsmodul die Adresse von 0 bis n-1 und von n-1 bis 0 während abwechselnder Aktivitäten der zweiten Phase, wobei n als die Anzahl von Bildelementen in jeder Abtastzeile zu verstehen ist. Bei dem Zählen innerhalb der zweiten Phase gibt das Ablaufsteuerungsmodul Impulse auf seine Ausgänge B, C und D. Das Signal hat den Effekt, daß Werte aus den entsprechenden RAMs in die Register 28, 32 und 54 geladen werden. Dann werden die geladenen Werte von den verschiedenen, oben diskutierten Schaltkreiselementen verarbeitet, um neue Ausgabe- und Fehlerwerte zu produzieren. Die neuen Ausgabe- und Fehlerwerte werden im Ausgaberegister 60 bzw. im Fehlerregister 46 gespeichert, wenn die Ansteuerung durch den Ausgang C der Ablaufsteuerung 64 stattfindet. Der Ausgang D der Ablaufsteuerung 64 veranlaßt, daß die gespeicherten Werte schließlich in dem Ausgabe-RAM 48 bzw. dem Fehler-RAM 30 abgespeichert werden.
Während der dritten Phase zählt die Ablaufsteuerung 64 ihre Adresse von 0 bis n-1, während sie ihren Ausgang E einmal für jedes Pixel innerhalb der Zeile ansteuert. Dies hat den Effekt, daß die Inhalte des Ausgabe-RAM 48 an den Bilderzeuger 24 gesendet werden.
Figuren 8 - 8A zeigen ein Flußdiagramm, welches beschreibt, wie ein Mehrzweckrechner programmiert werden kann, um die Funktionen der Rastereinrichtung auszuführen. Der Fachmann erkennt, daß das in Figur 8 - 8A dargestellte Flußdiagramm eine naturgetreue Simulation der in Figur 6 und 7 dargestellten Hardware ist. Das Flußdiagramm läßt sich durch Software realisieren, die auf einem Mehrzweckrechner läuft.
Es sei angemerkt, daß das Flußdiagramm in den Figuren 8 und 8A auch veranschaulicht, daß eine gesamte Zeile von dem Abtaster abgetastet wird, bevor der Rasterungsprozeß stattfindet. Damit ist es, wie bereits erwähnt, in den Gleichungen nicht notwendig, einen zweiten Index y zu verwenden, da dies bei der Implementierung berücksichtigt ist, die eine gesamte Abtastzeile behandelt, bevor zur nächsten Zeile fortgeschritten wird. Im Funktionsblock 801 wird die Kopfzeile als Zeile 0 bezeichnet, und die Abtastung von links nach rechts wird dadurch festgelegt, daß eine Variable DIR auf Eins gesetzt wird. Im Funktionsblock 803 wird der laufende Wert der Zeilennummer Y geprüft, um festzustellen, ob sämtliche Zeilen des Bildes bearbeitet sind und eine Weiterverarbeitung angehalten werden kann. Falls nicht, wird die Horizontal-Variable X im Funktionsblock 805 auf Null gesetzt. Im Funktionsblock 807 wird der laufende Wert von X geprüft, um festzustellen, ob sämtliche Punkte i(x) der Zeile Y gelesen sind und falls nicht, wird im Funktionsblock 809 von dem Abtaster ein Eingabewert empfangen, und im Funktionsblock 811 wird der Meßwert in(x) am Punkt x gespeichert, und X wird erhöht, wie im Block 813 gezeigt ist. Diese Schritte werden wiederholt, bis die gesamte Zeile gelesen ist.
Nach Beendigung des Lesens der Zeile beginnt die Rasterungsverarbeitung. Die Richtung der Abtastung wird im Block 815 geprüft. Lautet die Richtung 1, was eine Abtastung von links nach rechts bedeutet, so wird X auf Null gesetzt, und es wird eine Variable endX auf die Breite des Rahmens eingestellt. Ansonsten wird im Block 816 der Wert X auf die Breite, abzüglich 1, eingestellt, und endX wird auf minus 1 eingestellt. Wie im Block 817 angedeutet ist, wird, wenn das Ende der Abtastzeile in dieser Phase der Verarbeitung noch nicht erreicht ist, was dadurch angegeben wird, daß der Wert von X noch nicht gleich endX ist - Block 818 - die zuvor diskutierte rekursive Beziehung (nun ohne Benötigung des zweiten Indices) in den Blöcken 819 und 821 angewendet. Der Funktionsblock 821 zeigt eine temporäre Variable T, die einen Zwischenwert angibt, der in einem Register gespeichert sein kann. Wenn im Funktionsblock 823 T größer oder gleich Null ist, wird der Ausgabewert O auf Eins gesetzt und der Fehler wird auf den Fehler minus 255 eingestellt, wobei 255 die Ausgabe des vollen Skalenwert repräsentiert, das heißt Schwarz, wie in den Funktionsblöcken 825 und 827 gezeigt ist. Ansonsten wird der Ausgabewert O auf Null eingestellt, was im Funktionsblock 829 gezeigt ist. Dem Fachmann ist klar, daß die Variable T und ein entsprechendes Zwischenspeicherregister fortgelassen werden können, indem man die Schritte 821 und 823 zu einem einzigen Schritt zusammenfaßt. e(x) und o(x) werden dann im Block 831 auf den Fehler bzw. O eingestellt. X wird im Block 833 erhöht und der Prozeß wird solange wiederholt, bis die Zeile vollständig ist.
Wenn die Verarbeitung der Zeile abgeschlossen ist, kann die Verarbeitung stattfinden, mit der Ausgangssignale für die Zeile an den Bilderzeuger gegeben werden. Die Variable DIR wird gemäß Block 835 negiert. Im Block 837 wird X erneut auf Null gesetzt und im Block 839 abgefragt, um festzustellen, ob alle Werte für diese Abtastzeile an den Bilderzeuger gemeldet wurden. Falls nicht, wird im Block 841 O auf o(x) eingestellt, im Block 843 wird O an den Bilderzeuger ausgegeben, und im Block 845 wird X erhöht. Wenn die Prüfung im Block 839 ergibt, daß die gesamte Abtastzeile an den Bilderzeuger rausgegeben wurde, wird die Abtastzeile erhöht, wie im Block 847 gezeigt it. Wie bereits diskutiert, lenkt der Funktionsblock 803 die Verarbeitung der nächsten Zeile auf die selben Schritte, bis sämtliche Zeilen abgearbeitet sind. Damit sind das Abtasten, das Rastern und die Ausgabe an den Bilderzeuger für jede Abtastzeile abgeschlossen, bevor die nächste Abtastzeile gelesen wird.
Obschon die Erfindung oben im einzelnen erläutert wurde, so geschah dies lediglich zu dem Zweck, dem Fachmann vorzuführen, wie die Erfindung auszuführen und zu nutzen ist. Zahlreiche Modifizierungen fallen in den Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert wird.
Beispielsweise könnten die Rekursionsbeziehungen in der C-Programmiersprache, einer Assembler-Sprache eines speziellen Rechners oder in irgendeiner anderen Sprache, beispielsweise FORTRAN, geschrieben werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Reproduzieren eines Eingabebildes als ein Ausgabebild, welches aus binäre Werte aufweisenden Ausgabepunkten besteht, umfassend:

- eine Abtasteinrichtung zur Bereitstellung eines jeweiligen Graustufen-Eingabewerts für jeden von einer Mehrzahl von Eingabepunkten auf dem Eingabebild, und

- eine Verarbeitungseinrichtung, die auf die Eingabewerte anspricht, um einen binären Ausgabewert für jeden eine Mehrzahl von Ausgabepunkten zum Erzeugen des Ausgabebildes zu liefern, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung eine Entscheidungseinrichtung (50- 58) aufweist, um einen Ausgabebinärwert (O(x)) entsprechend jedem Eingabewert (i(x)) auf der Grundlage des Eingabewerts (i(x)) und eines akkumulierten Fehlerwerts (e(x-1)) zu entscheiden, und eine Einrichtung (30-46) aufweist zum Erhöhen des akkumulierten Fehlerwerts (e(x-1)) in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem Eingabewert (i(x)) und dem von der Entscheidungseinrichtung zugewiesenen Graustufenwert des Ausgabebinärwerts (O(x)), wobei die Entscheidungseinrichtung und die Erhöhungseinrichtung derart ausgebildet sind, daß in einer rekursiven Beziehung gearbeitet wird, in der der akkumulierte Fehlerwert (e(x)) gegen einen Mittelwert von Null tendiert und die Entscheidungseinrichtung eine Vorbelastungseinrichtung (54, 60, 62) enthält, die auf eine vorhergehende binäre Ausgabe O(x-1) anspricht, um den Betrieb der Entscheidungseinrichtung vorzubelasten in Richtung auf den früheren Binärausgabewert, um so eine Hysterese in die Übergänge von einer Binärausgabe eines Werts zu einer Binärausgabe des anderen Werts einzubauen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Eingabepunkte ein zweidimensionales Feld bilden und die Entscheidungseinrichtung auf einen akkumulierten Fehlerwert mit zwei Komponenten anspricht, von denen eine erste Komponente von dem akkumulierten Fehlerwert abgeleitet ist, der durch den Betrieb der Erhöhungseinrichtung an einem unmittelbar vorausgehenden Eingabepunkt auf einer ersten Achse des zweidimensionalen Feldes geschaffen wurde, und die zweite Komponente von dem akkumulierten Fehlerwert abgeleitet wird, welcher durch den Betrieb der Erhöhungseinrichtung an einem unmittelbar vorausgehenden Eingabepunkt auf einer zweiten Achse des zweidimensionalen Feldes geschaffen wurde.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Vorbelastungseinrichtung einen Vorgabewert zum Beinflussen des Betriebs der Entscheidungseinrichtung liefert, der Vorgabewert das Produkt einer ausgewählten Konstanten und des Graustufenwerts des vorausgehenden Ausgabebinärwerts ist, und der Vorgabewert an die Entscheidungseinrichtung geliefert wird, um den Eingabewert und den akkumulierten Fehlerwert in einem Sinn zu kombinieren, daß die Entscheidung bezüglich des Ausgabebinärwerts in Richtung des früheren Ausgabebinärwerts begünstigt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, bei der die Verarbeitungseinrichtung die Eingabepunkte in einer vorbestimmten Sequenz verarbeitet, und für jeden von der Verarbeitungseinrichtung verarbeiteten Eingabewert der frühere Ausgabebinärwert, auf den die Vorbelastungseinrichtung anspricht, derjenige Wert ist, der dem unmittelbar vorausgehenden Eingabewert zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3 oder 4, bei der die Abtasteinrichtung das Eingabefeld in einer Folge von Zeilen abtastet, um ein zweidimensionales Feld von Eingabepunkten zu erhalten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Eingabepunkte auf einer Zeile in Gegenrichtung zu den Eingabepunkten der unmittelbar vorausgehenden Zeile verarbeitet werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, in der die Vorbelastungseinrichtung einen Vorgabewert zum Beeinflussen des Betriebs der Entscheidungseinrichtung liefert, der Vorgabewert das Produkt einer ausgewählten Konstanten und der Summe der jeweiligen Graustufenwerte der Binärausgabewerte an den unmittelbar vorausgehenden Eingabepunkten der ersten und der zweiten Achse ist, der Vorgabewert an die Entscheidungseinrichtung geliefert wird, um mit dem Eingabewert und dem kombinierten akkumulierten Fehlerwert in dem Sinn kombiniert zu werden, daß die Entscheidung bezüglich des Ausgabebinärwerts in Richtung des vorhergehenden Ausgabebinärwerts begünstigt wird, der für die unmittelbar vorausgehenden Eingabepunkte erhalten wurde, wobei diese beiden Ausgabebinärwerte gleich sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Abtasteinrichtung so betreibbar ist, daß sie das zweidimensionale Feld in Form einer Folge von Zeilen abtastet, die sich in der Richtung der einen Achse des Feldes erstrecken.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Eingabepunkte einer Zeile in der entgegengesetzten Richtung bezüglich der Eingabepunkte der unmittelbar vorausgehenden Zeile bearbeitet werden.

10. Vorrichtung zum Reproduzieren eines Eingabebildes als ein Ausgabebild, welches aus Ausgabepunkten besteht, die Binärwerte besitzen, umfassend:

- eine Abtasteinrichtung zum Bereitstellen eines jeweiligen Eingabewertes einer Graustufenskala für jeden von mehreren Eingabepunkten auf dem Eingabebild, die in einem zweidimensionalen Feld liegen, und

- eine Verarbeitungseinrichtung, die anspricht, indem sie für jeden von mehreren Ausgabepunkten zur Erzeugung des Ausgabebildes einen Binärausgabewert liefert,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Verarbeitungseinrichtung aufweist:

- eine Entscheidungseinrichtung, um einen Ausgabebinärwert für die Zuordnung zu jedem Eingabewert auf der Grundlage des Eingabewerts und eines akkumulierten Fehlerwerts zu entscheiden, der abgeleitet ist von den jeweiligen akkumulierten Fehlern, welche für die zwei unmittelbar vorausgehenden Eingangspunkte des Feldes in dessen zwei Dimensionen erzeugt wurden, und

- eine Einrichtung zum Erhöhen des akkumulierten Fehlerwerts in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem Eingabewert und dem Graustufenwert des Binärausgabewerts, der dem Eingabewert zugeordnet ist, wobei die Entscheidungseinrichtung und die Erhöhungseinrichtung derart ausgebildet sind, daß sie in einer rekursiven Beziehung arbeiten, gemäß der der akkumulierte Fehlerwert gegen einen mittleren Wert von Null tendiert, und die Entscheidungseinrichtung eine Vorbelastungseinrichtung enthält, die auf eine jeweilige frühere Binärausgabe in jeder Dimension des Feldes anspricht, um den Betrieb der Entscheidungseinrichtung in Richtung auf die jeweiligen vorausgehenden Binärausgabewerte zu begünstigen, wobei beide derartigen Werte gleich sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Vorbelastungseinrichtung einen Vorgabewert bereitstellt zum Beeinflussen des Betriebs der Entscheidungseinrichtung, der Vorgabewert das Produkt einer ausgewählten Konstanten und der Summe der jeweiligen Graustufenwerte der Binärausgabewerte, die den zwei unmittelbar vorausgehenden Eingabepunkten zugeordnet sind, ist, der Vorgabewert an die Entscheidungseinrichtung geliefert wird, um mit dem Eingabewert und dem akkumulierten Fehlerwert in dem Sinne kombiniert zu werden, daß die Entscheidung über den Ausgabebinärwert im Sinne der vorausgehenden Ausgabebinärwerte begünstigt wird, die für die zwei unmittelbar vorausgehenden Eingabepunkte erhalten wurden, wobei diese beiden Ausgabebinärwerte gleich sind.

12. Vorrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Markieren einer Mehrzahl von Ausgabebildpunkten auf einem Anzeigemedium mit einem ersten oder einem zweiten Markierungszeichen, wobei die Markierungseinrichtung auf die Binärausgabewerte anspricht, um einen jeweiligen Ausgabebildpunkt für jeden Eingabebildpunkt mit einem ersten oder einem zweiten Zeichen entsprechend dem dem Eingabebildpunkt zugewiesenen Binärausgabewert zu markieren.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der von dem ersten und dem zweiten Markierungszeichen das eine überhaupt keine Markierung auf dem Anzeigeträger ist.

14. Verfahren zum Reproduzieren eines Eingabebildes als ein Ausgabebild, welches Ausgabepunkte mit Binärwerten aufweist, umfassend das Abtasten eines Eingabebildes, um für jeden einer Mehrzahl von Eingabepunkten auf dem Eingabebild einen zugehörigen Eingabewert auf einer Graustufenskala zu erzeugen, und Verarbeiten der Eingabewerte, um für jeden von mehreren Ausgabepunkten zur Erzeugung des Ausgabebildes einen Binärausgabewert zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verarbeiten der Eingabewerte die Schritte beinhaltet:

- Entscheiden bezüglich eines Ausgabebinärwerts (O(x)), der jedem Eingabewert (i(x)) zugewiesen wird, auf der Grundlage des Eingabewerts (i(x)) und eines akkumulierten Fehlerwerts (e(x-1)), und Erhöhen des akkumulierten Fehlerwerts (e(x-1)) in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem Eingabewert (i(x)) und dem Graustufenwert des Ausgabebinärwerts (O(x)), der durch den Entscheidungschritt zugewiesen wird, wobei die Entscheidungs- und Erhöhungsschritte in einer rekursiven Beziehung durchgeführt werden, gemäß der der akkumulierte Fehlerwert (e(x)) gegen einen Mittelwert von Null tendiert, und der Entscheidungsschritt den Schritt beinhaltet, daß ein Vorgabewert bereitgestellt wird, der von einem vorhergehenden Ausgabebinärwert abhängt, welcher Vorgabewert den Entscheidungsschritt bezüglich des vorausgehenden Binärausgabewerts begünstigt, um dadurch eine Hysterese in die Übergänge von einer Binärausgabe eines Werts zu einer Binärausgabe des anderen Werts einzubauen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Eingabepunkte ein zweidimensionales Feld bilden und der Entscheidungsschritt auf einen kombinierten akkumulierten Fehlerwert anspricht, welcher zwei Komponenten besitzt, von denen eine erste Komponente abgeleitet wird von dem akkumulierten Fehlerwert, der durch den Erhöhungsschritt an einem unmittelbar vorgehenden Eingabepunkt auf einer ersten Achse des zweidimensionalen Feldes erzeugt wird, und die zweite Komponente abgeleitet wird von dem akkumulierten Fehlerwert, der gebildet wird durch den Erhöhungsschritt an einem unmittelbar vorausgehenden Eingabepunkt auf einer zweiten Achse des zweidimensionalen Feldes.

16. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Vorgabewert das Produkt einer ausgewählten Konstanten und dem Graustufenwert eines vorausgehenden Ausgabebinärwerts ist, wobei der Vorgabewert kombiniert wird mit dem Eingabewert und dem akkumulierten Fehlerwert in dem Sinne, daß der dem Eingabewert zugewiesene Ausgabebinärwert im Sinne des vorausgehenden Ausgabebinärwerts begünstigt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Eingabepunkte in einer vorbestimmten Sequenz verarbeitet werden und für jeden von der Verarbeitungseinrichtung verarbeiteten Eingabewert der vorhergehende Ausgabebinärwert derjenige ist, der dem unmittelbar vorausgehenden Eingabewert zugewiesen wird.

18. Verfahren nach Anspruch 14, 16 oder 17, bei dem das Eingabebiid in einer Folge von Zeilen abgetastet wird, um ein zweidimensionales Feld von Eingabepunkten zu erhalten.

19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem Eingabepunkte auf einer Zeile in einer Richtung verarbeitet werden, die den Eingabepunkten auf der unmittelbar vorausgehenden Zeile entgegengesetzt ist.

20. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Vorgabewert das Produkt einer ausgewählten Konstanten und der Summe der jeweiligen Graustufenwerte der Binärausgabewerte an den unmittelbar vorausgehenden Eingabepunkten auf der ersten und der zweiten Achse ist, daß der Vorgabewert kombiniert wird mit dem Eingabewert und dem kombinierten, akkumulierten Fehlerwert in dem Sinn, daß er den dem Eingabewert zugewiesenen Ausgabebinärwert im Sinn der vorhergehenden Ausgabebinärwerte begünstigt, die für die unmittelbar vorausgehenden Eingabepunkte erhalten werden, wobei beide Ausgabebinärwerte gleich sind.

21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem das zweidimensionale Feld in einer Folge von Zeilen abgetastet wird, die sich in der Richtung der einen Achse des Feldes erstrecken.

22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die Eingabepunkte auf einer Zeile in einer Richtung verarbeitet werden, die der Richtung der Eingabepunkte auf der unmittelbar nachfolgenden Zeile entgegengesetzt ist.

23. Verfahren zum Reproduzieren eines Eingabebildes als ein Ausgabebild, welche aus Ausgabepunkten mit Binärwerten besteht, umfassend das Abtasten eines Eingabebildes, um einen zugehörigen Eingabewert auf einer Graustufenskala für jeden von mehreren Eingabepunkten auf dem Eingabebild zu erhalten, welche in einem zweidimensionalen Feld liegen, und Verarbeiten der Eingabewerte, um einen Binärausgabewert für jeden von mehreren Ausgangspunkten zu erhalten, um das Ausgabebild zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verarbeiten der Eingabewerte die Schritte umfaßt:

- Entscheiden bezüglich eines Ausgabebinärwerts, der jedem Eingabewert zuzuweisen ist, auf der Grundlage des Eingabewerts und eines akkumulierten Fehlerwerts, der abgeleitet wird von den jeweiligen akkumulierten Fehlern, welche durch die zwei unmittelbar vorausgehenden Eingabepunkte des Feldes in dessen zwei Dimensionen erzeugt werden, und

- Erhöhen des akkumulierten Fehlerwerts in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Eingabewert und dem Graustufenwert des dem Eingabewert zugewiesenen Binärausgabewerts, wobei der Entscheidungsschritt und der Erhöhungsschritt in einer rekursiven Beziehung vorgenommen werden, bei der der akkumulierte Fehlerwert gegen einen Mittelwert von Null tendiert, und der Entscheidungsschritt den Schritt beinhaltet, daß ein Vorgabewert bereitgestellt wird, welcher von einem zugehörigen vorausgehenden Binärausgabewert in jeder der zwei Felddimensionen abhängt, welcher Vorgabewert den Entscheidungsschritt in Richtung der zugehörigen vorausgehenden Binärausgabewerte begünstigt, wobei beide derartigen Werte gleich sind.

24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem der Vorgabewert das Produkt einer ausgewählten Konstanten und der Summe der jeweiligen Graustufenwerte der den zwei unmittelbar vorausgehenden Eingabepunkten zugewiesenen Binärausgabewerten ist, wobei der Vorgabewert kombiniert wird mit dem Eingabewert und dem akkumulierten Fehlerwert in dem Sinn, daß er die Entscheidung bezüglich des Ausgabebinärwerts im Sinne der vorhergehenden Ausgabebinärwerte begünstigt, die für die zwei unmittelbar vorausgehenden Eingabepunkte erhalten wurden, wobei beide derartigen Ausgabebinärwerte gleich sind.

25. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 24, umfassend den Schritt des Markierens mehrerer Ausgabebildpunkte auf einem Anzeigeträger mit einem ersten oder einem zweiten Markierungszeichen derart, daß ein jeweiligen Ausgabebildpunkt für jeden Eingabebildpunkt entweder mit einem ersten oder mit einem zweiten Zeichen in Abhängigkeit der dem Eingabebildpunkt zugewiesenen Binärausgabewert markiert wird.

26. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem von dem ersten und dem zweiten Markierungszeichen ein Zeichen keine Markierung auf dem Anzeigemedium darstellt.