DE69126250T2

DE69126250T2 - Vorrichtung zur Bildverarbeitung

Info

Publication number: DE69126250T2
Application number: DE69126250T
Authority: DE
Inventors: Yuichi Bannai; Hidefumi Osawa; Kunihiro Yamamoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1991-07-18
Publication date: 1997-10-09
Anticipated expiration: 2011-07-19
Also published as: US5610999A; EP0467684A1; EP0467684B1; DE69126250D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Bildverarbeitungsvorrichtung zur Binär-Digitalisierung mehrwertiger Daten.

Verwandter Stand der Technik

Zur Binär-Digitalisierung mehrwertiger Bliddaten ist bereits ein Ditherverfahren bekannt, bei dem eine m x n Dithermatrix (mit m und n als natürliche Zahlen) vorgesehen ist und bei dem die mehrwertigen Daten zur Ausbildung einer binärisierten m x n Matrix mit entsprechenden Schwellwerten in der Matrix verglichen werden, wodurch ein Pseudo-Halbtonbild wiedergegeben wird. Jedoch kann ein derartiges Ditherverfahren lediglich m x n + 1 Dichtepegel wiedergeben und hat ebenso ein begrenztes Auflösungsvermögen. Andererseits ist das 1975 in einem Artikel "An adaptive Algorithm for Spatial Grayscale" im SID DIGEST vorgeschlagene Fehlerdiffusionsverfahren bezüglich des Auflösungsvermögens und der Wiedergabeschärfe des Farbtons bzw. der Graustufe überlegen und hat in den letzten Jahren Beachtung gefunden.
Bei dem Fehlerdiffusionsverfahren erfolgt die Binär- Digitalisierung mit einem festen Schwellwert, und die Differenz zwischen einer durch Addierung des sich aus den letzten Bildelementen verteilenden Fehlers zu der Dichte eines Objektbildelements korrigierten Dichte und der binärisierten Dichte (im Fall von 8 Bits 0 oder 255) breitet sich als neuer Fehler auf die nächsten Bildelemente aus.
Jedoch resultiert die Binär-Digitalisierung mit dem Fehlerdiffusionsverfahren bei Vorhandensein eines Bereichs geringer Dichte in dem Anfangsabschnitt der Digitalisierung in der Ausbildung eines weißen Bereichs ohne jeglichen Punkt in einem derartigen Bereich geringer Dichte.
Auf ein ähnliches Phänomen trifft man im Bereich geringer Dichte in der Nähe der Kanten eines Bildes.
Auch in einem Bereich gleichmäßig geringer Dichte sind die Punkte nicht gleichmäßig verteilt, und das wiedergegebene Bild macht einen unschönen körnigen bzw. granularen Eindruck.
Weiterhin werden in einem Bereich gleichmäßiger Dichte eine Textur und manchmal Pseudokonturen in dem Bild erzeugt.
Zur Verhinderung derartiger Nachteile beim Fehlerdiffusionsverfahren hat die Anmelderin bereits gewisse Vorschläge in der Deutschen Patentanmeldung Nr. P 3 838 730.1, der am 6. März 1989 eingereichten US-Patentanmeldung SN 319 057 und der Europäischen Patentveröffentlichung Nr. 356 225 gemacht.
Diese Erfindungen ermöglichen, ein Bild hoher Qualität zu erzielen, erfordern aber eine große Menge an zweidimensionalen Berechnungen für die Korrektur von Fehlern zwischen den Eingangsbilddaten und den Ausgangsbilddaten, wodurch der Hardwareaufbau sehr kompliziert wird.
Ebenso wurden von der Anmelderin in der EP-A-0 382 581, der EP-A-0 395 404 und der am 27. April 1990 eingereichten US-A-5 153 925 Binär-Digitalisierungsverfahren vorgeschlagen, bei denen ein Bild, wie es beim Fehlerdiffusionsverfahren erzielbar ist, mit verringerter Verarbeitungsmenge ausgebildet werden kann. Diese Erfindungen beruhen auf der Bestimmung eines binärisierenden Schwellwerts durch Beaufschlagung einer Vielzahl binärisierter Daten mit einer vorbestimmten Gewichtung und durch Bestimmung der mittleren Dichte um das Objektbildelement, wobei die Binär-Digitalisierung unter Verwendung des Schwellwerts bewirkt wird und sich der bei der Digitalisierung erzeugte Fehler in noch nicht binärisierten Bildelementdaten ausbreitet. Diese sich auf eine Binär-Digitalisierung beruhend auf der mittleren Dichte stützenden Verfahren können im Vergleich zum Fehlerdiffusionsverfahren die Anzahl an Bildelementen verringern, in denen sich der Fehler ausbreitet, wodurch die Verarbeitungsmenge wesentlich verringert wird.
Jedoch ist das mittels diesen Verfahren verarbeitete Bild wie im Fall des Fehlerdiffusionsverfahrens mit Nachteilen wie der Ausbildung weißer Punkte, des Granularrauschens oder von Pseudokonturen behaftet.
Unter Berücksichtigung des vorstehend beschriebenen, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bildverarbeitungsverfahren, das die zur Binär-Digitalisierung erforderliche Verarbeitungsmenge verringern und ebenso ungeachtet des Zustands des Eingangsbildes ein wiedergegebenes Bild hoher Qualität ausbilden kann sowie eine Bildverarbeitungsvorrichtung dafür zu schaffen.
Die U.S. Patentbeschreibung Nr. 4 878 125 offenbart eine Bildverarbeitungsvorrichtung mit einer Binärisierungsschaltung zur Binärisierung empfangener Bilddaten unter Verwendung eines vorbestimmten Schwellwerts, einer Einrichtung zur Korrektur von Binärisierungsfehlern sowie einer Einrichtung zur Erfassung von Kanteneinzelheiten aus den empfangenen Bilddaten.
Erfindungsgemäß ist eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 geschaffen.
Gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist eine Bildverarbeitungsvorrichtung zur Binär-Digitalisierung unter Verwendung der mittleren Dichte um das Objektbildelement als Schwellwert-Bildelement und mit der Möglichkeit eines wiedergegebenen Bildes hoher Qualität geschaffen.
Gemäß einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist eine Bildverarbeitungsvorrichtung mit einfachem Aufbau mit der Möglichkeit zur Verhinderung der Ausbildung eines punktefreien Weißbereichs in den Kantenabschnitten und in den Bereichen geringer Dichte in dem Anfangsabschnitt der Verarbeitung geschaffen, wodurch ein wiedergegebenes Bild hoher Qualität ausgebildet wird.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist eine Bildverarbeitungsvorrichtung mit einfachem Aufbau mit der Möglichkeit zur Verhinderung der Ausbildung von Granularrauschen und Pseudokonturen geschaffen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Binärisierungsvorrichtung gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Binärisierungsschaltung aus Fig. 1.
Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen einem Objektbildelement und Bildelementen, in denen der Fehler verteilt ist.
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer in Fig. 2 gezeigten Fehlerverteilungs-Steuerschaltung.
Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen dem Objektbildelement und zur Berechnung der mittleren Dichte verwendeten Bildelementen.
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild einer in Fig. 1 gezeigten Schwellwert-Einstellschaltung.
Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen dem Objektbildelement und zur Kantenerfassung verwendeten Bildelementen.
Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild einer in Fig. 1 gezeigten Kantenerfassungsschaltung.
Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild einer Fensterbeurteilungsschaltung.
Fig. 10 zeigt einen Bildelement-Bezugsbereich in der Fensterbeurteilungsschaltung.
Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild einer gesamten Binärisierungsvorrichtung gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Fig. 12 zeigt ein ausführliches Blockschaltbild einer Binärisierunngsschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 13 zeigt ein ausführliches Blockschaltbild einer Schaltung zur Berechnung der mittleren Dichte gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 14 zeigt ein ausführliches Blockschaltbild einer Kantenerfassungsschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 15 zeigt ein ausführliches Blockschaltbild einer Kantenerfassungsschaltung gemäß einem dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Fig. 16 zeigt einen Bildelement-Bezugsbereich in der in Fig. 15 gezeigten Kantenerfassungsschaltung.
Fig. 17 zeigt ein ausführliches Blockschaltbild einer Schwellwert-Einstellschaltung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
Fig. 18 zeigt ein ausführliches Blockschaltbild einer Schwellwert-Einstellschaltung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
Fig. 19 und 20 zeigen die Beziehungen zwischen dem Objektbildelement und den zur Berechnung der mittleren Dichte verwendeten Bildelementen gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachstehend wird die Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben.

[Erstes Ausführungsbeispiel]

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Binärisierungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Eine Binärisierungsschaltung 1 bewirkt die Binär-Digitalisierung von die Dichten von 8 Bits (256 Pegeln) darstellenden, über eine Datenleitung 100 eingegebenen und auf den Informationen aus einer Schwellwert-Einstellschaltung 2, einer nachstehend beschriebenen Kantenerfassungsschaltung 3 und Fensterbeurteilungsschaltung 4 beruhenden Digitaldaten und gibt ein binärisiertes "1"-(Schwarz)- oder "0"-(Weiß)-Signal an eine Datenleitung 200 aus. Die Schwellwert-Einstellschaltung 2 bezieht sich auf einen aus bereits binärisierten Bildelementen um das Objektbildelement bestehenden Bereich, berechnet die durch eine dem Bereich entsprechende Gewichtungsmaske gewichtete mittlere Dichte und gibt einen durch die Addition eines nachstehend beschriebenen Korrektursignals zu der mittleren Dichte erhaltenen Schwellwert an eine Datenleitung 300 aus.
Die Kantenerfassungsschaltung 3 vergleicht die eingegebene Dichte des Objektbildelements mit der mittleren Dichte der bereits binärisierten Bildelemente um das Objektbildelement, wodurch die Unterscheidung erfolgt, ob sich das Objektbildelement an einer Kante befindet, und gibt entsprechend dem Ergebnis der Unterscheidung ein Signal an eine Signalleitung 400 aus. Die Fensterbeurteilungsschaltung 4 nimmt beruhend auf dem (auf der Signalleitung 200 liegenden) Signal aus der Binärisierungsschaltung 1 und der (sich auf der Signalleitung 100 befindlichen) Dichte des Objektbildelements auf einen aus bereits binärisierten Bildelementen um das Objektbildelement bestehenden Betrachtungsbereich (Fensterbereich) Bezug, unterscheidet, ob ein Schwarzpunkt "1" in dem Bereich vorhanden ist und gibt das Ergebnis der Unterscheidung zur Rückkopplung für die Binärisierungsschaltung 1 an eine Signalleitung 500 aus.
Nachstehend werden der jeweilige Aufbau und die Funktionen der Schaltungen 1 - 4 des ersten Ausführungsbeispiels erläutert.
Zur Erläuterung des Aufbaus der vorstehend angeführten Binärisierungsschaltung 1 wird zuerst auf ein Blockschaltbild in Fig. 2 Bezug genommen.
In Fig. 2 bezeichnen die Bezugszeichen 11a - 11d Flip-Flops zum Zwischenspeichern von Daten, 12a - 12d Addierer zur Addition von durch eine nachstehend beschriebene Fehlerverteilungs-Steuerschaltung 16 verteilten Fehlern 160 - 190, 13 einen Zeilenspeicher für eine Zeilenverzögerung, 14 einen Komparator, 15 ein UND-Gatter und 16 eine Fehlerverteilungs- Steuerschaltung.
Über die Datenleitung 100 eingegebene Daten (mit den einer Objektbildelementposition [i, j] entsprechenden Dichtedaten eines Vorlagenbildes) werden im Addierer 12d zu der Summe von in die Bildelementposition verteilten Fehlern addiert. Die addierten Daten werden über eine Signalleitung 120 dem Komparator 14 und der Fehlerverteilungs-Steuerschaltung 16 zugeführt. Der Komparator 14 vergleicht die auf der Signalleitung 120 liegenden Daten mit den über die Signalleitung 300 von der Schwellwert-Einstellschaltung 2 zugeführten Schwellwertdaten und gibt jeweils ein "1"-Signal oder ein "0"-Signal an eine Signalleitung 140 aus, falls das vorhergehende größer ist oder umgekehrt.
Das UND-Gatter 15 bildet das Logikprodukt des (auf der Signalleitung 140 liegenden) binärisierten Signals und des (auf der Signalleitung 500 liegenden) Signals aus der Fensterbeurteilungsschaltung 4 aus und gibt das Produkt als binärisierte Daten an die Signalleitung 200 aus. Das von der Fensterbeurteilungsschaltung 4 ausgegebene und nachstehend ausführlicher beschriebene Signal nimmt einen Pegel von "0" an, falls das Objektbildelement eine geringe Dichte hat und ein aus bereits binärisierten Daten um das Objektbildelement bestehender Betrachtungsbereich (Fensterbereich) einen Schwarzpunkt "1" aufweist, und nimmt andernfalls einen Pegel von "1" an. Konsequenterweise ist das Binärisierungsergebnis immer "weiß", wenn das Objektbildelement eine geringe Dichte hat und der Fensterbereich einen Schwarzpunkt aufweist.
Die Fehlerverteilungs-Steuerschaltung 16 berechnet die Differenz zwischen dem Signal 120 vor der Binärisierung und dem Signal 350 aus der Schwellwert-Einstellschaltung 2, das die mittlere Dichte der Binärdaten um das Objektbildelement als den Fehler darstellt, und bestimmt die auf die umgebenden Bildelemente zu verteilenden Fehler 160 - 190 gemäß dem Vorzeichen des Fehlers und des Signals 400 aus der Kantenerfassungsschaltung.
Wie in Fig. 3, bei der die Objektbildelementposition durch (i, j) angezeigt ist, werden die Fehlermengensignale 160 - 190 jeweils in den Addierern 12a - 12d zu den bereits auf die umgebenden Bildelemente (i-1, j+1), (i, j+1), (i+1, j+1) und (i+1, j) verteilten Fehlern addiert. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden die Fehler auf vier Bildelemente um das Objektbildelement verteilt, jedoch ist eine derartige Anzahl nicht begrenzend und kann grundsätzlich vergrößert oder verkleinert werden.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 die Fehlerverteilungs-Steuerschaltung 16 ausführlich beschrieben.
In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 161 einen Subtrahierer, 162 eine Positiv-/Negativ-Beurteilungsschaltung zur Unterscheidung des Vorzeichens des Eingangssignals, 163 eine Auswahleinrichtung, 164 ein UND-Gatter und 165a - 165d Multiplizierer zur Durchführung vorbestimmter Multiplikationen. Der Subtrahierer 161 berechnet die Differenz zwischen dem Signal 120 vor der Binärisierung (mit einem Wert von 0 - 255) und dem Signal 350 aus der Schwellwert-Einstellschaltung 2, das die mittlere Dichte der bereits binärisierten Bildelemente um das Objektbildelement darstellt, d. h. ((Signal 120) - (Signal 350)), und sendet das erzielte Ergebnis an die Positiv-/Negativ-Beurteilungsschaltung 162 und die Auswahleinrichtung 163.
Die Positiv-/Negativ-Beurteilungsschaltung 162 gibt ein "0"- Signal aus, wenn -die Eingangsdaten positiv oder null sind, oder gibt bei negativen Eingangsdaten ein "1"-Signal aus. Das UND-Gatter 164 bildet das Logikprodukt des Signals aus der Positiv-/Negativ-Beurteilungsschaltung 162 und des Ausgangssignals 400 aus der Kantenerfassungsschaltung 3 aus und sendet das erhaltene Ergebnis an die Auswahleinrichtung 163. Das Signal aus der nachstehend ausführlich beschriebenen Kantenerfassungsschaltung 3 nimmt einen Pegel von "1" an, falls das Objektbildelement als sich an einer Kante befindlich identifiziert wird, oder nimmt andernfalls einen Pegel von "0" an. Konsequenterweise nimmt das Ausgangssignal des UND-Gatters 164 einen Pegel von "1" an, falls der aus der vorstehend angeführten Binär-Digitalisierung resultierende Fehler negativ ist und das Objektbildelement als sich an einer Kante befindlich identifiziert wird, oder nimmt andernfalls einen Pegel von "0" an.
Die Auswahleinrichtung 163 wählt das Signal 600 (mit dem logischen Pegel "0") aus, falls das Ausgangssignal des UND- Gatters 164 "1" beträgt, oder verteilt den aus dem Subtrahierer 161 erhaltenen Fehler an die Multiplizierer 165a - 165d, falls das Ausgangssignal des UND-Gatters 164 "0" beträgt. Wie in Fig. 3 gezeigt, entsprechen die Multiplizierer 165a - 165d bezüglich des Objektbildelements (i, j) jeweils den umgebenden Bildelementen (i-1, j+1), (i, j+1), (i+1, j+1) und (i+1, j) mit den Gewichtungen w&sub1; - w&sub4; und bewirken Multiplikationen in der nachstehenden Art und Weise zur Zufuhr der Ergebnisse zu den Signalleitungen 160, 170, 180 und 190. Die Multiplikation erfolgt beispielsweise folgendermaßen:
(Signal auf der Leitung 160) =
(Ausgangssignal der Auswahleinrichtung)
Liegt das Ausgangssignal des UND-Gatters 164 auf "1", wird die Signalleitung 600 (mit dem Logikpegel "0") ausgewählt, so daß die auf die umgebenden Bildelemente verteilten Fehler alle Null sind.
Der vorstehend beschriebene Vorgang verteilt an den Kanten der umgebenden Bildelemente nicht den negativen Fehler und kann deshalb die im Bereich geringer Dichte an den Kanten anzutreffende "Weißbereichsausbildung ohne Punkt" verhindern.
Fig. 6 zeigt den Aufbau der erfindungsgemäßen Schwellwert- Einstellschaltung 2, und die Funktion dieser Schaltung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben.
Das Bezugszeichen 21 bezeichnet einen Festspeicher bzw. ROM zum Speichern von zu dem Schwellwert zu addierenden Dithersignalen, 22a und 22b Addierer, 23 einen Zeilenspeicher für eine Zeilenverzögerung, 25a - 25e Multiplizierer zur Multiplikation von Eingangsdaten mit Konstanten und 26a - 26e Flip-Flops zum Zwischenspeichern von Daten.
Bei der vorliegenden Schaltung wird das binärisierte "1"- (Schwarz)- oder "0"-(Weiß)-Signal von der Datenleitung 200 dem Zeilenspeicher 23 und dem Zwischenspeicher bzw. Latch 26d zugeführt.
Für das Objektbildelement (i, j) aus Fig. 5 speichert jeder Zwischenspeicher 26a - 26e ein "1"-Signal (Schwarz) oder "0"- Signal (Weiß), das jeweils den Bildelementpositionen (i, j- 1), (i-1, j-1), (i-2, j-1) (i-1, j) und (i-2, j) entspricht. Diese Signale werden durch die Multiplizierer 25a - 25e gewichtet und dem Addierer 22a zugeführt. Die Gewichtungen der umgebenden Bildelemente sind in Fig. 6 dargestellt, so daß sich die Eingangssignale der Addierer 22a ergeben zu: Ausgangssignal aus Ausgangssignal aus
Das Ausgangssignal des Addierers 22a wird über die Signalleitung 350 der Fehlerverteilungs-Steuerschaltung 16 zugeführt. Dieses Ausgangssignal entspricht der mittleren Dichte der bereits binärisierten Bildelemente um das Objektbildelement und stellt den Dichtezustand der Bildelemente um das Objektbildelement dar.
Der Festspeicher bzw. ROM 21 zum Speichern von zu dem Schwellwert zu addierenden Dithersignalen (Korrektursignalen) gibt synchron zu Taktsignalen nacheinander Werte von "-8" bis "+8" aus. Die erzielten Ausgangssignale werden dem Addierer zugeführt, der die Summe mit den durch die vorstehend angeführten Multiplizierer 25a - 25e gewichteten Daten berechnet. Die Summe wird als der in der Binärisierungsschaltung 1 zu verwendende Schwellwert an die Datenleitung 300 ausgegeben.
Die vorstehend beschriebene Steuerung stellt durch Berechnung der mittleren Dichte der binärisierten Bildelemente um das Objektbildelement und Addition der Dithersignale zur Unterdrückung der Texturausbildung im Bereich gleichmäßiger Dichte den Schwellwert auf der Datenleitung 300 bereit.
Bei diesem Ausführungsbeispiel reichen die in dem Festspeicher bzw. ROM 21 gespeicherten Dithersignale von "-8" bis "+8", jedoch sind derartige Dithersignale nicht begrenzend und können ebenso durch gleichmäßig verteilte Zufallszahlen ersetzt werden.
Ebenso wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Schwellwert unter Verwendung von fünf binärisierten Bildelementen um das Objektbildelement berechnet, jedoch ist die Anzahl derartiger Bildelemente nicht begrenzend und kann erhöht oder erniedrigt werden.
Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Kantenerfassungsschaltung 3.
In Fig. 8 bezeichnet das Bezugszeichen 31 einen Komparator, 32 einen Subtrahierer, 33 einen Addierer, 34a - 34j Multiplizierer zur Multiplikation von Eingangsdaten mit Konstanten, 35a - 35j Flip-Flops zum Zwischenspeichern von Daten und 36a und 36b Zeilenspeicher für eine Zeilenverzögerung.
Bei dieser Schaltung werden binärisierte "1"-(Schwarz)- und "0"-(Weiß)-Daten über die Datenleitung 200 dem Zeilenspeicher 36b und dem Zwischenspeicher 35i zugeführt. Für das Objektbildelement an der Position (i, j) speichern die Zwischenspeicher 35a - 35j binärisierte Daten, die jeweils den in Fig. 7 gezeigten Bildelementen (i+1, j-2), (i, j-2), .., (i- 2, j-2), (i+1, j-1), ..., (i-2, j-1), (i-1, j) und (i-2, j) entsprechen, und diese Daten werden zur Zufuhr zum Addierer 33 von den Multiplizierern 27 und 34a - 34j gewichtet.
Die Gewichtungen der umgebenden Bildelemente sind in Fig. 7 dargestellt, und die Eingangssignale des Addierers 33 sind gegeben durch: Ausgangssignal aus
Der Addierer 33 berechnet die dem Subtrahierer 32 als die mittlere Dichte um das Objektbildelement zugeführte Summe. Der Subtrahierer 32 berechnet die Differenz zwischen der (auf der Signalleitung 100 liegenden) Vorlagendichte des Objektbildelements und der vom Addierer 33 zugeführten mittleren Dichte um das Objektbildelement und führt die Differenz dem die Differenz mit einem vorbestimmten Kantenschwellwert T (= -40 gemäß diesem Ausführungsbeispiel) vergleichenden Komparator 31 zu und gibt bei vorhergehend größerem Signal ein "0"- Signal aus und gibt andernfalls (bei einer identifizierten Kante) ein "1"-Signal aus. Auf diese Weise wird eine Kante identifiziert, wenn die Dichte des Objektbildelements wesentlich geringer als die mittlere Dichte um dieses herum ist (entsprechend dem Fall eines abrupten Wechsels von einer hohen Dichte zu einer niedrigen Dichte), wodurch die Fehlerdiffusion in der Binärisierungsschaltung 1 zur Verhinderung einer herkömmlicherweise im Bereich geringer Dichte an den Kanten anzutreffenden Weißbereichsausbildung gesteuert wird. Ebenso kann bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kantenerfassung genau erfolgen, wie diese mit einer von der zur Berechnung der mittleren Dichte zur Bestimmung des binärisierten Schwellwerts verwendeten unterschiedlichen Gewichtungsmaske erfolgt.
Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Fensterbeurteilungsschaltung 4.
Das Bezugszeichen 41 bezeichnet eine Nachschlagetabelle (LUT) zur Bereitstellung eines dem über die Signalleitung 100 zugeführten Dichtesignal entsprechenden Umschaltsignals, 42 eine Auswahl-ODER-Schaltung zur Bewirkung der selektiven Logiksummation entsprechend dem Ausgangssignal aus der Nachschlagetabelle 41, 43a und 43b ODER-Schaltungen, 44a und 44b Verzögerungsspeicher für eine Zeilenverzögerung und 45a - 45l Flip- Flops zum Zwischenspeichern von Daten.
Bei der vorliegenden Schaltung werden die Binärdaten aus der Datenleitung 200 dem Zeilenspeicher 44b zugeführt und ebenso im Zwischenspeicher 45k zwischengespeichert. Die aus dem Zeilenspeicher 44b auf die FIFO-Art ausgelesenen Daten werden dem Zeilenspeicher 44a zugeführt und ebenso im Zwischenspeicher 45f zwischengespeichert. Auf diese Weise speichern die Zwischenspeicher für ein zu verarbeitendes Objektbildelement (i, j) die binärisierten Daten der umgebenden zwölf Bildelemente (i-2, j-2), (i-1, j-2), (i, j-2), (i+1, j-2), (i+2, j-2), (i-2, j-1), (i-1, j-1), (i, j-1), (i+1, j-1), (i+2, j- 1), (i-2, j) und (i-1, j).
Die ODER-Schaltung 43b gibt durch eine ODER-Verarbeitung der binärisierten Daten von vier Bildelementen (i-1, j-1), (i, j- 1), (i+1, j-1) und (i-1, j) ein Signal 420 aus.
Auch das ODER-Gatter 43a gibt ein Signal 430 durch eine ODER- Verarbeitung der binärisierten Daten von acht Bildelementen (i-2, j-2) , (i-1, j-2) , (i, j-2) , (i+1, j-2) , (i+2, j-2), (i- 2, j-1), (i+2, j-1) und (i-2, j) aus.
Andererseits gibt die Nachschlagetabelle 41 das Umschaltsignal 410 mit drei Pegeln entsprechend dem eingegangenen Dichtesignal 100 aus. Insbesondere nimmt das Umschaltsignal 410 bei einem Dichtesignal von "1" bis "20" einen Pegel von "0", bei einem Dichtesignal von "21" bis "50" einen Pegel von "2" oder bei einem Dichtesignal von "51" oder höher oder "0" einen Pegel von "1" an. Die Auswahl-ODER-Schaltung 42 gibt als Beurteilungssignal 500 ein Signal von "1" aus, wenn das Umschaltsignal 410 aus der Nachschlagetabelle 41 "1" beträgt, ein invertiertes Signal des Signals 420 aus dem ODER-Gatter 43b aus, falls das Umschaltsignal "0" beträgt, oder ein invertiertes Signal oder ein aus den Signalen 420 und 430 erhaltenes ODER-Signal aus dem ODER-Gatter 43a aus. Auf diese Weise werden die betreffenden Bereiche in Abhängigkeit von dem Dichtesignal 100 mit drei Pegeln ausgewählt, und für jeden betreffenden Bereich wird das Vorhandensein eines Schwarzpunkts "1" überprüft.
Bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel wird das Beurteilungssignal 500 unbedingt "1", wenn das Dichtesignal "0", "51" oder mehr beträgt. Für den Fall, daß das Dichtesignal 100 zwischen "1" und "20" liegt, wird auf die umgebenden zwölf Bildelemente Bezug genommen oder für den Fall, daß das Dichtesignal 100 zwischen "21" und "50" liegt, wird auf die umgebenden vier Bildelemente Bezug genommen und falls mindestens ein Schwarzpunkt "1" vorhanden ist, wird das Signal 420 oder 430 "1", so daß das Beurteilungssignal 500 einen Pegel von "0" annimmt. Andernfalls wird das Beurteilungssignal 500 "1".
Die Anzahl an Pegeln der betreffenden Bereiche kann, wenn nötig, durch Vergrößerung der Zeilenpuffer, Zwischenspeicher und ODER-Gatter erhöht werden. Beispielsweise können die betreffenden Bereiche von vier Pegeln auf die folgende Art und Weise erhalten werden.
Für ein zu verarbeitendes Objektbildelement (i, j) sind Zeilenpuffer und Zwischenspeicher zum Speichern der binärisierten Daten der umgebenden 24 Bildelemente (i-3, j-3), (i-2, j- 3), (i-1, j-3) , (i, j-3), (i+1, j-3) , (i+2, j-3), (i+3, j-3), (i-3, j-2) , (i-2, j-2) , (i-1, j-2) , (i, j-2), (i+1, j-2), (i+2, j-2), (i+3, j-2), (i-3, j-1), (i-2, j-1), (i-1, j-1), (i, j-1), (i+1, j-1), (i+2, j-1), (i+3, j-1), (i-3, j), (i-2, j) und (i-1, j) vorgesehen.
Ebenso sind dort drei ODER-Gatter a - c und ein Auswahl-ODER- Gatter d vorgesehen.
Bei einer derartigen Anordnung gibt das ODER-Gatter durch logische Summation der binärisierten Daten von vier in Fig. 10 durch horizontale Linien angezeigten Bildelementen (i-1, j- 1), (i, j-1), (i+1, j-1) und (i-1, j) ein Signal e aus. Das ODER-Gatter b gibt durch logische Summation der binärisierten Daten von acht in Fig. 10 durch Linien von unten rechts nach oben links angezeigten Bildelementen (i-2, j-2), (i-1, j-2), (i, j-2) , (i+1, j-2) , (i+2, j-2) , (i-2, j-1) , (i+2, j-1) und (i-2, j) ein Signal f aus. Das ODER-Gatter c gibt durch logische Summation der binärisierten Daten von zwölf in Fig. 10 durch Linien von unten links nach oben rechts angezeigten Bildelementen (i-3, j-3), (i-2, j-3), (i-1, j-3), (i, j-3), (i+1, j-3), (i+2, j-3), (i+3, j-3), (i-3, j-2), (i+3, j-2), (i-3, j-1), (i+3, j-1) und (i-3, j) ein Signal g aus.
Auf diese Weise gibt das Auswahl-ODER-Gatter d als Beurteilungssignal 500 ein invertiertes Signal des Signals e aus, falls das Dichtesignal 100 zwischen "21" und "50" liegt, ein invertiertes Signal der logischen Summation der Signale e und f, falls das Dichtesignal 100 zwischen "11" und "20" liegt, ein invertiertes Signal der logischen Summation der Signale e, f und g, falls das Dichtesignal 100 zwischen "1" und "10" liegt oder ein "1"-Signal aus, falls das Dichtesignal "51" oder mehr oder "0" beträgt.
Deshalb ist es leicht möglich, die Dichtepegel in beliebiger Weise auszuwählen, wodurch die Auswahl des Bezugsbildelementbereichs in beliebiger Weise erfolgt.
Wie aus dem vorstehenden ersichtlich, kann mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Punktverbindung im Bereich geringer Dichten des Binärbildes verhindert werden.
Die vorstehend beschriebene Fehlerverteilungs-Steuerschaltung verteilt den Fehler nicht nur, wenn der aus dem Subtrahierer 161 erhaltene Fehler negativ ist und die Kantenerfassungsschaltung ein Ausgangssignal "1" ausgibt (d. h. wenn die Dichte des Objektbildelements minus der mittleren binären Dichte nicht größer als der Kantenschwellwert [T = -40] ist), sondern es können ebenso andere Verfahren angewandt werden.
Beispielsweise kann die Fehlerverteilung lediglich dann ausgesetzt werden, wenn die Kantenerfassungsschaltung ungeachtet des Vorzeichens des Fehlers aus dem Subtrahierer 161 ein Ausgangssignal "1" ausgibt. Dies kann wie in Fig. 4 dargestellt, durch Eliminierung der Positiv-/Negativ-Beurteilungsschaltung 162 und des UND-Gatters 164, Verbindung der Signalleitung 100 mit dem Eingangsanschluß der Auswahleinrichtung 163 und der ausschließlichen Zufuhr des Ausgangssignals des Subtrahierers 161 zu der Auswahleinrichtung 163 erreicht werden.
Auch die Kantenerfassungsschaltung kann derart aufgebaut sein, daß das Signal 400 den Pegel von "1" annimmt, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen der Dichte des Objektbildelements und der mittleren binären Dichte größer als der Kantenschwellwert ist. Dies wird in der in Fig. 8 gezeigten Schaltung dadurch erreicht, daß eine Absolutwertschaltung zwischen dem Subtrahierer 32 und dem Komparator 31 bereitgestellt, ein Kanten-Schwellwertsignal [T = 40] angewandt und der Komparator 31 veranlaßt wird, ein "1"-Signal auszugeben, wenn das Ausgangssignal der Absolutwertschaltung größer als der Kantenschwellwert ist, oder andernfalls ein "0"-Signal auszugeben.
Ebenso sind bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen Zwischenspeicher zum Aufrechterhalten von Binärdaten in der Schwellwert-Einstellschaltung 2, der Kantenerfassungsschaltung 3 und der Fensterbeurteilungsschaltung 4 getrennt vorgesehen, jedoch können diese Zwischenspeicher zur Kostenreduzierung auch an einer Stelle vorhanden sein.
Ein derartiger Aufbau kann durch den Erhalt der notwendigen Teile der Binärdaten in den Zwischenspeichern durch jede Schaltung leicht verwirklicht werden.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist zur Verarbeitung monochromer Bilddaten ausgebildet, die vorliegende Erfindung kann aber ebenso durch ein Farbbild-Verarbeitungssystem für aus Y (Gelb), M (Magenta), C (Zyan) und BK (Schwarz) bestehenden Farbdaten ohne nachteilige Auswirkung auf die Daten jeglicher Farbe angewandt werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Datenverarbeitungsmenge durch Bestimmung des binärisierenden Schwellwerts unter Verwendung binärisierter Daten verringert werden. Ebenso kann die Ausbildung von Weißbereichen und Körnigkeit im Bereich geringer Dichte unterdrückt, die Bildreproduzierbarkeit an den Kantenbereichen verbessert und die Ausbildung von Pseudokonturen durch die Textur im gleichmäßigen Dichtebereich verhindert werden, wodurch ungeachtet des Zustands des Eingangsbildes ein wiedergegebenes Bild hoher Qualität geschaffen werden kann.

[Zweites Ausführungsbeispiel]

Nachstehend wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem das Kantenerfassungsverfahren teilweise modifiziert ist. Anhand des zweiten Ausführungsbeispiels kann mit einem vereinfachten Aufbau unter Verwendung der beim Binärisierungs-Schwellwert verwendeten mittleren Dichte genau beurteilt werden, ob sich das Eingangsbild an einem Kantenabschnitt befindet, um Kanten zu erfassen und die Kantenerfassung durch Vergleich der Daten des Objektbildelements vor der Fehlerkorrektur mit der mittleren Dichte (Schwellwert) der binärisierten Bildelemente zu bewirken.
Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild einer Binärisierungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen 1100 eine Datenleitung zur Eingabe von die Dichtepegel von 8 Bildelementen (256 Pegeln) darstellenden Digitaldaten in die Einrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels und 1001 eine Binärisierungsschaltung zur Bewirkung einer Binär-Digitalisierung der von der Datenleitung 1100 zugeführten 8-Bit-Daten beruhend auf den Informationen aus einer Berechnungsschaltung 1002 der mittleren Dichte, einer Kantenerfassungsschaltung 1003 und einer nachstehend beschriebenen Fensterbeurteilungsschaltung 1004 sowie zur Ausgabe binärisierter "1"-(Schwarz)- oder "0"- (Weiß)-Daten an eine Datenleitung 1200.
Die Berechnungsschaltung 1002 der mittleren Dichte nimmt Bezug auf einen vorbestimmten aus bereits binärisierten Bildelementen um das Objektbildelement bestehenden Bereich, berechnet die von einer dem Bereich entsprechenden Gewichtungsmaske gewichtete mittlere Dichte und gibt eine auf diese Weise erhaltene mittlere Dichte als Schwellwert an eine Datenleitung 1300 aus. Die Kantenerfassungsschaltung 1003 unterscheidet durch Vergleich der mehrwertigen Dichtedaten des Objektbildelements mit der von der Berechnungsschaltung 1002 der mittleren Dichte berechneten mittleren Dichte 1350 der binärisierten Bildelemente um das Objektbildelement, ob sich das Objektbildelement an einer Kante befindet, und gibt ein dem Ergebnis der Unterscheidung entsprechendes Signal an eine Signalleitung 1400 aus. Die Fensterbeurteilungsschaltung 1004 nimmt beruhend auf den von der Binärisierungsschaltung 1001 zugeführten binärisierten Signal (1200) und dem Eingangssignal (1100) der mehrwertigen Dichte des Objektbildelements auf einen aus den binärisierten Bildelementen um das Objektbildelement bestehenden Betrachtungsbereich (Fensterbereich) Bezug, unterscheidet, ob ein Schwarzpunkt "1" in dem Fensterbereich vorhanden ist und gibt zur Rückkopplung für die Binärisierungsschaltung 1001 ein dem Ergebnis der Unterscheidung entsprechendes Signal an eine Signalleitung 1500 aus.
Nachstehend werden alle erfindungsgemäßen Schaltungen ausführlich beschrieben.
Fig&sub0; 12 zeigt die Einzelheiten der in Fig. 11 gezeigten Binärisierungsschaltung 1001.
In Fig. 12 bezeichnen die Bezugszeichen 1011a - 1011d Flip- Flops zum Zwischenspeichern von Daten, 1012a - 1012d Addierer, 1013 einen Zeilenspeicher für eine Zeilenverzögerung, 1014 einen Komparator, 1015 ein UND-Gatter und 1016 eine Fehlerverteilüngs-Steuerschaltung 1016.
Über die Datenleitung 1100 zugeführte Eingangsdaten (der Objektbildelementposition (i, j) entsprechende Vorlagenbild- Dichtedaten) werden im Addierer 1012d zu der Summe der auf diese Bildelementposition verteilten Fehler addiert, und die erhaltene Summe wird über eine Signalleitung 1120 dem Komparator 1014 und der Fehlerverteilungs-Steuerschaltung 1016 zugeführt. Der Komparator 1014 vergleicht die Daten auf der Signalleitung 1120 mit den (auf der Signalleitung 1300 liegenden) Schwellwertdaten aus der Berechnungsschaltung 1002 der mittleren Dichte und gibt jeweils ein "1"-Signal oder ein "0"-Signal an eine Signalleitung 1140 aus, wenn das vorhergehende größer oder kleiner als das nachfolgende ist.
Das UND-Gatter 1015 bildet das Logikprodukt des (auf der Signalleitung 1140 liegenden) binärisierten Signals und des (auf der Signalleitung 1150 liegenden) Signals aus der Fensterbeurteilungsschaltung 1004 aus und gibt das Logikprodukt als binärisierte Daten an eine Signalleitung 1200 aus. Das nachstehend ausführlicher beschriebene Signal aus der Fensterbeurteilungsschaltung 1004 nimmt einen Pegel von "0" an, falls das Objektbildelement eine geringe Dichte hat und der aus den binärisierten Daten um das Objektbildelement bestehende Betrachtungsbereich (Fensterbereich) einen Schwarzpunkt "1" aufweist, oder nimmt andernfalls einen Pegel von "1" an. Konsequenterweise ist das Ergebnis der Binärisierung immer "weiß", wenn das Objektbildelement eine geringe Dichte hat und der Fensterbereich einen Schwarzpunkt "1" aufweist. Die Fehlerverteilungs-Steuerschaltung berechnet die Differenz zwischen dem Signal 1120 vor der Binär-Digitalisierung und dem von der Berechnungsschaltung 1002 der mittleren Dichte zugeführten und die mittlere Dichte der binärisierten Daten um das Objektbildelement darstellenden Signal als Fehler und steuert beruhend auf dem Vorzeichen des Fehlers und dem Signal 1400 aus der Kantenerfassungsschaltung 1003 die auf die umgebenden Bildelemente zu verteilenden Fehlermengen 1160 - 1190.
Die Fehlermengensignale 1160 - 1190 werden in den Addierern 1012a - 1012d zu den bereits verteilten Fehlern in den umgebenden Bildelementen (i-1, j+1), (i, j+1), (i+1, j+1) und (i+1, j) addiert, wobei sich das Objektbildelement an der Position (i, j) befindet.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Fehler auf vier Bildelemente um das Objektbildelement verteilt, jedoch ist eine derartige Anzahl an Bildelementen nicht begrenzend und kann leicht vergrößert oder verkleinert werden.
Die Einzelheiten der Fehlerverteilungs-Steuerschaltung 1016 werden nicht beschrieben, da diese Schaltung mit der des in Fig. 4 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels identisch ist.
Fig. 13 zeigt die Einzelheiten der in Fig. 11 gezeigten Berechnungsschaltung 1002 der mittleren Dichte.
In Fig. 13 bezeichnet das Bezugszeichen 1021 einen Addierer, 1022a - 1022j Multiplizierer zur Multiplikation der Eingangsdaten mit Konstanten, 1023a - 1023j Flip-Flops zum Zwischenspeichern von Daten und 1024 und 1025 Zeilenspeicher zum Speichern der Eingangsdaten einer Zeile.
Binärisierte "1"-(Schwarz)- oder "0"-(Weiß)-Daten werden von der Datenleitung 1200 dem Zeilenspeicher 1024 und dem Zwischenspeicher 1023i zugeführt. Die um eine Zeile in dem Zeilenspeicher 1024 verzögerten Eingangsdaten werden dem Zwischenspeicher 1023e und dem Zeilenspeicher 1025 zugeführt und die weiterhin um eine Zeile verzögerten Eingangsdaten werden dem Zwischenspeicher 1023a zugeführt.
Auf diese Weise speichern die Zwischenspeicher 1023a - 1023j jeweils den Positionen (i+1, j-2), (i, j-2), ...(i-2, j-2), (i+1, j-1),..., (i-2, j-1), ..., (i-2, j) entsprechende binärisierte Daten für ein in Fig. 7 gezeigtes Objektbildelement (i, j), und diese Daten werden nach der Gewichtung durch die Multiplizierer 1022a - 1022j dem Addierer 1021 zugeführt.
Die Gewichtungen der umgebenden Bildelemente erfolgen wie in Fig. 7 dargestellt, und die Eingangssignale des Addierers 1021 ergeben sich folgendermaßen: Ausgangssignal aus
Der Addierer berechnet die Gesamtsumme als mittlere Dichte um das Objektbildelement und führt diese den Signalleitungen 1300 und 1350 zu.
Fig. 14 zeigt die Einzelheiten der in Fig. 11 gezeigten Kantenerfassungsschaltung.
In Fig. 14 bezeichnet das Bezugszeichen 1031 einen Subtrahierer und 1032 einen Komparator.
Der Subtrahierer 1031 berechnet die Differenz zwischen der Vorlagendichte des Objektbildelements (auf der Signalleitung 1100) und der von der Berechnungsschaltung 1002 der mittleren Dichte erhaltenen mittleren Dichte um das Objektbildelement (auf der Signalleitung 1350) zur Zufuhr zum Komparator 1032.
Der Komparator 1032 vergleicht die Differenz mit einem vorbestimmten Kantenschwellwert T (= -40 gemäß diesem Ausführungsbeispiel) und gibt, wenn das vorhergehende größer ist, ein "0"-Ausgangssignal aus oder andernfalls (bei einer identifizierten Kante) ein "1"-Ausganssignal aus. Auf diese Weise wird eine Kante identifiziert, wenn die Dichte des Objektbildelements wesentlich geringer als die sich um dieses herum befindliche mittlere Dichte ist (entsprechend einem abrupten Wechsel von einer hohen Dichte zu einer geringen Dichte). Auf diese Weise wird zur Verhinderung der Ausbildung eines herkömmlicherweise im Bereich geringer Dichte an den Kanten anzutreffenden Weißbereichs die Fehlerdiffusion in der Binärisierungsschaltung 1 gesteuert.
Die Einzelheiten der Fensterbeurteilungsschaltung 4 werden nicht beschrieben, da diese Schaltung mit der des in Fig. 9 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels identisch ist.
Wie aus dem vorhergehenden ersichtlich, kann anhand des zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels die Bildkante durch einen Kantenerfassungsvorgang unter Verwendung der Daten des Objektbildelements vor der Dichtekorrektur sowie unter Verwendung des Schwellwerts für die Binär-Digitalisierung zufriedenstellend erfaßt werden. Deshalb ist es möglich, die Ausbildung eines punktefreien Weißbereichs am Kantenabschnitt eines Bildes oder im Bereich geringer Dichte bei der Anfangsstufe der Verarbeitung zu verhindern, wodurch ein wiedergegebenes Bild hoher Qualität erhalten wird.
Nachstehend wird ein anderes Verfahren der Kantenerfassung als drittes Ausführungsbeispiel beschrieben.

[Drittes Ausführungsbeispiel]

Bei dem ersten und zweiten vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel führt die Kantenerfassungsschaltung die Kantenerfassung durch die Gewichtung eines Bereichs durch. Die Kantenerfassung kann jedoch ebenso durch Verwendung zweier oder mehrerer Bereiche anstatt des einen Bereichs sowie durch individuelle Gewichtung der mittleren Dichten einer Vielzahl derartiger Bereiche erfolgen.
Fig. 15 zeigt die Einzelheiten einer Kantenerfassungsschaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Bereiche verwendet werden.
Die in Fig. 15 gezeigte Schaltung verwendet, wie in Fig. 16 bei einem Objektbildelement (i, j) gezeigt, einen aus sechs Bildelementen an den Positionen (i-2, j-2), (i-1, j-2), (i-2, j-1), (i-1, j-1), (i-2, j) und (i-1, j) bestehenden Bereich und einen anderen aus sechs Bildelementen an den Positionen (i, j-2), (i+1, j-2), (i+2, j-2), (i, j-1), (i+1, j-1) und (i+2, j-1) bestehenden Bereich und bestimmt dann getrennt die mittleren Dichten in den jeweiligen Bereichen durch Gewichtungen mit c&sub1; - c&sub6; und d&sub1; - d&sub6;, vergleicht jede mittlere Dichte mit der Dichte des Objektbildelements und identifiziert eine Kante, falls mindestens eines der Vergleichsergebnisse geringer als der Kantenschwellwert ist.
Auf diese Art und Weise können die Kanten in der vertikalen und horizontalen Richtung mit zufriedenstellender Empfindlichkeit erfaßt werden.
Nachstehend werden die Einzelheiten des dritten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Fig. 15 beschrieben. Der Gesamtaufbau des dritten Ausführungsbeispiels ist derselbe wie der in Fig. 1 dargestellte.
In Fig. 15 bezeichnen die Bezugszeichen 151a und 151b Komparatoren, 152a und 152b Subtrahierer, 153 ein ODER-Gatter, 154a und 154b Addierer, 155a - 1551 Multiplizierer zur Multiplikation der Eingangsdaten mit Konstanten, 156a - 156l Flip- Flops zum Zwischenspeichern von Daten und 157a und 157b Zeilenspeicher für eine Zeilenverzögerung.
Binärisierte Daten werden über eine Datenleitung 200 dem Zeilenspeicher 157b und dem Zwischenspeicher 156k zugeführt. Die im Zeilenspeicher 157b um eine Zeile verzögerten Eingangsdaten werden dem Zwischenspeicher 156f und dem Zeilenspeicher 157a zugeführt und die weiterhin um eine Zeile verzögerten Eingangsdaten werden dem Zwischenspeicher 156a zugeführt.
Wie in Fig. 16 mit dem Objektbildelement an der Position (i, j) gezeigt, speichern die Zwischenspeicher 157a - 157l jeweils binärisierte Daten, die den Bildelementen an den Positionen (i+2, j-2), (i+1, j-2), ..., (i-2, j-2), (i+2, j-1), ..., (i-2, j-1), ..., (i-1, j) und (i-2, j) entsprechen, unter denen die Daten von sechs Bildelementen an den Positionen (i, j-2) , (i+1, j-2) , (i+2, j-2) , (i, j-1) , (i+1, j-1) und (i+2, j-1) zur Zufuhr zum Addierer 154a aufeinanderfolgend durch die Multiplizierer 155c, 155b, 155a, 155h, 155g und 155f gewichtet werden durch: Ausgangssignal aus Ausgangssignal aus
Der Addierer 154a berechnet die Gesamtsumme dieser Werte, und der Subtrahierer 152a subtrahiert zur Zufuhr zum Komparator 151a die Gesamtsumme von der Objektbildelementdichte (auf der Signalleitung 100).
Der Komparator 151a vergleicht den Wert mit einem vorbestimmten Kantenschwellwert (T = -40) und gibt, wenn das vorhergehende größer ist, ein "0"-Signal oder andernfalls (bei Kantenidentifikation) ein "1"-Signal aus.
Andererseits werden die Daten von sechs Bildelementen an den Positionen (i-2, j-2), (i-1, j-2), (i-2, j-1), (i-1, j-1), (i-2, j) und (i-1, j) auf ähnliche Weise zur Zufuhr zum Addierer 154b aufeinanderfolgend durch die Multiplizierer 155e, 155d, 155j, 155i, 155l und 155k gewichtet mit: Ausgangssignal aus
Der Addierer 154b berechnet die Gesamtsumme dieser Werte, und der Subtrahierer 152b subtrahiert zur Zufuhr zum Komparator isib die Gesamtsumme von der Objektbildelementdichte (auf der Signalleitung 100).
Der Komparator 151b vergleicht diesen Wert mit einem vorbestimmten Kantenschwellwert (T = -40) und gibt, wenn das vorhergehende größer ist, ein "0"-Signal oder andernfalls (bei Kantenidentifikation) ein "1"-Signal aus.
Das Gatter 153 bildet die logische Summe der Unterscheidungsergebnisse in zwei Bereichen und führt diese Summe einer Datenleitung 400 zu. Bei dem vorstehend beschriebenen Vorgang wird das Vorhandensein einer Kante identifiziert, falls die Kante in mindestens einem Bereich identifiziert wird, woraufhin das Gatter 153 ein "1"-Signal ausgibt. Ein "0"-Signal wird ausgegeben, falls die Kante in beiden Bereichen nicht identifiziert wird.
Auf diese Weise können anhand des dritten Ausführungsbeispiels die Kanten in der vertikalen und horizontalen Richtung mit zufriedenstellender Empfindlichkeit erfaßt und die Ausbildung eines punktefreien Bereichs in einem Bereich geringer Dichte in der Nähe einer Kante oder bei der Anfangsstufe der Verarbeitung verhindert werden, wodurch ein wiedergegebenes Bild hoher Qualität ausgebildet wird.

[Viertes Ausführungsbeispiel]

Ein viertes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel ist durch eine Modifikation der Schwellwert-Einstellschaltung 2 gemäß dem in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel gekennzeichnet. Die Binärisierungsschaltung, Kantenerfassungsschaltung und Fensterbeurteilungsschaltung werden in der folgenden Beschreibung weggelassen, da sie zu jenen aus dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind.
Fig. 17 zeigt die Einzelheiten der Schwellwert-Einstellschaltung 2 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
In Fig. 17 bezeichnet das Bezugszeichen 21 einen Festspeicher 35 bzw. ROM zum Speichern von zum Schwellwert zu addierenden Dithersignalen, 22a und 22b Addierer, 23 einen FIFO-Speicher für eine Zeilenverzögerung, 25a - 25e Multiplizierer zur Multiplikation von Eingangsdaten mit Konstanten und 26a - 26e Flip-Flops zum Zwischenspeichern von Daten.
Bei dieser Schwellwert-Einstellschaltung 2 werden die binärisierten "1"-(Schwarz)- und "0"-(Weiß)-Daten über eine Datenleitung 200 dem Zeilenspeicher 23 und dem Zwischenspeicher 23d zugeführt.
Wie in Fig. 5 mit einem Objektbildelement (i, j) gezeigt, speichern die Zwischenspeicher 26a - 26e jeweils Bildelementen an den Positionen (i-2, j-1), (i-1, j-1), (i, j-1), (i-2, j) und (i-1, j) entsprechende binärisierte Daten, die jeweils zur Zufuhr zum Addierer 22a durch die Multiplizierer 25a - 25e gewichtet werden.
Die Gewichtungen erfolgen zur Zufuhr zum Addierer 22a wie in Fig. 5 gezeigt durch:
Dieser Wert ist die mittlere binäre Dichte um das Objektbildelement und stellt den Zustand der Bilddichte um das Objektbildelement dar.
Der die zum Schwellwert zu addierenden Dithersignale speichernde Festspeicher 21 gibt synchron zu Taktsignalen nacheinander Werte von "-8" bis "+8" aus. Der Addierer 22b addiert die vom Addierer 22a erhaltene mittlere binäre Dichte um das Objektbildelement, das Signal aus dem Festspeicher 21 und einen konstanten Vorspannungswert von B = 8. Die erhaltene Summe wird einer Datenleitung 300 als der in der Binärisierungsschaltung 1 zu verwendende Schwellwert zugeführt.
Die Addition einer konstanten Vorspannung von B = 8 stellt selbst bei Abwesenheit von Bildelementen in der in Fig. 5 gezeigten mittleren Dichtemaske bei einer Anfangsstufe der Verarbeitung einen positiven Schwellwert bereit, wodurch der Nachteil von aufeinanderfolgend erzeugten Schwarzpunkten verhindert wird. Ebenso ermöglichen die Addition der Dithersignale zu der Summe der mittleren Dichte und des Vorspannungswerts die Unterdrückung einer Texturausbildung in einem Bereich gleichmäßiger Dichte.
Die im Festspeicher gespeicherten Dithersignale nehmen gemäß der vorstehenden Beschreibung Werte von "-8" bis "+8" an, jedoch sind diese Werte nicht begrenzend, sondern können mittels ähnlichen Effekten beliebig ausgewählt werden. Auch die Dithersignale können durch gleichmäßig verteilte Zufallszahlen mit einem Mittelwert von Null ersetzt werden.
Ebenso kann das dem Addierer 22b zugeführte Vorspannungssignal B = 8 durch Dithersignale von 0 bis 16 ersetzt oder ferner durch gleichmäßig verteilte Zufallszahlen mit einem Mittelwert von 8 ersetzt werden. Auch der Vorspannungswert von 8 kann durch jegliche positive Zahl ersetzt werden.
Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht das vierte Ausführungsbeispiel durch die Addition eines vorbestimmten Vorspannungswerts zu der mittleren Dichte den Erhalt eines positiven binärisierenden Schwellwerts, selbst bei Abwesenheit von Bildelementen in der mittleren Dichtemaske bei einer Anfangsstufe der Verarbeitung, wodurch der Nachteil der aufeinanderfolgenden Ausbildung von Schwarzpunkten verhindert wird.
Auch die Addition von Dithersignalen zu der Summe der mittleren Dichte und des Vorspannungswerts unterdrückt die Texturausbildung in einem Bereich gleichmäßiger Dichte.

[Fünftes Ausführungsbeispiel]

Ein fünftes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel ist durch eine Modifikation der Schwellwert-Einstellschaltung 2 aus Fig. 1 gekennzeichnet.
Fig. 18 zeigt die Einzelheiten der Schwellwert-Einstellschaltung 2 gemäß diesem fünften Ausführungsbeispiel.
In Fig. 18 bezeichnet das Bezugszeichen 21 einen Festspeicher bzw. ROM zum Speichern von zum Schwellwert zu addierenden Dithersignalen, 22a und 22b Addierer, 23a - 23c FIFO-Speicher für eine Verzögerung von Bildelementen, 25a - 25l Multiplizierer zur Multiplikation der Eingangsdaten mit vorbestimmten Konstanten und 26a - 26l Flip-Flops zum Zwischenspeichern von Daten.
Bei der vorliegenden Schaltung 2 werden die binärisierten "1"-(Schwarz)- oder "0"-(Weiß)-Daten über eine Datenleitung 200 dem FIFO-Speicher 23c und dem Zwischenspeicher 26j zugeführt.
Wie in Fig. 19 mit einem Objektbildelement (i, j) gezeigt, speichern die Zwischenspeicher 26a - 26l jeweils den Bildelementen (i, j-3) , (i-1, j-2) , (i, j-2) , (i+1, j-2) , (i-2, j- 1), (i-1, j-1), (i, j-1), (i+1, j-1), (i+2, j-1), (i-3, j), (i-2, j) und (i-1, j) entsprechende binärisierte Daten, die jeweils zur Zufuhr zum Addierer 22a folgendermaßen gewichtet werden: Ausgangssignal aus
Fig. 20 zeigt den City-Block-Abstand von dem Objektbildelement (i, j) zu jedem binären Bildelement. Der City-Block- Abstand entspricht der Anzahl an Blöcken vom Objektbildelement zu jedem Bildelement und wird durch Zählen der in horizontaler oder vertikaler Richtung benachbarten Blockanzahl bestimmt. Beispielsweise befinden sich die Bildelementpositionen (i-1, j) und (i, j-1) an einem City-Block-Abstand von "1" und die Bildelementpositionen (i, j-2), (i-1, j-1), (i+1, j-1) und (i-2, j) an einem City-Block-Abstand von "2".
Wie in Fig. 19 gezeigt, wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die mittlere binäre Dichte unter Bezug auf zwölf Bildelemente mit einem City-Block-Abstand von "3" oder weniger zum Objektbildelement unter den Bildelementen in den bereits binärisierten Bereichen berechnet, aber es ist ebenso möglich, die Anzahl derartiger Bildelemente, auf die Bezug genommen wird, zu erhöhen oder zu erniedrigen, beispielsweise auf fünf Bildelemente mit einem City-Block-Abstand von "2" oder weniger oder auf 19 Bildelemente mit einem City-Block- Abstand von "4" oder weniger.
Die durch Bezugnahme auf einen derartigen Bereich erhaltene mittlere binäre Dichte wird als zufälliger angesehen als jene durch einen einfachen rechteckigen Bezugsbereich erhaltene, wodurch ein verbesserter Effekt zur Verhinderung einer Texturausbildung in dem Bereich gleichmäßiger Dichte erwartet wird.
In Fig. 18 wird das (auf der Signalleitung 350 liegende) Ausgangssignal des Addierers 22a der Fehlerverteilungs-Steuerschaltung 16 zugeführt, und das Ausgangssignal entspricht der mittleren binäre Dichte um das Objektbildelement und stellt den Dichtezustand im Bereich um das Objektbildelement dar.
Der die zum Schwellwert zu addierenden Dithersignalen speichernde Festspeicher 21 gibt synchron zu Taktsignalen nacheinander Werte von "-8" bis "+8" aus. Die Ausgangssignale werden dem Addierer 22b zugeführt, dort zu den durch die vorstehend angeführten Multiplizierer 25a - 25l gewichteten Daten addiert und als Schwellwert zur Verwendung in der Binärisierungsschaltung an eine Datenleitung 300 ausgegeben. Die vorstehend beschriebene Steuerung stellt durch Berechnung der mittleren Dichte aus bereits binärisierten Bildelementen um das Objektbildelement und durch die Addition von Dithersignalen zur Verhinderung der Texturausbildung im Bereich gleichmäßiger Dichte den Schwellwert auf der Datenleitung 300 bereit. Gemäß der vorstehenden Beschreibung speichert der Festspeicher 21 Dithersignale von "-8" bis "+8", jedoch sind die Werte dieser Dithersignale nicht begrenzend, und die Dithersignale können durch gleichmäßig verteilte Zufallszahlen ersetzt werden.
Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht das fünfte Ausführungsbeispiel, bei dem die mittlere Dichte mit Binärdaten in einem Bereich eines konstanten City-Block-Abstands bestimmt wird, den Schwellwert in einer zufälligeren Art bereitzustellen, wodurch die Texturausbildung im Bereich gleichmäßiger Dichte unterdrückt wird.
Wie vorstehend ausführlich beschrieben, kann mit der vorliegenden Erfindung die Ausbildung eines punktfreien Weißbereichs oder eines granularen Eindrucks im Bereich geringer Dichte unterdrückt, die Bildwiedergabe an einem Kantenabschnitt verbessert und die Ausbildung von Pseudokonturen durch Texturen im gleichmäßigen Dichtebereich verhindert werden, wodurch ungeachtet des Zustands des Eingangsbildes ein wiedergegebenes Bild hoher Qualität ausgebildet wird.
Die vorstehenden fünf Ausführungsbeispiele wurden anhand monochromer Bilddaten erläutert, aber diese Ausführungsbeispiele können bei einem Farbbilddaten bestehend aus Gelb, Magenta, Zyan und Schwarz verwendenden Bildverarbeitungssystem ebenso auf jedes derartige Farbdatum mit ähnlichen Effekten angewandt werden.

Claims

1. Bildverarbeitungsvorrichtung zur Aufnahme von ein Bild darstellenden mehrwertigen Bildelementdaten und zur Ausgabe eines sichtbaren Bildes im Ansprechen auf die Bilddaten mit

einer Berechnungseinrichtung (2, 22a, 23, 25a-25e, 26a- 26e) zur Behandlung jedes aufeinanderfolgend empfangenen Bildelements als Objektbildelement und zur Berechnung eines mittleren Dichtewerts hinsichtlich jedes Objektbildelements beruhend auf einer Vielzahl von bereits binärisierten um das Objektbildelement befindlichen Bildelementen,

einer Einrichtung (2) zur Einstellung eines Schwellwerts und

einer Einrichtung zur Binärisierung des Objektbildelements unter Verwendung des eingestellten Schwellwerts, gekennzeichnet durch

eine Dithersignal-Erzeugungseinrichtung (21) zur Erzeugung eines vorbestimmten Dithersignals und dadurch, daß die Binärisierungseinrichtung die Eingangsbilddaten auf der Grundlage der durch die Berechnungseinrichtung berechneten mittleren Dichte und des durch die Dithersignal-Erzeugungseinrichtung erzeugten Dithersignals binärisiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

eine Fehlerverteilungseinrichtung (11a-11d, 12a-12d, 13, 16) zur Verteilung eines durch die Binärisierungseinrichtung bei der Binärisierung erzeugten Fehlers.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

eine Schwellwert-Einstelleinrichtung (226) zur Einstellung des Schwellwerts durch Addition des vorbestimmten Dithersignals zu der von der Berechnungseinrichtung berechneten mittleren Dichte.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch

eine Beurteilungseinrichtung (4) zur Beurteilung des Zustands von Binärdaten in einem vorbestimmten Bereich, und dadurch, daß die Binärisierungseinrichtung beruhend auf dem Ergebnis der Beurteilung durch die Beurteilungseinrichtung und dem Schwellwert eine binäre Digitalisierung ausführt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, wenn diese von Anspruch 2 abhängig sind, gekennzeichnet durch

eine Erfassungseinrichtung (3) zur Erfassung, ob sich das Objektbildelement in einem Kantenabschnitt befindet, wobei die Fehlerverteilungseinrichtung den erzeugten Fehler entsprechend dem Ergebnis der Erfassung durch die Erfassungseinrichtung verteilt.