DE69309571T2

DE69309571T2 - Fehlerdiffusion hoher Adressierbarkeit und minimaler Markengrösse

Info

Publication number: DE69309571T2
Application number: DE69309571T
Authority: DE
Inventors: Reiner Eschbach
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1997-11-27
Anticipated expiration: 2013-07-27
Also published as: US5374997A; JPH06113124A; EP0581561A3; DE69309571D1; EP0581561A2; EP0581561B1

Description

Diese Erfindung betrifft das Quantisieren von Graubildsignalen mit hoher Adressierbarkeit, wobei nicht auf das Drucken einzelner kleiner Marken ausgelegte Druckverfahren unterstützt werden, indem die Ausgabe veranlaßt wird, eine minimale Punktgröße bei gleichbleibender Graudichte beizubehalten.
Farb- oder Schwarzweißbildinformationen werden gewöhnlich in einem Bitmap-Format erzeugt, bei dem das Bitmap eine Mehrzahl von Graustufenpixel, d.h. über digitale Werte definierte Pixel, enthält, wobei jeder Wert eine Graustufe aus einer Anzahl von Graustufen repräsentiert. In einem 8-Bit-System sind es also 256 Graustufen oder 256 Farben, wobei jede Stufe eine Zunahme von Grau zwischen Schwarz und Weiß repräsentiert. Bei Farb-Bitmaps, bei denen die drei Grundfarben oder Auszüge jeweils 256 Informationsstufen enthalten, können durch einen Grau-Bitmap mehr als 16 Millionen Farben definiert werden.
Gewöhnlich können Bitmaps mit einem derartigen Graustufenformat nicht von Standarddruckern gedruckt werden. Standarddrucker drucken nur eine begrenzte Anzahl von Stufen, im binären Fall entweder einen Punkt oder keinen Punkt, oder eine begrenzte Anzahl von Stufen, die mit dem Punkt assoziiert sind, zum Beispiel vier in einem quaternären Fall. Dementsprechend ist es nötig, die Graustufenbilddaten auf eine begrenzte Anzahl von Stufen zu reduzieren, damit sie gedruckt werden können. Neben Grausstufeninformation, die durch Scannen erhalten wird, erzeugen bestimmte Verfahrenstechniken, wie zum Beispiel in EP-A-0 481 812 (Eschenbach), Graustufenpixelwerte, die eine Konvertierung auf einen begrenzten Satz "legaler" Werte oder Ausgabewerte erfordern.
Bei Drucksystemen mit hoher Adressierbarkeit oder Pulsweitenmodulation wird im Gegensatz zu hochauflösenden Systemen eine feine räumliche Adressierung in mindestens einer Richtung (gewöhnlich die Quer- oder Schnellscanrichtung) mit gleichzeitig einem relativ groben Punkt verwendet. Ein hochauflösendes System kann mit 24 x 24 Punkten pro mm operieren, wobei ein Punkt ¹/&sub2;&sub4; x ¹/&sub2;&sub4; mm² beträgt.
Im Gegensatz dazu kann ein System mit hoher Adressierbarkeit mit 16 x 64 Punkten pro mm operieren, wobei ein Punkt ¹/&sub1;&sub6; x ¹/&sub1;&sub6; mm² beträgt. Ein derartiges System mit hoher Adressierbarkeit kann einen Punkt oder eine Marke erzeugen, die ¹/&sub1;&sub6; x ¹/&sub1;&sub6;, ¹/&sub1;&sub6; x &sup5;/&sub6;&sub4;, ¹/&sub1;&sub6; x &sup6;/&sub6;&sub4;, ¹/&sub1;&sub6; x &sup7;/&sub6;&sub4; mm usw. beträgt. Eine derartige Anordnung stellt eine Verbesserung gegenüber einem Standarddrucker da, der mit ¹/&sub1;&sub6; x ¹/&sub1;&sub6;, ¹/&sub1;&sub6; x ²/&sub1;&sub8;, ¹/&sub1;&sub6; x ³/&sub1;&sub6;, ¹/&sub1;&sub6; x &sup4;/&sub1;&sub6; mm² druckt.
Ein gewöhnlich als Fehlerdiffusion bezeichnetes Verfahren, das Graubilder zu binären Bildern oder Bildern mit einer andern Anzahl von Stufen konvertiert, wobei es versucht, die lokale optische Dichte beizubehalten, geht zum Beispiel aus "Adaptive Algorithm for Spatial Greyscale" von Floyd und Steinberg, Proceedings of the SID 17/2, 75-77 (1976) hervor (im folgenden: "Floyd und Steinberg"). Ein weiteres komplizierteres aus US-A-5 045 952 hervorgehendes Verfahren, das vom Erfinder Eschbach auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, gibt eine bildabhängige Kantenkontrastierung in einem Fehlerdiffusionsverfahren an. Zusätzliche Modifikationen des aus Floyd und Steinberg hervorgehenden Fehlerdiffusionsalgorithmus sind vorgeschlagen worden: zum Beispiel eine andere Bewertungsmatrix, wie sie zum Beispiel hervorgeht aus "A Survey of Techniques for the Display of Continuous Tone Pictures on Bilevel Displays" von Jarvis et al., Computer Graphics and Image Processing, Vol. 5, pp. 13-40 (1976), und in "MECCA - A Multiple-Error Correction Computation Algorithm for Bi-Level Image Hardcopy Reproduction" von Stucki, IBM Res. Rep. RZ1060 (1981). Modifikationen der Fehlerberechnung und Wertzuordnung gehen zum Beispiel hervor aus US-A-4 924 322 (Kurosawa et al.), US-A-4 339 774 (Temple) und US-A-4 955 065 (Ulichney). Andere Fehlerdiffusionsverfahren enthalten die in EP-A-0 481 812 und in unserer Parallelanmeldung EP-A-0 531 170 beschriebenen. Eine weitere Modifikation des Fehlerdiffusionsverfahrens geht hervor aus Billotet-Hoffmann und Bryngdahl, Proceedings of the SID, Vol. 24/3, (1983), pp. 253-258 (im folgenden Billotet-Hoffmann und Bryngdahl). Eine Rastermatrix wird als sich wiederholender Satz von Schwellwerten für die Fehlerdiffusion verwendet, um die Probleme mit ungewünschten Mustern abzuschwächen, die generell durch den Fehlerdiffusionsalgorithmus erzeugt werden. Ein anderes Verfahren, das eine Rastermatrix mit großem Dynamikbereich zusammen mit einem randkontrastrierten Fehlerdiffusionsalgorithmus verwendet, geht aus EP-A-0 544 511 hervor.
Eine Fehlerdiffusion bemüht sich, das Grau beizubehalten, indem sie die Konvertierung von Graubildsignalen zu binären oder anderswertigen Bildsignalen auf einer Pixel-für-Pixel-Basis vornimmt. Das Verfahren untersucht jedes Bildsignal in bezug auf einen Schwellwert oder einen Satz von Schwellwerten, und ein Differenzsignal, das die Differenz in der optischen Dichte zwischen dem modifizierten Eingabebildsignal und dem Ausgabebildsignal repräsentiert, wird einem vorbestimmten Wertungsschema entsprechend weitergeleitet und einer ausgewählten Gruppe oder einem Satz von benachbarten Pixel hinzugefügt.
Ein bei der Verwendung von Standard-Fehlerdiffusionsalgorithmen für Druckanwendungen auftretendes Problem ist die Erzeugung einer großer Anzahl von vereinzelten schwarzen und/oder weißen Pixel, die von vielen Typen von Druckern nicht gedruckt werden können. Das Problem ist auch beim Drucken mit hoher Adressierbarkeit vorhanden. Beim Drucken mit hoher Adressierbarkeit bilden jedoch eine große Anzahl von Pixel mit hoher Adressierbarkeit in einer Abtastlinie zusammen einen Punkt in der Größe eines einzelnen Pixel beim Standarddrucken. Während außerdem die Daten zum Beispiel eine kleine Gruppe von Pixel mit dazwischen eingestreuten schwarzen und weißen Pixel mit hoher Adressierbarkeit darstellen können, wird diese Unterscheidung aufgrund der überlappenden Beschaffenheit der Pixel mit hoher Adressierbarkeit nicht gedruckt. Information kann also verloren gehen.
Ein Verfahren zur Lösung dieses Problems der Druckbarkeit beim Standarddrucken (Drucken ohne hohe Adressierbarkeit) geht aus US-A-4 654 721 (Goertzel) hervor, wo ein Verfahren zum Konvertieren eines echten Halbtonbildes in ein zweistufiges Pixelbild gezeigt wird. Der in einer Halbtonzelle erzeugte Gesamtfehler wird auf eine vorbestimmte Anzahl von benachbarten Halbtonzellen verteilt. Auf diese Weise werden druckfähige Bilder erzeugt, während der Bildeinschnürungsbildfehler reduziert wird, indem zwischen vorgegebenen Ausgabepunktmustern gewechselt wird. Wegen eines diesem Verfahren anhaftenden Mangels an Teilpunkten, der sich als Schärfeverust äußert, sind Kantenerkennung und Kontrastierung enthalten. Siehe auch "Digital Halftoning in the IBM 4250 Printer" von Goertzel et al. (Goertzel), IBM J. Res. Develop., Vol. 31, No. 1, January, 1987, pp. 2-15.
Der vorliegenden Erfindung gemäß wird ein Quantisierungsverfahren angegeben, bei dem ein Bildsignal mit hoher Adressierbarkeit, das mit einer aus einer großen Anzahl möglicher Stufen optischer Dichte definiert ist, neu mit einer aus einer kleineren Anzahl von Stufen optischer Dichte definiert wird, wobei eine minimale Anzahl von Bildsignalen in einer Linie stets denselben optischen Dichtewert aufweisen.
Der vorliegenden Erfindung gemäß werden Bildsignale mit hoher Adressierbarkeit, die jeweils ein Pixel mit hoher Adressierbarkeit in einem Bild repräsentieren, wobei das Signal eine aus einer relativ großen Anzahl von Signalstufen aufweist, durch ein Fehlerdiffusionsquantisierungsverfahren geleitet für die Konvertierung des Signals zu einer aus einer relativ kleinen Anzahl von Stufen. Jedes Signal wird durch ein entsprechend bewertetes Fehlerkorrekturtermsignal oder durch Signale von zuvor verarbeiteten Bildsignalen modifiziert, wodurch ein modifiziertes Bildsignal erzeugt wird. Dieses modifizierte Bildsignal wird mit einem Schwellwert verglichen (oder einer Anzahl von Schwellwerten oder Abstandsgrößen) um ein vorläufiges Ausgabesignal zu erhalten, das eine kleinere Anzahl von Stufen aufweist. Das vorläufige Ausgabesignal wird an eine Ausgabe geleitet, wenn es dieselbe Stufe aufweist wie das vorhergehende Signal. Wenn das vorläufige Ausgabesignal nicht dieselbe Stufe wie das vorhergehende Ausgabesignal aufweist, wird das vorläufige Ausgabesignal nur dann zu der Ausgabe geleitet, wenn das vorhergehende Signal eines aus einer benachbarten Gruppe einer vorbestimmten Anzahl von gleichen Stufensignalen war. Andernfalls wird der vorhergehende Ausgabewert zu der Ausgabe geleitet. Das aktuelle Ausgabesignal wird dann mit dem modifizierten Eingabesignal verglichen, um ein Fehlersignal für die Diffusionsrückkoplungsschleife zu erhalten, die die Graudichte aufrechterhält.
Entsprechend eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung kann das obenstehende Verfahren realisiert werden, indem ein Zähler vorgesehen wird, der von 1 bis N zählt wenn er aktiviert wird. Immer wenn N erreicht wird, gibt der Zähler ein ENABLE-Signal zu einem Ausgabebestimmer weiter. Der Ausgabebestimmer erzeugt, wenn er aktiviert wird, ein Ausgabesignal, das mit dem Wert des vorhergehenden Ausgabesignals identisch ist. Bei Feststellung eines Übergangswechsels leitet der Ausgabebestimmer ein COUNTER START-Signal zu dem Zähler weiter, damit dieser rückstellt und erneut von 1 bis N zu zählen beginnt, wobei der Einfachheit halber angenommen wird, daß die Anzahl der erforderlichen benachbarten Pixel mit hoher Adressierbarkeit für alle Ausgabezustände gleich ist. Obwohl ein Übergang in den Werten Bn,l aufgetreten sein kann, während der Zähler von 1 bis N zählt, werden derartige Übergänge ignoriert bis der Übergangswechsel wieder durch die Zähler-ENABLE-Eingabe aus dem Ausgabebestimmer freigegeben wird. Optische Dichtefehler, die aus dem Ignorieren der Übergänge resultieren, werden jedoch an das Bild rückgeführt.
Entsprechend eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung, kann N entsprechend der Stufe des gegenwärtigen Satzes von Ausgabesignalen und dem Ausgabeprozeß entsprechend variiert werden.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Vorbereiten eines die optische Dichteantwort repräsentierenden Bildsignals angegeben, das eine Auflösung von m Punkten pro Längeneinheit mal n Punkten pro Längeneinheit und eine Punktgröße aufweist, die größer ist als 1/m x 1/n, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt, an denen das Bild definiert wird: Erhalten eines Bildsignals mit hoher Adressierbarkeit, das eine Auflösung von m x n und eine von c Stufen aufweist, an einer Eingabe zum Drucken an einem Ausgabegerät mit hoher Adressierbarkeit, das eine Auflösung von m x n an einer von d Stufen aufweist, wobei c > d; Modifizieren des Bildsignals, um vorhergehenden Verarbeitungsfehlern mit einem Feherkorrektursignal oder Signalen von zuvor verarbeiteten Bildsignalen Rechnung zu tragen und dadurch ein modifiziertes Bildsignal zu erzeugen; Erzeugen eines vorläufigen Ausgabesignals in einer von d Stufen, dem Vergleich des modifizierten Bildsignals mit einem Schwellwertsignal entsprechend; Weiterleiten eines Ausgabesignals mit einer von d Stufen an ein Ausgabegerät mit hoher Adressierbarkeit als kombinierte Funktion des vorläufigen Ausgabesignals, eines unmittelbar vorhergehenden Ausgabesignals und einer gezählten Anzahl von Ausgabesignalen seit der letzten Abweichung eines Ausgabesignals von einer aktuellen Stufe; Speichern eines Fehlersignals in einer Fehlertermspeichereinrichtung, das eine der Differenz zwischen dem Ausgabesignal und dem modifizierten Bildsignal gleiche Stufe aufweist; und Bestimmen eines Fehlerkorrektursignals oder von Fehlerkorrektursignalen als gewichteten Teil des gespeicherten Fehlersignals, damit es bei der Modifikation wenigstens eines folgenden Bildsignals verwendet wird.
Die vorliegende beschriebene Erfindung unterbindet das Auftreten von einzelnen, isolierten Pixel (siehe diesbezüglich auch Art. 54 (3) EPC-Dokument EP-A-0 544 511 (Eschbach)) oder Marken, die unterhalb einer minimalen Größe für den Druckprozeß liegen. Von dem Bild erforderte Übergänge zwischen Stufen treten nur auf, wenn die vorhergehenden Marken für den Druckprozeß groß genug sind. Ein durch diesen Prozeß erzeugter Fehler wird an das Bild zurückgeführt, um die Graudichte beizubehalten.
Diese und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus den folgenden Beschreibungen ersichtlich, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen veranschaulichen, wobei
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Grundsystems zum Ausführen der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 ein Flußdiagramm ist, das die Abfolge der Operationen des Standes der Technik zeigt; und
Fig. 3A, 3B und 3C zusammen ein Flußdiagramm bilden, das die Abfolge der Operationen zeigt, die die Erfindung ausführen.
Mit Bezug auf die Zeichnungen, die lediglich eine Ausführungsform der Erfindung beschreiben und die Erfindung nicht einschränken, wird in Fig. 1 ein Grundsystem zum Ausführen der vorliegenden Erfindung gezeigt. Im vorliegenden Fall werden Graustufenbildsignale von der Bildeingabe 8 eingegeben, die jeweils in einer bestimmten Stufe oder optischen Dichte in einem Satz von optischen Dichtestufen definiert sind, wobei die Anzahl der Mitglieder in dem Satz von Stufen größer ist, als für eine Ausgabeanforderung gewünscht. Jedes Signal wird wie im folgenden beschrieben verarbeitet, um die Signale in den Termen eines neuen kleineren Satzes von Signalstufen neu zu definieren. Farbbilder können durch Bildsignale in einer Anzahl von voneinander unabhängigen Kanälen, oder in Auszügen, die voneinander unabhängig behandelt werden, oder als Vektordaten in einem vordefinierten Farbraum, z.B. RGB, CIELab usw., die Vektoroperationen bei "Thresholding", Fehlerberechnung und -korrektur unterzogen werden, repräsentiert werden. Ein gewöhnlicher Fall bei diesem Verfahren enthält die Konvertierung von Daten mit einem relativ großen Satz von Graustufensignalen zu einem von zwei legalen oder erlaubten Bin-Werten zum Drucken mit einem binären Drucker. Ein weiterer Fall stellt die Konvertierung von Daten aus einem relativ großen Satz von als rot, grün und blau oder zyanblau, magenta, gelb und schwarz ausgedrückten Farbdaten zu einem von fünf erlaubten Bin-Werten zum Drucken dar, wie in EP-A-0 531 170 beschrieben.
Graustufensignale, wie sie hier verwendet werden, sind digitale Signale, die mehr als zwei Stufen optischer Dichte in einem diskreten Bereich des Bildes repräsentieren. Derartige Signale sind von binären Signalen zu unterscheiden, die Schwarz oder Weiß, eine Farbe oder keine Farbe, in einem diskreten Bereich des Bildes repräsentieren.
Die zu Beginn am Eingang 8 empfangenen Signale sind Bildsignale mit hoher Adressierbarkeit. In Systemen mit hoher Adressierbarkeit wird im Unterschied zu hochauflösenden Systemen eine feine räumliche Adressierung in einer Richtung verwendet (gewöhnlich die Quer- oder Schnellscanrichtung), während ein relativ grober Punkt gedruckt wird. Ein hochauflösendes System kann mit 24 x 24 Punkten pro mm operieren, wobei ein Laserpunkt ¹/&sub2;&sub4; x ¹/&sub2;&sub4; mm² beträgt. Im Gegensatz dazu kann ein System mit hoher Adressierbarkeit für einen elektrofotografischen Drucker mit 16 x 64 Punkten pro mm operieren, wobei ein Laserpunkt ¹/&sub1;&sub6; x ¹/&sub1;&sub6; mm² beträgt. Ein derartiges System mit hoher Adressierbarkeit kann einen Punkt oder eine Marke erzeugen, die ¹/&sub1;&sub6; x ¹/&sub1;&sub6;, ¹/&sub1;&sub6; x &sup5;/&sub6;&sub4;, ¹/&sub1;&sub6; x &sup6;/&sub6;&sub4;, ¹/&sub1;&sub6; x &sup7;/&sub6;&sub4; mm usw. beträgt. Eine derartige Anordnung stellt eine Verbesserung gegenüber einem Standarddrucker da, der mit ¹/&sub1;&sub6; x ¹/&sub1;&sub6;, ¹/&sub1;&sub6; x ²/&sub1;&sub6;, ¹/&sub1;&sub6; x ³/&sub1;&sub6;, ¹/&sub1;&sub6; x &sup4;/&sub1;&sub6; mm² druckt. Während Drucksysteme mit hoher Adressierbarkeit nicht auf Laserdrucker beschränkt sind, sind derartige Drucker der gebräuchlichste Typ bei Drucksystemen mit hoher Adressierbarkeit, da die Systeme von der inhärenten Möglichkeit Gebrauch machen, den Laser in der Quer- oder Schnellscanrichtung mit einer hohen Taktrate zu modulieren.
Ein Eingabebild, das wie im folgenden beschrieben verarbeitet werden soll, kann durch einen Satz von Grausignalen (Graustufenpixel) in einer Matrix von I Linien angeordnet sein, die jeweils n Grausignale enthalten. Grausignale werden gewöhnlich als ganzzahlige Werte ausgedrückt, die ein digitales Maß der optischen Dichte darstellen, wobei ein Beispiel in den Bereich von 0 bis 255 fällt, obwohl größere oder geringere Anzahlen von Stufen, ebenso wie nicht-ganzahlige Repräsentationen möglich sind. Ein Ausgabebild soll aus Bildsignalen bestehen, die jeweils einem Ausgabeelement entsprechen, das von einem digitalen Drucker oder einer Anzeige gedruckt wird. In Systemen mit hoher Adressierbarkeit können die Punkte in der Schnellscan- oder Querrichtung überlappen. Kleine Punkte, schwarz oder weiß, die jeweils von schwarzen oder weißen Pixel umgeben sind, sind mit elektrofotografischen Geräten schwer zu drucken.
In Fig. 1 leitet eine gespeicherte Folge von Eingabebildsignalen 8 aus einem beliebigen Bild, einschließlich einem gescannten Bild oder einer mit dem Computer erzeugten Repräsentation, ein Eingabebild I auf einer signalweisen Basis in das System, wobei n,l die Position eines Bildsignals In,l in einem Fluß von Bildsignalen repräsentiert. In,l bezieht sich in dieser Beschreibung sowohl auf das Signal, das im Bildsignalfluß bei n,l positioniert ist, wie auf die optische Dichte oder die Dichte des Bildsignals an der Position n,l. Jedes Eingabesignal weist ein entsprechendes Fehlerkorrektursignal &epsi; auf, das dem Bildsignal In,l bei dem Addierer 10 hinzugefügt wird, wobei &epsi;n,l eine Summe gewichteter Fehlerkorrektursignale vorhergehender In,l hinzuzufügender Pixel ist, woraus ein modifiziertes Bildsignal resultiert, das vorübergehend in Block 12 gespeichert wird. Das modifizierte Bildsignal, die Summe der Eingabebildsignale und der Fehlerkorrektursignale vorhergehender Pixel (In,l+ &epsi;n,l) wird an den Schwellwertvergleicher 14 weitergeleitet. Das modifizierte Bildsignal wird mit dem Schwellwert Tn,l verglichen, um ein entsprechendes Ausgabesignal Bn,l für den Pixel In,l, wie zum Beispiel bei einem binären Ausgabebild einen Punkt oder keinen Punkt, zu bestimmen. Tn,l kann einem Rastermuster, einem Kantenkontrastierungsschema oder einem anderen schwellwertvariierenden Schema entsprechend variieren. Wenn das Ausgabesignal Bn,l, wie nachstehend näher erläutert, bestimmt ist, wird das Bildsignal zu dem Ausgabebildspeicher 16 für die abschließende Übertragung an einen Druckpuffer oder ähnliches entlang der Leitung 18 geleitet. Der Wert des Signals Bn,l wird von dem modifizierten Bildsignal (In,l + &epsi;n,l) subtrahiert, um ein Fehlertermsignal &epsi;m aus dem Signal In,l zu erzeugen. Die Subtraktionsoperation wird repräsentiert durch den Vorzeichenwechselblock 20 und den nachfolgenden Addierer 22 mit dem Fehlertermsignal &epsi;m, das die Differenz zwischen dem modifizierten Bildsignal (In,l + &epsi;n,l) und dem Ausgabesignal Bn,l repräsentiert, das in dem Fehlerbruchbestimmungsblock 24 gespeichert wird, wo gewichtete Teile des Fehlerterms &epsi;m berechnet und dazu verwendet werden, den Fehlerverzögerungspuffer 28 zu aktualisieren.
Um entsprechend der vorliegenden Erfindung Bn,l zu bestimmen, werden nach dem "Thresholding" vorläufige Ausgabesignale B'n,l zu dem Zähler 40 geleitet, der, wenn er aktiviert ist, von 1 bis zu einer ausgewählten Zahl N zählt. Wenn er N erreicht, erzeugt der Zähler 40 einen Freigabeimpuls TRANEN für den Ausgabebestimmer 42. Der Ausgabebestimmer 42 leitet, wenn er aktiviert ist, das vorläufige Ausgabesignal B'n,l zu dem Ausgabebildspeicher 16. Dabei vergleicht der Ausgabebestimmer 42 jedes Pixel mit seinem Vorgänger, um zu bestimmen, ob ein Übergang von einer Stufe zu einer anderen aufgetreten ist. Bei einem binären System tritt ein Übergang auf, wenn das Bildsignal B'n,l von einem ersten Zustand, durch 1 oder ON repräsentiert, zu einem zweiten Zustand, durch 0 oder OFF repräsentiert, wechselt, oder umgekehrt. Wenn der Ausgabebestimmer 42 in seinem aktivierten Zustand einen Übergang von einem ersten zu einem zweiten Zustand feststellt, erzeugt er ein Zählerstartimpuls CSTART, damit der Zähler 40 beginnt, von 0 bis 1-N zu zählen, wodurch die Eingabe TRANEN des Ausgabebestimmers deaktiviert wird. Die Ausgabe des Ausgabebestimmers 42 wird nun bei einem zweiten Zustand gehalten bis der Zähler 40 die Eingabe TRANEN aktiviert und ein Übergang in B'n,l festgestellt wird, worauf die Ausgabe geändert wird und ein Startimpuls zu dem Zähler weitergegeben wird. Der Ausgang des Ausgabebestimmers 42 ist mit dem Ausgabebildspeicher 16 verbunden für die abschließende Übertragung zu einem Druckpuffer entlang der Leitung 18. Selbstverständlich kann der Zustand zu Beginn eines Bildes am Ausgabebestimmer auf 0 oder OFF gesetzt werden und der Zähler aus einem aktivierten Zustand zu zählen beginnen.
Es ist zu beachten, daß in dem obigen Beispiel von einer gleichen Anzahl von benachbarten Pixel mit hoher Adressierbarkeit für alle Ausgabezustände ausgegangen wurde. Bei tatsächlichen Implementierungen können verschiedene Anzahlen auftreten, zum Beispiel: N&sub0; und N&sub1; für den binären Wert N&sub1; mit 0 ≤ i < Anzahlen von möglichen Ausgabezuständen.
Der Wert N wird aufgrund einer minimalen gewünschten Punktgröße ausgewählt, und kann den verwendeten Druckprozeß widerspiegeln. Wenn zum Beispiel eine minimale Punktgröße von 2 Pixel in einem K x K Standardprozeß erforderlich ist, gibt N in einem ähnlichen System mit hoher Adressierbarkeit, das mit K x 4K operiert, diese Größe wieder, N ist dann 8. Generell entspricht die Zahl N nicht einer ganzen Zahl von Pixel in der Standardauflösung. In einer möglichen Ausführungsform kann der Wert von N für weiße Pixel und für schwarze Pixel verschieden sein. In einem gegebenen Beispiel kann N also 8 für schwarze Pixel und 6 für weiße Pixel betragen.
Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm, das die Schritte für das Quantisieren der Pixelwerte in einem aus einer Mehrzahl von Pixel gebildeten Bild zeigt, wobei jeder Pixel eine optische Dichte des Bildes an einer Stelle des Bildes repräsentiert und eine damit assoziierte originale optische Dichte aufweist, die aus einem Satz von c originalen optischen Dichtewerten ausgewählt ist, der eine Anzahl von Mitgliedern aufweist, die größer ist als ein gewünschter Ausgabesatz von d optischen Dichtewerten, wobei die Schritte 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170 und 180 ein Standardfehlerdiffusionsverfahren zum Erhalten einer binären Bildausgabe aus einer Graubildeingabe darstellen: 110) Erhalten eines Bildsignals mit einer Graustufe in,l; 120) Addieren eines Fehlerterms &epsi;n,l aus dem Fehlerverzögerungsspeicher zu dem Bildsignal In,l; 130) Speichern des Bildsignals In,l + &epsi;n,l als modifiziertes Bildsignal; 140) "Thresholding" des modifizierten Bildsignals mit dem Signal Tn,l, um ein vorläufiges Ausgabesignal B'n,l zu erhalten und Weiterleiten von Bn,l zu der Ausgabe, wobei der Schwellwert Tn,l eine Konstante sein kann oder entsprechend eines der genannten Schemata variieren kann; 150) Wechseln des Vorzeichens oder der Polarität des Ausgabesignals Bn,l; 160) Addieren des Signals -Bn,l zu In,l + &epsi;n,l um einen Quantisierungsfehler &epsi;m zu erhalten; 170) Bestimmen des gewichteten Fehlers für jedes der gegenwärtig nicht verarbeiteten Pixel, zu dem ein Fehler in der Quantisierung des Bildsignals In,l weitergeleitet werden soll; und 180) Aktualisieren eines Fehlerspeichers oder -puffers, der die Fehler speichert, die in Schritt 120 zu den späteren Pixel addiert werden. Dabei ist der mit den Schritten 170 und 180 assoziiert gezeigte nicht-verarbeitete Satz von Pixel {In+1,l, In-1, I+1, In,l+1, In+1,l+1} ein gewöhnlicher Satz für die Fehlerdiffusion, andere Sätze sind jedoch ebenfalls möglich und als in dieser Beschreibung enthalten zu betrachten.
Der vorliegenden Erfindung gemäß und in den Fig. 3A-C gezeigt, sind die Schritte 140 und 150 der Fig. 3 voneinander getrennt und wird die Ausgabe aus Schritt 140 als vorläufiges Ausgabesignal B'n,l zu dem in Fig. 3B gezeigten Ausgabebestimmungsschritt 200 in Schritt 202 weitergegeben. Es ist zu beachten, daß das Signal B'n,l in dem Beispiel entweder 1 oder 0, also einen der beiden Mitglieder des binären Satzes von Ausgabewerten beträgt. Bei Schritt 220 ist das vorläufige Ausgabesignal dem vorhergehenden Ausgabesignal gleich, die aktuelle Ausgabe wird bei Schritt 240 der vorläufigen Ausgabe identisch gesetzt. Darauf wird der Zähler des gegenwärtigen Zustands in Schritt 250 erhöht und die aktuelle Ausgabe wird zu Schritt 270 weitergeleitet, um in die Berechnung durch Schritt 150 in Fig. 3A einbezogen zu werden. Wenn ein Übergang bei Schritt 220 aufgetreten ist, dann bestimmt Schrift 230, ob der Übergang von dem in Fig. 3C gezeigten Zählerschritt 300 freigegeben ist. Wenn festgestellt wird, daß ein Übergang nicht freigegeben ist, dann wird die aktuelle Ausgabe in Schritt 241 auf die vorhergehende Ausgabe gesetzt. Der Zähler des gegenwärtigen Zustands wird in Schritt 250 wieder erhöht und die aktuelle Ausgabe wird zu Schritt 270 für die weitere Verwendung in Schritt 150 weitergegeben. Wenn ein Übergang durch den Zählerschritt 300 bei Schritt 230 freigegeben wurde, wird die aktuelle Ausgabe in Schritt 242 auf die vorhergehende Ausgabe gesetzt, der Zähler für den Zustand nach dem Übergang wird in Schritt 260 gestartet und die aktuelle Ausgabe wird wiederum zu Schritt 270 weitergeleitet. Fig. 3C zeigt eine Ausführung des Zählerschritts 300 mit den Eingaben "Erhöhen des aktuellen Zählers" aus Schritt 250 und "Rückstellen des Zählers" aus Schritt 260. Wenn bei Schritt 250 eine Eingabe erhalten wird, wird der aktuelle Zähler in Schritt 310 durch den aktuellen Zählerspeicher 320 bestimmt. Schritt 330 erhöht den aktuellen Zähler 335 LV1 oder LV2. Schritt 340 vergleicht den Wert des aktuellen Zählers mit der minimalen Anzahl NLVi von benachbarten Pixel mit hoher Adressierbarkeit, die für denselben Zustand benötigt werden und Schritt 350 setzt den Übergangsfreigabemerker auf "JA", wenn die in dem NLVi-Speicher gespeicherte minimale Anzahl erreicht ist. Andernfalls setzt der Schritt 360 den Übergangsfreigabemerker auf "NEIN". Wenn der Schritt 370 zum Ändern des aktuellen Zählers in Schritt 260 einen Zählerrückstellimpuls erhält, ändert er den Zustand des aktuellen Zählerspeichers 320. Außerdem wird der Zähler LVi durch den Zählerrückstellblock 380 auf seinen Startzustand gesetzt und der Übergangsfreigabemerker wird in Schritt 360 auf "NEIN" gesetzt. Der Übergangsfreigabemerker dient als Eingabe zu dem freigegebenen Übergangsschritt 230 der Fig. 3B.
Die vorliegende Erfindung wurde mit Bezug auf eine besondere Ausführung beschrieben. Modifikationen und Abänderungen werden anderen beim Lesen und Verstehen dieser Beschreibung in den Sinn kommen. Es ist zu beachten, daß unter dem bei dieser Erfindung verwendeten Term "Thresholding" andere Möglichkeiten einer Auswahl des Ausgabewertes für die optische Dichte zu verstehen sind.

Claims

1. Verfahren zum Vorbereiten eines die optische Dichte-Antwort eines Bildes repräsentierenden Bildsignals für die Ausgabe an eine Ausgabeeinrichtung mit hoher Adressierbarkeit, das eine Auflösung von m Punkten pro Längeneinheit mal n Punkten pro Längeneinheit und eine Ausgabepunktgröße aufweist, die größer als 1/m x 1/n ist, wobei das Verfahren umfaßt:

das Empfangen eines Bildsignals (In,l) mit hoher Adressierbarkeit an einer Eingabe (8), das eine Auflösung von m x n und einen von c Amplitudenwerten aufweist, für das Drucken an einer Ausgabeeinrichtung (19) mit hoher Adressierbarkeit mit einer Ausflösung von m x n und einem von d Amplitudenwerten, wobei c > d ist;

das Modifizieren (10) des Bildsignals, um vorhergehenden Verarbeitungsfehlern mit einem Fehelrkorrektursignal (&epsi;n,l) oder Signalen von zuvor verarbeiteten Bildsignalen Rechnung zu tragen, wodurch ein modifiziertes Bildsignal (In,l + &epsi;n,l) erzeugt wird (12);

das Erzeugen eines vorläufigen Ausgabesignals (B'n,l) in einem von d Amplitudenwerten mit dem Vergleich (14) des modifizierten Signals mit einem Schwellenwertsignal;

das Weiterleiten (42, 16) eines Ausgabesignals (Bn,l) mit einem von d Werten zu einer Ausgabeeinrichtung mit hoher Adressierbarkeit als eine kombinierte Funktion des vorläufigen Ausgabesignals, eines unmittelbar vorhergehenden Signals und einer gezählten Zahl (40) von Ausgabesignalen seit der letzten Abweichung eines Ausgabesignals von einem aktuellen Amplitudenwert;

das Speichern (28) eines Fehlersignals in einer Fehlertermspeichereinrichtung, das einen Ampltiudenwert aufweist, der der Differenz zwischen dem Ausgabesignal (Bn,l) und dem modifizierten Bildsignal (In,l + &epsi;n,l) gleich ist; und

Bestimmen (24) eines Fehlerkorrektursignals oder von Signalen, als gewichteter Teil des gespeicherten Fehlersignals, das bei der Modifikation wenigstes eines weiteren Bildsignals zu verwenden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die kombinierte Funktion des vorläufigen Ausgabesignals, des vorhergehenden Ausgabesignals und einer gezählten Zahl von Ausgabesignalen seit der letzten Abweichung eines Ausgabesignals von einem aktuellen Amplitudenwert enthält:

das Vergleichen des aktuellen Amplitudenwerts des vorläufigen Ausgabesignals mit dem Amplitudenwert eines unmittelbar vorhergehenden Ausgabesignals;

das Vergleichen der gezählten Zahl, die sich mit jedem Ausgabesignal seit der letzten Abweichung eines Ausgabesignals von einem aktuellen Amplitudenwert erhöht, mit einer gewählten Zahl N;

das Weiterleiten des vorläufigen Ausgabesignals zu der Ausgabeeinrichtung mit hoher Adressierbarkeit, wenn das vorläufige Ausgabesignal dem letzten Ausgabesignal gleich ist oder wenn die gezählte Zahl gleich oder größer ist als N; und

das Weiterleiten eines mit dem unmittelbar vorhergehenden Ausgabesignal identischen Ausgabesignals zu der Ausgabeeinrichtung mit hoher Adressierbarkeit, wenn das vorläufige Ausgabesignal nicht gleich dem letzten Ausgabesignal ist und die gezählte Zahl kleiner ist als N.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die gewählte Zahl N dem aktuellen Amplitudenwert entsprechend variiert.

4. Eine Vorrichtung zum Vorbereiten eines die optische Dichte-Antwort eines Bildes repräsentierenden Bildsignals für die Ausgabe an eine Ausgabeeinrichtung mit hoher Adressierbarkeit, das eine Auflösung von m x n Punkten pro Längeneinheit aufweist und eine Ausgabepunktgröße, die größer ist als 1/m x 1/n, mit

einer Eingabe (8), an die ein Bildsignal (In,l) mit hoher Adressierbarkeit gesendet wird, das eine Auflösung von m x n aufweist und mit einem von c Amplitudenwerten definiert ist, für das Drucken an einer Ausgabeeinrichtung (19) mit hoher Adressierbarkeit, die eine Auflösung von m x n aufweist und an einem von d Amplitudenwerten definiert ist, wobei c > d ist;

einem Signaladdierer (10), der das dorthin gesendete Bildsignal modifiziert, wobei er vorhergehenden Verarbeitungsfehlern mit einem Fehlerekenuungssignal (&epsi;n,l) oder Signalen von zuvor verarbeiteten, dorthin aus einem Fehlerverzögerungspuffer gesendeten Bildsignalen Rechnung trägt, und dadurch ein modifiziertes Bildsignal (In,l + &epsi;n,l) erzeugt (12);

einer Schwellenwerteinrichtung (14), die das Bildsignal mit wenigstens einem dorthin gesendeten Schwellenwertsignal vergleicht, und mit dem genannten Vergleich ein vorläufiges Ausgabesignal (B'n,l) an einem von d Amplitudenwerten vorsieht;

einer Einrichtung (42, 16) für das Weiterleiten eines Ausgabesignals (Bn,l) eines von d Werten zu einer Ausgabeeinrichtung mit hoher Adressierbarkeit als kombinierte Funktion des vorläufigen Ausgabesignals, eines unmittelbar vorhergehenden Signals und einer gezählten Zahl (40) von Ausgabesignalen seit der letzten Abweichung Ausgabesignals von einem aktuellen Amplitudenwert;

einem mit der genannten Signaleinrichtung verbundenen Signalinverter (20), der die Polarisation des Ausgabesignals ändert;

einem mit dem Signalinverter (20) und dem Signaladdierer (10) verbundenen Fehleraddierer (22), der die Differenz zwischen dem Ausgabesignal (-Bn,l) mit geänderter Polarität und dem modifizierten Bildsignal (In,l + &epsi;n,l) bestimmt;

einer mit dem Fehleraddierer verbundenen Einrichtung (24) für das Erzeugen von wenigstens einem Fehlerkorrektursignal als gewichtetem Teil des Fehlersignals; und

einem Fehlerverzögerungspuffer (28), der die Fehlerkorrektursignale (&epsi;n,l) für das darauffolgende Weiterleiten zu einem Fehleraddierer (10) entsprechend des zu dem Signaladdierer gesendeten Bildsignals speichert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die genannte Einrichtung für das Weiterleiten des Ausgabesignals zu der Ausgabeeinrichtung mit hoher Adressierbarkeit enthält:

einen 1-N Zähler, der mit jedem dorthin gesendeten Bildsignal nach dem Empfang eines Freigabesignals von 1 - N weiter zählt und ein Steuersignal erzeugt, wenn er N erreicht;

einen Ausgabebestimmer, der nach Empfang des Steuersignals von dem genannten 1-N-Zähler Wechsel zwischen Amplitudenwerten in aufeinander folgenden vorläufigen Ausgabesignalen feststellt und bei Feststellung eines Wechsels ein Freigabesignal für den genannten 1-N-Zähler erzeugt,

wobei der Ausgabebestimmer mit der Ausgabeeinrichtung mit hoher Adressierbarkeit und dem genannten Signalinverter verbunden ist und ein vorhergehendes Ausgabesignal wiederholt, wenn der 1-N-Zähler aktiviert ist, und den vorläufigen Ausgabewert zu der Ausgabeeinrichtung mit hoher Adressibiltität und dem Signalinverter sendet, wenn der 1-N-Zähler nicht aktiviert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5. bei der die gewählte Zahl N dem aktuellen Amplitudenwert entsprechend variiert.