DE69219853T2

DE69219853T2 - Rastererzeugung zur Halbtonrasterung von Bildern

Info

Publication number: DE69219853T2
Application number: DE69219853T
Authority: DE
Inventors: Raphael L Levien
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-09-27
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 1997-10-09
Anticipated expiration: 2012-09-26
Also published as: EP0540169A1; DE69219853D1; US5307181A; EP0540169B1; CA2078748C; CA2078748A1; JPH05276364A

Description

Die Erfindung betrifft die Halbtonerzeugung aus einem Vorlagenbild, beispielsweise einer photographischen Vorlage, unter Verwendung eines Rastermusters. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Halbtonrasterbildes von einem Vorlagenbild, außerdem ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Rastermusters mit einer gewünschten Rasterwinklung und Rasterlinierung.
In einer anhängigen europäischen Patentanmeldung 92 307 993.3 vom 3. September 1992 und veröffentlicht unter der Nummer EP-A-0 531 129 am 10/03/93 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Halbtonrasterung von Bildern unter Verwendung von verketteten Streifen eines idealen abgewinkelten Rastermusters zur Bildung der Abtastzeilen eines gewünschten Rasters beschrieben. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Halbtonrasterung von Bildern, die sich besonders zur Hochgeschwindigkeitsausführung in Hardware eignen. Im folgenden wird der allgemeine Hintergrund der Halbtonbildrasterung erläutert.
Die EP-A-0 531 129 bezieht sich auf die Verwendung eines idealen abgewinkelten Rastermusters. Ein solches Muster wird möglicherweise im vorliegenden Zusammenhang auch als abgewinkeltes ideales Rastermuster bezeichnet. Bilder sind typischerweise in einem Speicher abgespeichert, der für jedes Pixel des Originalbildes Tonwerte repräsentiert. Für ein Schwarz/Weiß-Bild repräsentieren die gespeicherten Pixel den Graustufenwert, der dem jeweiligen Pixel entspricht. Bei einem Farbbild wird jede Farbebene als ein Feld von Pixeln gespeichert, die jeweils den Tonwert für jedes Pixel des Bildes innerhalb der jeweiligen Farbebene darstellt. Wenn beispielsweise jedes der Pixel eines Schwarz/Weiß-Bildes durch ein digitales, 8 Bits aufweisendes Wort dargestellt wird, so kann der Tonwert für ein gegebenes Bildpixel einer von 256 Werten zwischen Schwarzpegel und Weißpegel sein.
Bilder mit kontinuierlichem Ton lassen sich mit den meisten Druckvorrichtungen, bei denen typischerweise das Vorhandensein oder das Fehlen von Tinte auf dem Papier zur Darstellung des gedruckten Bildes verwendet wird, nicht gut drucken. Um Halbtöne (Schattierungen zwischen vorhandener und fehlender gedruckter Tinte) darzustellen, wird das Originalbild zum Erzeugen emes Musters gerastert, beispielsweise in Form von Punkten veränderlicher Größe, die für das menschliche Auge als Halbtonbild in Erscheinung treten.
Um eine Photographie für den Druck aufzubereiten, ist es zunächst notwendig, den Schritt der Halbtonrasterung auszuführen, mit dem die kontinuierlichen Graustufen des Originals umgesetzt werden in Punkte sich ändernder Größe und Form. Typischerweise sind diese Punkte auf einem regelmäßigen Gitter mit etwa 4 Punkten/mm (100 Punkten pro Zoll) angeordnet. Diese Raumfrequenz ist als Rasterlinierung bezeichnet. Demnach setzt sich ein Quadratzentimeter der schließlich gedruckten Photographie aus etwa 1550 Punkten zusammen (10.000 Punkte pro Quadratzoll).
Die Rasterung zur Erzeugung von Halbtonbildern ist bekannt. Das Raster besteht aus einem Feld von Punkten oder Halbtonzellen, von denen jede einen Abschnitt eines durchgehenden Tons des Originalbildes als Einzelpunkt veränderlicher Größe und Form repräsentiert. Eine Halbtonzelle wiederum besteht aus einem Feld kleinerer Rasterpixel oder Proben, die jeweils individuelle Werte aufweisen, mit denen die von dem Originalbild abgeleiteten Eingabepixel verglichen werden. Die individuellen Werte der kleineren Rasterpixel oder Proben der sich wiederholenden Halbtonzelle, die die veränderlichen Punkte bilden, werden hier als Punktfunktion bezeichnet.
Der Schritt der Halbtonrasterung besteht aus einem Schritt des Generierens eines Rastermusters und einem Vergleichsschritt zum Vergleichen des Eingangsbildes mit dem Rastermuster. Das Raster wird üblicherweise als ein ziemlich kleines Muster abgespeichert, welches sich selbst wiederholt oder welches durch Programmierung wiederholt generiert wird. An jeder Stelle, an der das Originalbild größer als das Rastermuster ist, wird die Ausgabe markiert. An jeder Stelle, an der das Bild nicht größer als das Rastermuster ist, wird die Ausgabe nicht markiert. In anderen Worten: Wenn der Wert des Bildpixels größer ist als der entsprechende Wert der Rasterzelle, so wird von einer Markiervorrichtung eine Markierung erzeugt, während dann, wenn der Wert des Bildpixels kleiner oder gleich dem Wert der Rasterzelle ist, von der Markierungsvorrichtung keine Markierung generiert wird, oder umgekehrt. Auf diese Weise wird das sich aus Punkten zusammensetzende endgültige gerasterte Bild erzeugt.
Beim Farbdruck gibt es vier getrennte Schritte der Halbtonrasterung, jeweils einen Schritt für die Cyan-, die Magenta-, die Gelb- und die Schwarztinte. Es ist von Vorteil, das Halbtongitter für jede der vier Ebenen unterschiedlich abzuwinkeln. Die am weitesten verbreitete Praxis besteht beispielsweise darin, die Cyan-Punkte um 15º, die Magenta- Punkte um 75º, die Gelb-Punkte um 0º (oder 90º) und die Schwarz- Punkte um 45º abzuwinkeln. Wenn diese Winkel präzise eingehalten werden und die Rasterlinierung für sämtliche vier Ebenen exakt identisch ist, lassen sich optimale Ergebnisse erzielen.
Genaue Rasterwinkel lassen sich in photomechanischen Systemen recht einfach dadurch erreichen, daß man den photographischen Rasterträger dreht. Wenn allerdings das Bild elektronisch verarbeitet wird und das gerasterte Bild durch eine digitale Rasterabtastungs-Aufzeichnungsvorrichtung erzeugt werden soll, wird das Problem viel schwieriger. Rationale Zahlen, die sich als Verhältnis von zwei ganzen Zahlen darstellen lassen, lassen sich auf einem digitalen Rechner relativ einfach genau darstellen. Irrationale Zahlen, die sich nicht als Verhältnis zweier ganzer Zahlen darstellen lassen, sind viel schwieriger exakt in einer digitalen Bildverarbeitungsvorrichtung oder einem digitalen Rechner darzustellen.
Der Tangens eines Winkels von 15 oder 75º ist eine nicht-rationale Zahl. Deshalb steht zu erwarten, daß Raster mit 15 und 75º sich in einer digitalen Vorrichtung schwierig erzeugen lassen. Außerdem steht zu erwarten, daß sich nicht-rationale Rasterlinierungen, bei denen die Anzahl von Pixeln pro Rasterzelle keine rationale Zahl ist, in einer digitalen Bildverarbeitungsvorrichtung schwierig exakt reproduzieren lassen.
Zum Stand der Technik gehörige Methoden lassen sich in zwei Klassen unterteilen: In der ersten Klasse lassen sich die Winkel annähernd, jedoch nicht exakt erreichen. Diese Methoden sind bekannt als Winkelmethoden mit rationalem Tangens, weil die Rasterwinkel begrenzt sind auf die Arcustangens-Werte rationaler Zahlen. Als ein Ergebnis der Ungenauigkeit der Rasterwinklungen und -linierungen ergeben sich unerwünschte Moiremuster. Ein für diese Methode beispielhaftes Verfahren wird durch das US-Patent US-A-4 149 194 (Holladay) gelehrt. Das Rastermuster wird durch einen Streifen von Pixeln dargestellt. Um das Rastermuster zu generieren, wird dieser Streifen quer über die Breite des Bildes wiederholt. Um das Rastermuster abzuwinkeln, wird dieser Streifen um eine gewissen Anzahl von Pixeln bei jeder Abtastzeile verschoben. Ein Vorteil dieser Methode liegt in ihrer hohen Geschwindigkeit. Ein weiterer Vorteil ist der relativ bescheidene Speicherbedarf für das Raster.
In der zweiten Klasse der Rastererzeugungsmethoden lassen sich präzise Winkelungen und Linierungen erreichen, jedoch nur auf Kosten eines großen Rechenaufwands für jedes Pixel. Diese Methode ist beschrieben in den US-Patenten US-A-4 499 489 (Gall) und US-A-4 350 996 (Rosenfeld). Das Geräte-Koordinatensystem wird durch einen XY-Raum repräsentiert, und eine Halbtonzelle in dem zu druckenden Raster wird durch einen Vektor im UV-Raum dargestellt, das heißt im Koordinatensystem des gedrehten Rasters. Für jedes Pixel wird die Position des Pixels im XY-Raum in den UV-Raum transformiert. Das Rastermuster für diesen Punkt läßt sich dadurch bestimmen, daß man die Punktfunktion auf die UV-Koordinaten anwendet.
Wenngleich Gall und Rosenfeld gewisse Geschwindigkeitsoptimierungen beschreiben, erfordert die offenbarte Methode viel mehr Operationen pro Pixel, als dies bei Rational-Winkelmethoden der Fall ist, und deshalb ist die Hardware-Implementierung komplexer. Eine weitere Methode zum Generieren exakter Rasterwinklungen ist in der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung EP-A-0 427 380 A2 (Schiller) beschrieben. Das Schiller-Patent beschreibt ein Rationaltangens-Winkelverfahren, welches ziemlich genaue Raster zu erzielen vermag, aber auf Kosten eines erheblichen Speicherplatzbedarfs, typischerweise in der Größenordnung von einigen hunderttausend Wörtern.
Im folgenden wird eine Methode gemäß der Erfindung beschrieben, die die geringen Anforderungen an die Hardware wie das Rationaltangent- Verfahren stellt und dennoch Halbtonraster mit der Genauigkeit von nicht-rationalen Winkeln erzeugt. Die Ausführung der vorliegenden Erfindung schafft ein Verfahren zum Implementieren eines Erzeugungssystems für ein Halbtonrastermuster für gedrehte Raster einschließlich Mehrfach-Abwinklungs- und Linierungskombinationen, außerdem zum Erzeugen eines gerasterten Bildes, welches mit einem gedrehten Raster auf einer digitalen Rasterausgabevorrichtung gebildet wird. Außerdem schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Berechnen von Halbtonrasterbildern, welches sich einfach als Hardwareschaltung ebenso wie als Rechnerprogramm implementieren läßt.
In der oben angesprochenen veröffentlichten, anhängigen Patentanmeldung EP-A-0 531 129 wird ein gewünschtes Halbtonraster erzeugt, indem mit einer Mehrzahl von Streifen eines idealen abgewinkelten Rastermusters begonnen wird. Im allgemeinen beträgt der Streifen weniger als eine Rasterlinie. Unter Verwendung der im allgemeinen kürzeren Streifen wird jede Abtastlinie des gewünschten Halbtonrasters dadurch zusammengesetzt, daß man die mehreren Streifen in einer Reihenfolge verkettet, die sich durch Fehlervektorberechnungen bestimmt. Auf diese Weise ist eine Mehrzahl von Fehlerberechnungen erforderlich, eine Berechnung am Ende jedes Streifens und vor dem Beginn des nächsten Streifens, um eine einzelne Abtastzeile des gewünschten Halbtonrasters zusammenzusetzen. Es wird gezeigt werden, wie die vorliegende Erfindung dazu benutzt werden kann, das wiederholte Ausführen von Fehlerberechnungen entlang einer einzelnen Rasterzeile des gewünschten Halbtonrasters zu vermeiden.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in einem System umsetzen, welches einen Abtaster, eine Bildverarbeitungseinrichtung und eine Rasterabtastungs-Ausgabeeinrichtung aufweist. Ein Originalbild wird elektronisch abgetastet und in einem Speicher abgespeichert. Das zu reproduzierende Bild wird in Bildelemente oder Pixel einer für die Halbtonreproduktion geeigneten Größe aufgeteilt. Bei der Reproduktion wird jeder Halbtonpunkt gedruckt als eine Kombination kleinerer Bildelemente.
Ein Halbtonrasterbild wird erzeugt, indem (a) das Pixel des gespeicherten Bildpixels, welches dem derzeitigen Ausgabepixel entspricht, abgerufen wird, (b) ein Pixel des Rastermusters generiert wird, (c) das Bildpixel und das Rasterpixel verglichen werden und (d) das Ausgangspixel abhängig davon markiert oder nicht markiert wird, welches größer war. Der Prozeß wird für jedes Ausgangspixel wiederholt. Die Sequenz von Ausgangspixeln ist eine Rasterabtastung, d. h. eine horizontale Abtastzeilenfolge von Pixeln, gefolgt von einer weiteren horizontalen Abtastzeile von Pixeln, was der Standard-Sequenz für die meisten Bildverarbeitungssysteme entspricht. Das Schlüsselproblem, welches durch die Lehren der vorliegenden Anmeldung gelöst wird, ist das exakte Generieren der Rasterpixel in einer Rasterabtastsequenz bei minimalem Rechenaufwand.
Allgemeiner gesagt, bezieht sich ein Aspekt der vorliegenden Erfindung auf ein Verfahren zum digitalen Generieren von Halbtonrasterbildern von einem Originalbild, welches sich in digitaler Form speichern läßt. Das Originalbild wird in einer Folge von Abtastlinien abgetastet, die sich in einer gegebenen Richtung erstrecken, und es wird eine Ausgabe mit Hilfe eines Vergleichs generiert, der für jede einer Folge von Pixelpunkten entlang jeder Abtastzeile zwischen dem Originalbild und einer digitalen Version des abgewinkelten idealen Rastermusters erfolgt.
Die aus dem oben erwähnten Vergleich resultierende Ausgangsgröße kann durch eine Rasterausgabevorrichtung verarbeitet werden. Wie bereits angedeutet, kann der oben erwähnte Vergleich dazu benutzt werden, das Generieren eines Markierungssignals für eine Markiervorrichtung oder -anlage zu steuern.
Der vorerwähnte eine Aspekt der Erfindung ist gekennzeichnet, wie es im Anspruch 1 angegeben ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Generieren einer digitalen Version eines idealen Rastermusters mit einer gewünschten Rasterwinklung bezüglich einer gegebenen Richtung und mit einer gewünschten Rasterlinierung zwecks in einem Halbtonprozeß ausgeführtem Vergleich mit einem Originalbild, welches in der gegebenen Richtung eine gegebene Breite aufweist. Das Verfahren nach diesem Aspekt der Erfindung ist im Anspruch 8 angegeben.
Die Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zum digitalen Generieren eines Halbtonrasterbildes von einem Originalbild gemäß Anspruch 15, weiterhin eine Vorrichtung zum Generieren einer digitalen Version eines idealen Rastermusters mit einer gewünschten Rasterwinklung bezüglich einer gegebenen Richtung und einer gewünschten Rasterlinierung gemäß Anspruch 22.
Bevor mit einer detaillierteren Beschreibung der Erfindung und deren Umsetzung in die Praxis fortgefahren wird, werden gewisse Merkmale der Art und Weise der Implementierung der Erfindung umrissen. Ein Rastermuster wird dadurch erzeugt, daß man einen übergroß bemessenen Streifen von einem idealen abgewinkelten Rastermuster speichert, welcher übergroß bemessene Streifen länger ist (eine größere Breite in Abtastrichtung besitzt), als es der Breite des gewünschten Halbtonrasters entspricht. D. h.: der Streifen ist in bezug auf die Länge einer Abtastzeile des gewünschten Halbtonrasters zu groß bemessen. Beispielsweise kann eine Bildbreite 50.000 Pixeln entsprechen, während der zu groß bemessene Streifen 60.000 Pixel lang und 1 Pixel hoch sein kann. Die Abtastzeilen des gewünschten Rastermusters werden erzeugt durch Auswahl von Abschnitten, d. h. Segmenten des langen Streifens entsprechend der Breite der Raster-Abtastzeile. In anderen Worten: der zu groß bemessene Streifen wird für jede Abtastzeile derart um einen anderen Wert versetzt, daß das ausgewählte Abtastzeilensegment mit dem Beginn der Abtastzeile des gewünschten Rasters zusammenfällt. Pixelwerte in dem zu groß bemessenen Streifen, die vor dem Beginn oder nach dem Ende des ausgewählten Abtastzeilensegments auftreten, werden in dieser Abtastzeile nicht verwendet, sie werden statt dessen für laufende Abtastzeile unberücksichtigt belassen.
Das gesamte gewünschte Raster wird erzeugt, indem ausgewählte Abtastzeilensegmente zusammengefügt werden. Für den Anfang wird ein vorbestimmtes erstes Abtastzeilensegment gewählt. Am Ende des ersten Abtastzeilensegments wird der Fehler zwischen dem aktuellen Raster und dem idealen, gewünschten Rastermuster berechnet. Das nächste Abtastzeilensegment wird aus dem zu groß bemessenen Streifen derart ausgewählt, daß der akkumulierte Fehler minimiert wird. Am Ende des zweiten ausgewählten Abtastzeilensegments wird der Fehler zwischen dem aktuellen Raster und dem idealen, gewünschten Raster erneut berechnet, und es wird ein nächstes ausgewähltes Abtastzeilensegment derart gewählt, daß der akkumulierte Fehler minimiert wird, und so fort, bis das gesamte gewünschte Raster generiert ist.
Folglich werden während jedes ausgewählten Abtastzeilensegments keine Fehlerberechnungen erforderlich, was zu einer höheren Rastergeschwindigkeit führt. Insbesondere bei Implementierung in Hardware lassen sich sehr schnelle Rasterungsgeschwindigkeiten erreichen. Zwischen ausgewählten Abtastzeilensegmenten lassen sich Fehlerberechnungen in Software ausführen. Da Fehlerberechnungen nur einmal pro Abtastzeile stattfinden, belastet die Software-Implementierung der Fehlerberechnung die gesamte Rasterungsgeschwindigkeit nicht übermäßig.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der zu groß bemessene Streifen ein Ausschnitt eines idealen abgewinkelten Rastermusters, doppelt so lang wie die gewünschte Abtastzeile (d. h. doppelt so breit wie die maximale Bildbreite). Dann wird für jede Abtastzeile der zu groß bemessene Streifen nach links um einen Betrag versetzt, der nicht die Länge einer Abtastzeile übersteigt, um dadurch zu gewährleisten, daß der versetzte Streifen stets die Abtastzeile abdeckt.
Zu Beginn jeder Abtastzeile wird der Startpunkt innerhalb des Übermaß- Streifens bestimmt. (Die erste Zeile beginnt üblicherweise mit dem ersten Bildelement des Übermaß-Streifens). Dann werden die Rastermuster-Werte in Folge so lange ausgelesen, bis das Ende der Abtastzeile erreicht ist. Dieser Prozeß wird für sämtliche Abtastzeilen wiederholt.
Der neue Startpunkt für jede Abtastzeile wird so gewählt, daß der akkumulierte Fehler beim Erzeugen des idealen Soll-Rasters minimiert wird. Um die Anzahl von Versetzungen des Übermaß-Streifens, die hinsichtlich des kleinsten Fehlers untersucht werden müssen, zu minimieren, werden 16 mögliche Punkte als 16 mögliche Startpunkte vorab festgelegt.
Die Auswahl der 1 bis 16 Startpunkte erfolgt derart, daß sichergestellt ist, daß das sich ergebende Rastermuster exakt der gewünschten Winkelung und Weite entspricht. Dies läßt sich so ausdrücken, daß jede Auswahl in der Weise erfolgt, daß die Abweichung von dem Ideal minimiert wird, was auch als Fehler bekannt ist.
Das angewendete Fehlermaß ist die Länge eines Vektors in dem transformierten UV-Raum zwischen dem aktuellen Rasterprobenpunkt und dem Probenpunkt des idealen Rasters. Der Fehler entsteht deshalb, weil der Übermaß-Streifen eine begrenzte Länge besitzt. Obschon das erste Abtastzeilensegment so gewählt werden kann, daß es keinen Fehler enthält, ist bei jedem nachfolgenden Abtastzeilensegment ein von Null verschiedener Fehler vorhanden. Anschließend wird der Fehler durch Vektoraddition des akkumulierten Fehlers von Abtastzeile zu Abtastzeile bestimmt, welcher auf die derzeitige Fehlerverteilung aus der laufenden Abtastzeile addiert wird.
Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den der Beschreibung folgenden Ansprüchen angegeben. Die Erfindung und deren Ausführung in der Praxis wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen zusätzlich erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Halbtonerzeugungssystems unter Verwendung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 das Rastermuster als dreidimensionale Zeichnung, die sich in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung einsetzen läßt;
Fig. 3 die Relation des Rastergitters und des Streifens in bezug auf die Koordinaten der Ausgabevorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 4a einen Übermaß-Streifen eines idealen abgewinkelten Rastermusters, der zur Ausführung der Erfindung eingesetzt wird;
Fig. 4b ein resultierendes Rastermuster, zusammengesetzt aus ausgewählten Abtastzeilensegmenten eines Übermaß- Streifens gemäß der Erfindung;
Fig. 5 eine Folge von Punkten (0,0) bis (m-1,0) in dem XY- Raum, verwendet zur Berechnung der Federfunktion gemäß der Erfindung;
Fig. 6 die Folge von Punkten (0,0) bis (m-1,0), transformiert in den U'V'Raum und verwendet zum Berechnen der Fehlerfunktion gemäß der Erfindung;
Fig. 7 die Folge von Punkten (0,0) bis (m-1,0), tranformiert in den UV-Raum und verwendet zum Berechnen der Fehlerfunktion gemäß der Erfindung;
Fig. 8 ein Blockdiagramm einer Hardware-Ausführungsform zum Rastern eines Eingabebildes gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 9 ein Flußdiagramm für den Durchgang durch die Auswahl aufeinanderfolgender Abtastzeilensegmente in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Der Zweck der zu beschreibenden Ausführungsform der Erfindung besteht darin, von Originalbildern gerasterte Halbtöne zu erzeugen. Bezugnehmend auf Fig. 1, wird eine Originalbildquelle 102 fotomechanisch abgetastet oder anderweitig zur Reproduktion in digitaler Form aufbereitet, an welcher Stelle sie einem digitalen Vergleicher 108 angeboten wird. Obschon die Rasterung hier beschrieben wird als ein Vergleichsvorgang zwischen einem Eingangsbild und einem Rastermuster, so versteht sich, daß auch andere Operationen zwischen einem Eingabebild und einem Rastermuster, beispielsweise eine Multiplikation, eine "Raster"-Operation darstellen.
Ein Rastergenerator 104 erzeugt ein Rastermuster 106, welches ebenfalls dem Vergleicher 108 zugeführt wird. Sowohl das Originalbild 102 als auch das Rastermuster 106 setzen sich zusammen aus feinen subflächigen Zonen, die als Pixel bekannt sind, und von denen jedes eine einzelne Grauabstufung darstellt.
Der Vergleicher 108 führt einen pixelweisen Vergleich zwischen dem Originalbild 102 und dem Rastermuster 106 durch. An solchen Pixelstellen, an denen das Pixel von dem Originalbild 102 größer ist (d. h. eine dunklere Grautönung aufweist) als das entsprechende Pixel des Rastermusters 106, wird das entsprechende Pixel innerhalb des gerasterten Halbtonbildes 110 markiert. An sämtlichen übrigen Pixelstellen wird das gerasterte Halbtonbild 110 nicht markiert oder, alternativ, in anderer Weise oder mit einer anderer Farbe markiert. Das sich ergebende gerasterte Halbtonbild 110 setzt sich zusammen aus Punkten veränderliche Größe und Form, von dener jeder wiederum aus einer Anzahl von Pixeln zusammengesetzt ist. Dann wird das gerasterte Halbtonbild 110 einer Rasterbildausgabeeinrichtung 112 zugeführt, wo es auf einen fotografischen Film oder eine andere bildgebende Einrichtung aufgezeichnet wird.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt des Rastermusters 106, dargestellt als dreidimensionale Fläche. Die Gitterquadrate repräsentieren individuelle Rasterpixel, während die Höhe jedes Gitterquadrats die Grautönung des Rastermusters an dieser Pixelstelle repräsentiert. Eine Spitze 204 stellt eine maximale Grautönung dar. Zwischen Spitzen 204 gibt es Minima, die die kleinsten Grautönungen bedeuten. Ein Schnitt durch die Oberfläche in Fig. 2 veranschaulicht die Punktfunktion, die in der Figur grob als Sinuswelle erscheint.
Fig. 3 zeigt eine Darstellung eines Rastermusters 106. Punkte 308 markieren Spitzen des Rastermusters entsprechend den Spitzen 204.
Diese Punkte sind entsprechend dem Gitter 302 positioniert, welches um einen Winkel 304 (θ) gegenüber den Koordinatenachsen gedreht ist und eine Gitterweite 306 (l) aufweist. Das Inverse des Gitterabstands 306 ist die Rasterfeinheit oder -linierung des Rastermusters 106. Im allgemeinen können der Gitterabstand 306 und der Tangens des Winkels 304 rationale oder nicht-rationale Zahlen sein. Die vorliegende Erfindung verwendet einen Übermaß-Streifen, d. h. einen Streifen 402, der l Pixel hoch und m Pixel lang ist, herausgegriffen aus einem idealen abgewinkelten Raster. Der Übermaß-Streifen 402 ist in Fig. 4a dargestellt. Speziell setzt sich der Übermaß-Streifen 402 zusammen aus m Pixeln, numeriert von 0 bis m-1, wobei m typischerweise dem doppelten der maximalen Anzahl von Pixeln in einer Abtastzeile entspricht. Jedes Pixel repräsentiert einen Grautönungswert entsprechend einem Pixel des Rastermusters.
Fig. 4b zeigt, wie das Rastermuster 106 zusammengesetzt ist aus mehreren Abtastzeilensegmenten, die aus dem Übermaß-Streifen 402 ausgewählt sind. Jede Abtastzeile des Rastermusters 106 besteht aus einem Abschnitt des Streifens 402, der dadurch ausgewählt wurde, daß ein Versatz gegenüber dem Anfang der Abtastzeile herausgegriffen wurde, wobei dieser Versatz sich grundsätzlich für jede Abtastzeile unterscheidet. Werte des Streifens 402, die aus der Abtastzeile 404 herausfallen, und zwar vorher oder nachher, werden nicht verwendet. Insbesondere wird das zuerst gewählte Abtastzeilensegment dadurch erhalten, daß man einen 0-Versatz hernimmt, der in der Position 402A des Übermaß-Streifens 402 in Fig. 4b dargestellt ist. Die nächste Position 402B des Übermaß-Streifens 402 wird um einen ausgewählten Betrag relativ zum Beginn der Bildabtastzeile 404 versetzt.
Der Übermaß-Streifen 402 wird typischweise durch Einsatz einer Speichereinrichtung mit wahlfreiem Zugriff, beispielsweise einen ROM oder RAM, implementiert. Jedes Pixel in dem Streifen 402 wird repräsentiert durch ein Wort des Speichers in dieser Speichereinrichtung. Die Inhalte dieses Speichers werden nach Maßgabe einer unten detaillierte erläuterten Prozedur festgelegt, bevor der Rasterungsprozeß eingeleitet wird. Fig. 5 zeigt die m Punkte in dem XY-Raum entsprechend den m Pixeln innerhalb des Streifens 402. Das XY- Koordinatensystem ist dasjenige, welches von dem Rasterbildausgabegerät 112 verwendet wird und wird folglich als der "Geräte-Koordinatenraum" bezeichnet. Die Punkte 502, 504 und 506 haben die XY-Koordinaten (0,0), (1,0) bzw. (m-1,0).
Fig. 6 zeigt die Punkte der Fig. 5 in den U'V'Koordinatenraum transformiert. Die Transformation besteht in einer Skalieroperation und einer Drehoperation. Der Punkt 602 ist der XY-Punkt (0,0), der in den U'V'Raum transformiert ist, der Punkt 604 ist der in den U'V'Raum transformierte XY-Punkt (1,0), und der Punkt 606 ist der in den U'V' Raum transformierte XY-Punkt (m-1,0). Die U'V'Koordinaten eines Punkts werden mathematisch aus den XY-Koordinaten entsprechend folgenden Gleichungen ermittelt:
u' = Linierung/Auflösung * ( x * cos theta - y * sin theta )
v' = Linierung/Auflösung * ( x * sin theta + y * cos theta ) (1)
wobei die Auflösung die räumliche Auflösung des Rasterbildausgabegeräts 112 ist, die Linierung die gewünschte Rasterlinierung oder -feinheit und theta die gewünschte Rasterwinklung ist.
Nach der Transformation in den U'V'Raum werden die Punkte 602, 604...606 erneut transformiert, und zwar in den UV-Raum. Das Ergebnis dieser Transformation ist in Fig. 7 gezeigt, in der die Punkte 702, 704...706 die transformierten Gegenstücke zu den Punkten 602, 604...606 sind. Diese Transformation, die auf ein "Herumwickeln der Kanten" des Quadrats 708 hinausläuft, welches von den UV-Koordinaten (-0,5, -0,5) und (0,5, 0,5) begrenzt wird, läßt sich mathematisch durch folgende Gleichungen beschreiben:
u = u' - Runden( u' )
v = v' - Runden( v' ) (2)
wobei für jede reelle Zahl x Runden(x) die x am nächsten kommende ganze Zahl ist.
Eine wichtige Eigenschaft dieser Transformation in den UV-Raum besteht darin, daß zwei im XY-Raum entfernte Punkte in zwei Punkte transformiert werden können, die im UV-Raum sehr eng benachbart sind. Dann lassen sich die Werte der Pixel des Streifens 402 dadurch bestimmen, daß man die Punktfunktion auf die UV-Koordinaten anwendet. Eine solche brauchbare Punktfunktion ist gegeben durch
Die obige Punktfunktion erzeugt eine Spitze in der Mitte des Quadrats 708 und einen Minimumwert an den Ecken des Quadrats 708. Der Fachmann erkennt, daß zahlreiche andere Punktfunktionen im Rahmen der Erfindung verwendet werden können. Verschiedene Punktfunktionen führen zu unterschiedlich geformten Punkten in dem gerasterten Halbtonbild 110. Kurz gesagt, der Wert eines Pixels 408 in dem Streifen 402 wird dadurch bestimmt, daß seine entsprechende XY-Koordinate in den U'V'Raum transformiert, dann weiter dieser Punkt in den UV- Raum transformiert und schließlich die Punktfunktion auf die Koordinaten dieses Punkts angewendet wird. An dieser Stelle ist es möglich, eine weitere Verarbeitung vorzunehmen, bevor der Streifen 402 zum Generieren eines Halbtonrasters verwendet wird. Ein Beispiel besteht darin, die Graustufenwerte im Streifen 402 zu ersetzen durch eine gleichmäßige Verteilung von Grauwerten, die noch die gleiche Reihenfolge aufweisen.

1. Wählen der Anfangspixeladresse zu Beginn einer Abtastzeile

Zu Beginn jeder Abtastzeile wird eine Pixeladresse des Streifens 402 derart gewählt, daß der resultierende Fehler minimiert wird. Diese Pixeladresse wird dazu verwendet, das erste Pixel der Abtastzeile in dem Rastermuster 106 zu erzeugen. Genauer gesagt: für das erste Pixel der Abtastzeile y wird eine Adresse k derart gewählt, daß der Betrag des Fehlervektors minimiert wird, den man erhält aus der Transformation des XY-Vektors (0,y) - (k,0) in den UV-Raum. Der Wert von k muß in dem Bereich von 0 bis m-n-1 liegen, so daß die Abtastzeile 404 innerhalb des versetzten Streifens 402 eingeschlossen ist. Der Wert von m (Länge des Streifens 402) ist typischerweise doppelt so groß wie der Wert n (Länge der Abtastzeile 404), so daß m-n typischerweise gleich n ist.
Für die erste Abtastzeile ist dieser Wert von k gleich 0, und der Fehler ist in ähnlicher Weise 0. Für weitere Abtastzeilen wird eine geeignete Methode benötigt, um diesen Wert von k festzulegen. Eine Methode zur Bestimmung dieses Wertes von k besteht darin, sämtliche Werte von k in dem Bereich 0 bis m-n-1 durchzugehen, direkt den Fehlervektor für jeden dieser Werte von k zu berechnen und denjenigen Wert von k zu wählen, der zu dem Fehlervektor mit dem kleinsten Betrag geführt hat. Obschon diese Methode praktisch ist, erfordert sie mehr Rechenaufwand als nötig.
Ein alternatives Verfahren, welches das mir zur Ausführung der Erfindung beste bekannte Verfahren darstellt, macht Gebrauch von einer Reihe von Tabellen zum Zweck der Verringerung der Anzahl von Werten von k, die gesucht werden müssen. Es macht Gebrauch von eu- und ev-Speicherregistern, um die u- und v-Koordinaten, eu bzw. ev des Fehlervektors darzustellen. Jede dieser Tabellen enthält nt Werte. Eine Untersuchung hat ergeben, daß ein Wert von 16 für nt ausreicht.
Die Tabelle jt[i] enthält nt Werte für j, die von -(m-n-1) bis m-n-1 reichen, so daß die Beträge der aus dem Transformieren der XY- Vektoren (0,1) - (j,0) in den UV-Raum erhaltenen Vektoren die nt kleinsten derartigen Beträge sind. Die Reihenfolge der Werte in jt[i] ist ohne Bedeutung. Außerdem enthalten die Tabellen ut[i] und vt[iJ die u- und v-Koordinaten desjenigen Punkts, der aus der Transformation des XY-Punkts (0,1) - (jt[i],0) in den UV-Raum erhalten wird. Angenommen, die Anfangsadresse der vorhergehenden Abtastzeile betrug ky, und der Fehlervektor betrug (eu, ev), so wird der neue Wert von k bestimmt zu ky + jt[i], wobei i folgende Bedingungen erfüllt:
(1) Der Wert von i liegt im Bereich von 0 bis nt-1.
(2) Der Wert von ky + jt[i] liegt im Bereich von 0 bis m-n- 1.
(3) Der Betrag des neuen Fehlervektors (eu + ut[i], ev + vt[i]) ist der kleinste solche Betrag, der die Bedingungen (1) und (2) erfüllt.
Nachdem der neue Wert von k gewählt ist, werden die Speicherregister für eu und ev aktualisiert, so daß sie eu + ut[i] bzw. ev + vt[i] enthalten.

2. Raster mit Winkeln mit rationalem Tangens und irrationaler Linierung

Die Ausführung der vorliegenden Erfindung, wie sie bisher erläutert wurde, basiert auf einer gleichmäßigen Abdeckung des UV-Raums durch Pixel innerhalb des Streifens 407, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Eine gleichmäßige Bedeckung wird gewährleistet durch die Verwendung von Rasterwinklungen mit irrationalem Tangens, insbesondere Winklungen von 15 Grad und 75 Grad, die beim Farbdruck verwendet werden.
Allerdings erhält man eine gleichmäßige Abdeckung des UV-Raums dann nicht, wenn man Rasterwinkel mit rationalem Tangens verwendet, beispielsweise Winklungen von 45 Grad oder 0 Grad, die beim Farbdruck verwendet werden. Vielmehr kodiert der Streifen 402 Werte, die im UV-Raum auf einer einzelnen Linie liegen, für einen Winkel von 0 Grad oder einen Winkel von 45 Grad oder mehr für andere Winkel mit rationalem Tangens. Die bevorzugte Lösung besteht darin, eine Mehrzahl von Streifen 402 zu verwenden, wobei jeder Streifen einer anderen Zeile (oder Gruppe von Zeilen) im UV-Raum entspricht. Da oben erläuterte Verfahren wird dann so modifiziert, daß eine Auswahl sowohl bezüglich des Streifens als auch der Anfangsadresse für jede Abtastzeile erfolgt. Diese Entscheidung wird in der Weise getroffen, daß der Fehlervektor minimiert wird, der aus der Transformation der Differenz der zwei XY-Punkte (k,l) und (0,y) in den UV-Raum entsteht, wobei k die Anfangsadresse innerhalb des Streifens, l die Streifennummer und y die Nummer der Abtastzeile ist.
Die Anzahl der Streifen ns wird derart gewählt, daß der aus der Transformation des XY-Punkts (0,ns) in den UV-Raum erhaltene Punkt näher an dem Punkt (0,0) liegt als bei irgendeinem kleineren Wert von ns. Typischerweise beträgt ns annähernd das Verhältnis der Auflösung zu der Rasterlinierung. Bessere Ergebnisse kann man durch Verwendung größerer Werte von ns erhalten. Der Wert des Pixels mit der Nummer k innerhalb des Streifens mit der Nummer l läßt sich bestimmen durch Transformieren des XY-Punkts (k,l) in den UV-Raum, gefolgt von einem Anwenden der Punktfunktion auf die sich ergebenden Koordinaten.
Die Raster mit rationalem Tangens, die durch die Ausführung der vorliegenden Erfindung erzeugt werden, sollten unterschieden werden von jenen, die mit anderen Methoden erzeugt werden, wie sie in der US-A-4, 149,194 beschrieben sind. Entsprechend den hier vorliegenden Vorschlägen lassen sich Rastermuster mit irgendeiner Rasterlinierung exakt erzeugen. Bei den herkömmlichen Methoden mit rationalem Tangens sind die Linierungen beschränkt auf Werte der Auflösung/Wurzel (i^2 + j^2), wobei der Tangens des Winkels für ganzzahlige Werte von i und j i/j beträgt.
Das Generieren von rationalen abgewinkelten Rastern nach dem obigen Verfahren führt zu einem relativ großen Speicherbedarf, typischerweise in der Größenordnung von hunderttausenden von Wörtern. Eine Alternative besteht darin, konventionelle rationale abgewinkelte Raster für die Fälle von 0 und 45 Grad zu verwenden. Dann werden die Raster mit 15 Grad und 75 Grad dazu gebracht, zu der Raster-Linierung des Rasters von 45 Grad zu passen. Weiterhin könnte das Problem überhaupt dadurch vermieden werden, daß man sämtliche Raster um den gleichen irrationalen Winkel dreht, beispielsweise um 7,5 Grad. In diesem Fall betragen die Rasterwinkel 22,5 für Zyan, 82,5 für Magenta, 7,5 für Gelb und 52,5 für Schwarz. Sämtliche Winkel sind irrational und lassen sich daher mit bescheidenem Speicherbedarf implementieren.
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung stellt ein Bildverarbeitungssystem dar, welches zum Teil ein Softwareprogramm, welches für gewisse Entscheidungsfunktionen auf einem digitalen Rechner läuft, und eine einfache Hardwareschaltung enthält, die gewisse andere Hochgeschwindigkeits-Rasterfunktionen ausübt. Fig. 8 zeigt ein Blockdiagramm des Hardwareteils für die Hochgeschwindigkeits- Rasterfunktionen. Fig. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Softwareprogramms, welches in Verbindung mit der in Fig. 8 dargestellten Hardwareanordnung bei der Implementierung der Erfindung eingesetzt wird. Die Rechenbelastung des Softwareprogramms ist sehr gering und ermöglicht den Einsatz eines sehr billigen Rechners zur Durchführung der Schritte gemäß Fig. 9. beispielsweise eines 8-Bit- Mikrokontrollers. Die Hardwareschaltung ist ebenfalls sehr einfach und ermöglicht den sehr wirtschaftlichen Aufbau eines Hochleistungs- Rasterers. Die Hochleistungs-Trommelrekorder erfordern derzeit die Zufuhr von Halbtonpixeln mit einer Geschwindigkeit von 15 MHz. In naher Zukunft steht zu erwarten, daß Trommelrekorder eine Geschwindigkeit von 30 MHz erfordern. Die Hardwareschaltung nach Fig. 8 kann in einfacher Weise so aufgebaut sein, daß sie mit Raten von 10 bis 50 MHz arbeitet.
Im Schritt 902 wird die oberste Abtastzeile als Zeile Null bezeichnet, die Fehlervektorwerte von eu und ev werden auf Null initialisiert, und die Anfangsadresse k für den Streifen 402 wird auf Null initialisiert. Im Schritt 902A werden entsprechend dem obigen Beschreibungsabschnitt 1 die Anfangswerte für jt, ut und vt festgelegt. Im Schritt 904 wird der Wert der Anfangsadresse k auf Anfangsadressenleitungen 802 gegeben. Dann wird im Schritt 906 eine Abtastzeile verarbeitet. Fig. 8 zeigt ein schematisches Diagramm einer Schaltung, die eine Abtastzeile verarbeitet. Dieses schematische Diagramm repräsentiert die Verarbeitung, die im Schritt 906 ausgeführt wird.
Um die Verarbeitung einer Abtastzeile zu beginnen, wird die Zeilentaktleitung 807 gepulst, was den Wert der Variablen k von dem Anfangsadressenbus 802 in den Adressenzähler 810 lädt. Der Wert des Adressenzählers 810 wird auf Adressenleitungen 812 gegeben. Die Adressenleitungen 812 wählen ein Pixel aus dem Speicher 814 aus, der die Rasterabtastwerte des Streifens 402 enthält. Der Speicher 814 ist vorzugsweise ein ROM-Speicher, der vorab berechnete Streifen- Pixelwerte enthält, oder es ist - alternativ - ein RAM-Speicher, welcher Streifenpixel-Werte enthält, die in Abhängigkeit der Rasterlinierung und -winklung berechnet wurden, die vor der Rasterung des Eingabebildes eingegeben wurden.
Auf einen Datenbus 808 wird ein Eingabebildpixelwert von einem Originaleingabebild 102 gegeben, und die Pixeltakt-Leitung 806 wird gepulst. Die Pixeltaktleitung 806 veranlaßt, daß dasjenige Rasterpixel, welches dem Wert des Adressendatenbusses 812 entspricht, aus dem Speicher 814 ausgelesen und auf den Rasterpixeldatenbus 816 gegeben wird. Der Rasterpixeldatenbus 816 enthält folglich das gewünschte Rasterpixel aus dem Streifen 402. Der Vergleicher 818 vergleicht den Wert des Rasterpixel auf dem Datenbus 816 mit dem eingegebenen Bildpixelwert auf dem Datenbus 808, und das Vergleichsergebnis wird auf eine Halbtonbildleitung 820 gegeben. Auf diese Weise enthält die Halbtonbildleitung 820 ein einzelnes Pixel des gerasterten Halbtonbildes 110. Die Leitung 820 führt vorzugsweise das Halbtonpixel zu dem Rasterbildausgabegerät 112, wobei dieses Rasterbildausgabegerät 112 einen geeigneten Bildträger entweder markiert oder nicht markiert, abhängig von dem Wert auf der Halbtonbildleitung 820.
Die Pixeltaktleitung 806 veranlaßt auch, daß der Adressenzähler 810 seinen Zählerstand erhöht. Neue Bildpixel werden sukzessive auf den Bildpixeldatenbus 808 gegeben, jedesmal dann, wenn die Pixeltaktleitung 806 synchron gepulst wird, bis das Ende der Abtastzeile erreicht ist. Bei jedem Pulsen des Pixeltakts 806 ist also die Adresse auf dem Datenbus 812 um eins größer als die Adresse auf dem Datenbus 812, die dem vorhergehenden Pulsen des Pixeltakts 806 entsprach. Auf diese Weise werden die Rasterpixelwerte auf dem Datenbus 816 ausgewählt aus der Sequenz von Pixeln in dem Streifen 402, versetzt um die Anfangsadresse 802.
Wenn die Verarbeitung der Abtastzeile abgeschlossen ist, geht die Verarbeitung mit dem Schritt 908 weiter, der den Index i auf Null initialisiert und den vorhergehenden kleinsten quadrierten Betrag md auf die größtmögliche darstellbare ganze Zahl initialisiert.
Im Schritt 910 wird die Kandidaten-Pixeladresse k + jt[i] daraufhin überprüft, ob sie negativ ist. Falls ja, wird sie sofort zurückgewiesen durch Sprung zum Schritt 922. Im Schritt 902A wird die Tabelle jt[i] bestimmt. Im Schritt 912 wird die Kandidaten-Pixeladresse k + jt[i] in ähnlicher Weise geprüft, um zu ermitteln, ob sie größer als oder gleich der Anzahl von Pixeln im Streifen 402, verringert um die Anzahl von Pixeln in einer Abtastzeile, nämlich m-n, ist. Falls ja, wird sie durch Sprung zum Schritt 922 zurückgewiesen.
Wenn das Kandidatenpixel die Tests in den Schritten 910 und 912 bestanden hat, wird anschließend im Schritt 914 der resultierende Fehler dadurch bestimmt, daß die Kandidaten-Fehlerwerte cu und cv auf die vorhergehenden Fehlerwerte eu und ev + Tabellenwerte ut[i] bzw. vt[i] gesetzt werden. Die Tabellen ut[i] und vt[i] werden im Schritt 902A bestimmt. Im Schritt 916 wird das Quadrat des Betrags des Kandidaten- Fehlervektors (cu,cv) ermittelt und der Variablen cd zugewiesen. Dann wird im Schritt 918 dieser quadrierte Betrag cd mit dem vorhergehenden kleinsten quadrierten Betrag md verglichen. Wenn cd kleiner ist, wird im Schritt 920 md der Wert von cd zugewiesen. Darüber hinaus erhält die neue Pixeladresse nk die Kandidaten-Pixeladresse ky + jt[i], und neue Fehlervariable nu und nv erhalten Kandidaten-Fehlerwerte cu bzw. cv. In jedem Fall geht die Verarbeitung weiter mit dem Schritt 922, in welchem die Indexvariable i erhöht wird.
Im Schritt 924 wird die Indexvariable i geprüft, um festzustellen, ob sämtliche Tabelleneinträge ausgeschöpft sind. Falls nicht, geht die Verarbeitung weiter zum Schritt 910, und der Prozeß der Schritte 910 bis 924 wird so lange wiederholt, bis die Tabelleneinträge vollständig abgearbeitet sind, woraufhin k eine neue Pixeladresse nk zugeordnet wird und den Fehlervariablen eu und ev neue Fehlerwerte nu bzw. nv im Schritt 926 zugewiesen werden. Dann wird im Schritt 928 die Pixelkoordinate y erhöht, und im Schritt 930 wird geprüft, ob sämtliche Abtastzeilen verarbeitet sind. Falls nicht, geht die Verarbeitung weiter mit dem Schritt 904, und der Prozeß wird so lange wiederholt, bis sämtliche Abtastzeilen verarbeitet sind.

Claims

1. Verfahren zum digitalen Generieren eines Halbtonrasterbildes aus einem Originalbild, bei dem das Originalbild in einer Folge von sich in einer gegebenen Richtung erstreckenden Abtastzeilen abgetastet und ein Ausgangssignal anhand eines Vergleichs generiert wird, der für jede Folge von Pixelpunkten entlang jeder Abtastzeile zwischen dem Originalbild und einer digitalen Version eines abgewinkelten idealen Rastermusters (302) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß

die digitale Version generiert wird als eine Folge von Pixelwerten, die einen Übermaß-Streifen (402) repräsentieren, der sich in der gegebenen Richtung über einen Abschnitt des abgewinkelten idealen Rastermusters (302) erstreckt, wobei die Breite des Streifens größer ist als die Breite des Originalbildes in der gegebenen Richtung;

ein Rastermuster für jede zumindest einer Gruppe von Abtastzeilen generiert wird, indem ein Segment der Folge von Pixelwerten ausgewählt wird, welches einen Abschnitt (404) des Übermaß-Streifens (402) repräsentiert, der im wesentlichen der Breite des Originalbildes entspricht, und

die Auswahl des Segments (404) derart erfolgt, daß ein akkumulierter Fehler bezüglich des abgewinkelten idealen Rastermusters minimiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der akkumulierte Fehler dadurch minimiert wird, daß eine Fehlerfunktion eines ausgewählten Abtastzeilensegments kombiniert wird mit derjenigen des vorausgehenden Abtastzeilensegments, um bezüglich des abgewinkelten idealen Rastermusters einen kleinsten kombinierten Fehler zu erzeugen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem jedes der Abtastzeilensegmente aus einer vorbestimmten Mehrzahl von Abtastzeilensegmenten abhängig davon ausgewählt wird, welches Segment den geringsten kombinierten Fehler erzeugt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Fehlerfunktion die Berechnung eines Fehlervektors zwischen der räumlichen Position eines Abtastpixelpunkts in einem Segment und dem entsprechenden Abtastpunkt in dem abgewinkelten idealen Rastermuster beinhaltet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Fehlervektor in dem transformierten UV-Raum berechnet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Folge von Pixelwerten in einer Folge von Adressen innerhalb eines Speichers abgespeichert wird, und die Auswahl jedes Segments das Auswählen eines Adressen-Versatzes in dem Speicher sowie das Holen von Pixelwerten aus einer Anzahl von Adressen, beginnend bei dem Versatz, entsprechend der Breite des Originalbildes beinhaltet.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die digitale Version generiert wird in Form mehrerer Sequenzen von Pixelwerten, die jeweils einen Übermaßstreifen repräsentieren, der sich in der gegebenen Richtung über einen anderen Abschnitt des abgewinkelten idealen Rastermusters hinwegerstreckt, und der eine größere Breite besitzt als das Vorlagenbild in der gegebenen Richtung, und wobei das Rastermuster für jede Abtastzeile in der Sequenz von Abtastzeilen dadurch erzeugt wird, daß ein Segment aus einem der mehreren Sequenzen von Pixelwerten ausgewählt wird, wobei dieses Segment einen Abschnitt des Übermaßstreifens repräsentiert, der im wesentlichen der Breite des Originalbildes gleicht, und

die Auswahl des Segments aus der einen Sequenz von Pixelwerten erfolgt, um einen akkumulierten Fehler bezüglich des abgewinkelten idealen Rastermusters zu minimieren.

8. Verfahren zum Generieren einer digitalen Version eines idealen Rastermusters mit einer Soll-Rasterwinklung bezüglich einer gegebenen Richtung und einer Soll-Rasterlinierung für einen im Rahmen eines Halbtonprozesses durchgeführten Vergleich mit einem Originalbild gegebener Breite in der gegebenen Richtung, gekennzeichnet durch:

Generieren einer Sequenz von Pixelwerten, die einen Übermaßstreifen (402) darstellen, der sich in der gegebenen Richtung erstreckt und eine Breite in der gegebenen Richtung aufweist, die größer ist als die gegebene Breite;

Auswählen einer Folge von Segmenten der Sequenz, die jeweils einen Abschnitt des Übermaß-Streifens mit einer Breite etwa gleich der gegebenen Breite repräsentieren,

wobei die Folge von Segmenten nach Maßgabe der Soll-Rasterwinklung und der Soll-Rasterlinierung ausgewählt wird, um ein digitales Rastermuster für zumindest eine Gruppe von Abtastzeilen zum Abtasten eines Originalbildes in der gegebenen Richtung zu erhalten, und jedes Abtastzeilensegment so ausgewählt wird, daß der akkumulierte räumliche Fehler bezüglich des idealen Rastermusters mit der Soll-Rasterwinklung und -Linierung minimiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der akkumulierte Fehler dadurch minimiert wird, daß eine Fehlerfunktion eines ausgewählten Abtastzeilensegments kombiniert wird mit derjenigen des vorausgehenden Abtastzeilensegments, um einen geringsten kombinierten Fehler bezüglich des abgewinkelten idealen Rastermusters zu erhalten.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem jedes der Abtastzeilensegmente aus einer vorbestimmten Mehrzahl von Abtastzeilensegmenten abhängig davon ausgewählt wird, welches den geringsten kombinierten Fehler erzeugt.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die Fehlerfunktion die Berechnung eines Fehlervektors zwischen der räumlichen Position eines Anfangspixelpunkts in einem Segment und dem entsprechenden Punkt innerhalb des abgewinkelten idealen Rastermusters beinhaltet.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Fehlervektor in einem transformierten UV-Raum berechnet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Sequenz von Pixelwerten in einer Folge von Adressen eines Speichers abgespeichert wird und die Auswahl jedes Segments das Auswählen eines Adressenversatzes in dem Speicher und das Holen von Pixelwerten aus einer Anzahl von Adressen, beginnend bei dem Versatz, entsprechend der gegebenen Breite beinhaltet.

14. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem mehrere Sequenzen von Pixelwerten erzeugt werden, die jeweils einen Übermaß-Streifen repräsentieren, der sich in der gegebenen Richtung über einen anderen Abschnitt des idealen abgewinkelten Rastermusters erstreckt und eine größere Breite besitzt als die gegebene Breite, wobei die digitale Version für jede Abtastzeile in einer Folge von Abtastzeilen zum Abtasten eines Originalbildes in der gegebenen Richtung generiert wird, indem ein Segment aus einem der mehreren Sequenzen von Pixelwerten ausgewählt wird, wobei das Segment einen Abschnitt des einen Übermaß-Streifens darstellt, der im wesentlichen der gegebenen Breite gleicht und so ausgewählt ist, daß der akkumulierte räumliche Fehler bezüglich des idealen Rastermusters mit der Soll-Rasterwinklung und der Soll-Rasterlinierung minimiert wird.

15. Vorrichtung zum digitalen Generieren eines Halbtonrasterbildes aus einem Originalbild, umfassend eine Rastergeneratoremrichtung (104 + 106; 810 + 814) zum Generieren einer digitalen Version eines abgewinkelten, idealen Rastermusters (302), und eine Vergleichereinrichtung (108, 818) zum Abtasten eines Originalbildes in einer Folge von Abtastzeilen, die sich in einer gegebenen Richtung erstrecken, und zum Generieren eines Ausgangssignals in Abhängigkeit eines Vergleichs, dem jede einer Folge von Pixelpunkten entlang jeder Abtastzeile zwischen dem Originalbild und der digitalen Version des abgewinkelten idealen Rastermusters (302) unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß

die Rastergeneratoreinrichtung (104 + 106; 810 + 814) die digitale Version erzeugt als eine Folge von Pixelwerten, die einen Übermaß- Streifen (402) darstellen, welcher sich in der gegebenen Richtung über einen Teil des abgewinkelten idealen Rastermusters (302) erstreckt, wobei die Breite des Streifens größer ist als die Breite des Originalbildes in der gegebenen Richtung; und

die Rastergeneratoreinrichtung (104 + 106, 810 + 814) betreibbar ist, um ein Rastermuster für jede von mindestens einer Gruppe von Abtastzeilen dadurch zu generieren, daß ein Segment der Folge von Pixelwerten ausgewählt wird, welches einen Abschnitt (404) des Übermaß-Streifens (402) repräsentiert, der im wesentlichen so breit ist wie das Originalbild, wobei die Auswahl dieses Segments (404) in der Weise erfolgt, daß der akkumulierte Fehler bezüglich des abgewinkelten idealen Rastermusters (302) minimiert wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Rastergeneratoreinrichtung (104 + 106; 810 + 814) derart betreibbar ist, daß der akkumulierte Fehler dadurch minimiert wird, daß eine Fehlerfunktion eines ausgewählten Abtastzeilensegments kombiniert wird mit derjenigen des vorausgehenden Abtastzeilensegments, um einen kleinsten kombinierten Fehler bezüglich des abgewinkelten idealen Rastermusters zu erzeugen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Rastergeneratoreinrichtung (104 + 106; 810 + 814) derart betreibbar ist, daß jedes der Abtastzeilensegmente aus einer vorbestimmten Mehrzahl von Abtastzeilensegmenten abhängig davon ausgewählt wird, welches Segment den kleinsten kombinierten Fehler hervorruft.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, bei der die Fehlerfunktion die Berechnung eines Fehlervektors zwischen der räumlichen Position eines Startpixelpunkts in einem Segment und dem entsprechenden Punkt in dem abgewinkelten idealen Rastermuster beinhaltet.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der der Fehlervektor im transformierten UV-Raum berechnet wird.

20. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Rastergeneratoreinrichtung (810 + 814) einen Speicher (814) enthält, in welchem die Folge von Pixelwerten in einer Folge von Adressen gespeichert ist, und die Rastergeneratoreinrichtung (810 + 814) derart betreibbar ist, daß die Auswahl jedes Segments dadurch vorgenommen wird, daß ein Adressenversatz (802) in dem Speicher ausgewählt wird und das Holen von Pixelwerten aus einer Anzahl von Adressen beginnend mit dem Versatz und entsprechend der gegebenen Breite des Originalbildes erfolgt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Rastergeneratoreinrichtung (104 + 106; 810 + 814) derart betreibbar ist, daß die digitale Version erzeugt wird als eine Mehrzahl von Sequenzen aus Pixelwerten, die jeweils einen Übermaß-Streifen repräsentieren, der sich in der gegebenen Richtung über einen anderen Abschnitt des abgewinkelten idealen Rastermusters hinwegerstreckt und eine größere Breite besitzt als das Originalbild in der gegebenen Richtung, und das Rastermuster für jede Abtastzeile der Sequenz von Abtastzeilen dadurch erzeugt wird, daß ein Segment aus einer der mehreren Sequenzen von Pixelwerten ausgewählt wird, wobei dieses Segment einen Abschnitt des Übermaß-Streifens darstellt, der im wesentlichen genauso breit ist wie das Originalbild, und wobei die Auswahl des Segments der einen Sequenz von Pixelwerten in der Weise erfolgt, daß der akkumulierte Fehler in Bezug auf das abgewinkelte ideale Rastermuster minimiert wird.

22. Vorrichtung zum Generieren einer digitalen Version eines idealen Rastermusters mit einer Soll-Rasterwinklung bezüglich einer gegebenen Richtung und einer Soll-Rasterlinierung, um im Zuge eines Halbtonprozesses verglichen zu werden mit einem Originalbild, welches eine gegebene Breite in der gegebenen Richtung aufweist, gekennzeichnet durch:

eine Rastergeneratoreinrichtung (104 + 106; 810 + 814), die betreibbar ist, um eine Sequenz von Pixelwerten zu generieren, die einen Übermaß-Streifen (402) darstellt, welcher sich in der gegebenen Richtung erstreckt, und dessen Breite in der gegebenen Richtung größer als die gegebene Breite ist; und um eine Folge von Segmenten der Sequenz auszuwählen, die jeweils einen Abschnitt des Übermaß-Streifens darstellen, dessen Breite im wesentlichen der gegebenen Breite entspricht;

wobei die Folge von Segmenten nach Maßgabe der Soll-Rasterwinklung und der Soll-Rasterlimerung derart ausgewählt wird, daß ein digitales Rastermuster für zumindest eine Gruppe von Abtastzeilen zum Abtasten eines Originalbildes in der gegebenen Richtung erhalten wird und jedes Abtastzeilensegment derart ausgewählt wird, daß der akkumulierte räumliche Fehler bezüglich des idealen Rastermusters mit der Soll-Rasterwinklung und -linierung minimiert wird.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der die Rastergeneratoreinrichtung (104 + 106; 810 + 814) betreibbar ist, um den akkumulierten Fehler dadurch zu minimieren, daß eine Fehlerfunktion eines ausgewählten Abtastzeilensegments kombiniert wird mit derjenigen des vorhergehenden Abtastzeilensegments, um einen kleinsten kombinierten Fehler bezüglich des abgewinkelten idealen Rastermusters zu erzeugen.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, bei der die Rastergeneratoreinrichtung (104 + 1096; 810 + 814) derart betreibbar ist, daß jedes der Abtastzeilensegmente ausgewählt wird aus einer vorbestimmten Mehrzahl von Abtastzeilensegmenten abhängig davon, welches Segment den kleinsten kombinierten Fehler erzeugt.

25. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, bei der die Fehlerfunktion die Berechnung eines Fehlervektors zwischen der räumlichen Position eines Anfangspixelpunkts in einem Segment und dem entsprechenden Punkt in dem abgewinkelten idealen Rastermuster beinhaltet.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, bei der der Fehlervektor in einem transformierten UV-Raum berechnet wird.

27. Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der die Rastergeneratoreinrichtung (810 + 814) einen Speicher (814) aufweist, in welchem die Sequenz von Pixelwerten in einer Reihe von Adressen gespeichert wird, und die Rastergeneratoreinrichtung (810 + 814) derart betreibbar ist, daß die Auswahl jedes Segments dadurch erfolgt, daß ein Adressenversatz (802) in dem Speicher ausgewählt wird und das Holen von Pixelwerten aus einer Anzahl von Adressen entsprechend der gegebenen Breite erfolgt, beginnend bei dem Versatz.

28. Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der die Generatoreinrichtung (104 + 106; 810 + 814) derart betreibbar ist, daß mehrere Sequenzen von Pixelwerten generiert werden, die jeweils einen Übermaß- Streifen darstellen, der sich in der gegebenen Richtung über einen anderen Abschnitt des idealen abgewinkelten Rastermusters hinwegerstreckt und eine größere Breite als die gegebene Breite besitzt, und die digitale Version für jede Abtastzeile einer Folge von Abtastzeilen zum Abtasten eines Originalbildes in der gegebenen Richtung dadurch generiert wird, daß ein Segment aus einer von mehreren Sequenzen von Pixelwerten ausgewählt wird, welches einen Abschnitt des Übermaß-Streifens repräsentiert, der im wesentlichen so groß ist wie die gegebene Breite, und derart ausgewählt wird, daß der akkumulierte räumliche Fehler bezüglich des idealen Rastermusters mit der Soll-Rasterwinklung und der Soll-Rasterlinierung minimiert wird.