NL9102165A - Inrichting voor het rasteriseren van beeldgegevens in contourvorm. - Google Patents

Description

Inrichting voor het rasteriseren van beeldgegevens in contourvorm

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het rasteriseren van beeldgegevens, die contouren van beelddelen omvatten, omvattende middelen voor het op grond van de beeldgegevens berekenen van het verloop van de contouren en het projekteren van genoemde contouren op een raster van pixels en middelen voor het toekennen van een binaire waarde aan de pixels in afhankelijkheid van hun ligging ten opzichte van de contouren onder gebruikmaking van een halfbitting effekt.

Dergelijke inrichtingen worden toegepast in weergave-inrichtingen, zoals printers, om digitale beeldgegevens om te zetten in een zichtbaar beeld. De digitale beeldgegevens zijn daarbij vaak beschikbaar in de vorm van contouren die de randen vormen van zwart weer te geven beelddelen. In de regel echter vormt een weergave-inrichting zijn zichtbare beeld door een denkbeeldig raster van beeldelementen, pixels genaamd, over het beeld te leggen en sommige pixels zwart en de overige pixels wit te kleuren. Het omzetten van contourgegevens in een patroon van zwarte en witte pixels wordt "rasteriseren" genoemd. Het raster van pixels is meestal orthogonaal en heeft dus twee onderling loodrechte hoofdrichtingen.

Bij het rasteriseren wordt aan pixels die geheel binnen een beelddeel zijn gelegen de ene binaire waarde, bijvoorbeeld 1, toegekend en aan de pixels die geheel buiten een beelddeel zijn gelegen de andere binaire waarde, in dit geval 0. Pixels die door de contour van een beelddeel worden doorsneden krijgen een waarde, die bij afdrukken van de gerasteriseerde beeldgegevens in een printer het verloop van die contour zo goed mogelijk benadert.

Een inrichting als genoemd in de aanhef is bekend uit de Europese octrooiaanvrage EP-A 0 406 956 van aanvraagster.

In de bekende inrichting wordt voor pixels, die op een contour zijn gelegen, de oppervlaktefraktie bepaald, die binnen een beelddeel ligt, en wordt, gaande langs de contour, voor steeds een volgend pixel de oppervlaktefraktie door afronding omgezet in een binaire waarde (0 of 1). De afrondfout die hierbij wordt gemaakt, of althans een getal dat op die afrondfout is gebaseerd, wordt doorgegeven naar het volgende pixel op de contour en daar bij de oppervlaktefraktie van dat pixel geteld, alvorens voor dat pixel een binaire waarde wordt berekend door afronding. Op deze wijze ontstaat op plaatsen waar de contour ongeveer evenwijdig aan een van de twee hoofdrichtingen van het pixelraster loopt en daarbij een aantal aaneensluitende pixels doorsnijdt, een tandenstruktuur: de door de contour doorsneden pixels krijgen afwisselend, bijvoorbeeld om en om, de waarden 0 en 1, terwijl ze aan een zijde worden geflankeerd door pixels die alle de waarde 0 hebben en aan de andere zijde door pixels die alle de waarde 1 hebben (de flankerende pixels liggen immers geheel binnen, respektievelijk buiten het beelddeel).

Wanneer een op deze wijze berekend pixelpatroon met een printer of een display wordt weergegeven, is de genoemde tandenstruktuur in een aantal gevallen niet zichtbaar. Bij veel laserprinters strekt de lichtvlek waarmee het beeld gevormd wordt zich over een aantal pixels uit en vlakt daardoor details in de grootteorde van een pixel af. Deze afvlakkende werking heeft tot gevolg, dat de grenslijn op de afdruk enigszins verschuift en bijvoorbeeld ongeveer halverwege de op de contour gelegen pixels komt te liggen. Bij andere printers of bij displays, die de pixels wel nauwkeurig weergeven, is de zichtbaarheid van de afzonderlijke pixels altijd nog afhankelijk van de resolutie van het pixelraster. Is deze groter dan ongeveer 20 pixels per mm, dan kunnen afzonderlijke pixels niet meer als zodanig met het blote oog worden waargenomen en levert de genoemde tandenstruktuur ook slechts een verschuiving van de waargenomen beeldgrens op.

Door van dit effekt gebruik te maken kan men met behulp van verschillende tandenstrukturen een weergegeven grenslijn nauwkeuriger positioneren dan in stappen ter grootte van een pixel. Deze techniek, die op zichzelf bekend is, wordt "halfbitting" genoemd.

Nadeel van de bekende inrichting is, dat de rasterisatiebewerking van een beeld de contouren volgt en zich daardoor in willekeurige richtingen over het beeld beweegt. Daardoor komen de gerasteriseerde beeldgegevens beschikbaar volgens het patroon van de contouren, terwijl het bij de toepassing van die gegevens juist de voorkeur verdient om ze aan te bieden in de vorm van elkaar opvolgende, evenwijdige beeldlijnen in een van de beide hoofdrichtingen van het pixelraster. Dit hangt samen met het verdere gebruik van de gerasterde beeldgegevens, zoals het direkt omzetten ervan in stuursignalen voor een weergavesysteem, dat meestal beeldlijnsgewijs werkt, of het opslaan ervan in een geheugen.

In het laatste geval worden de binaire pixelwaarden bij voorkeur per beeldlijn opgeslagen in opeenvolgende geheugenwoorden van bijvoorbeeld 32 bits, die elk een pixelwaarde bevatten. Het opslaan van de pixelwaarden gaat vanzelfsprekend het snelst als die ook in de vorm van beeldlijnen worden aangeleverd.

Het is daarom gewenst dat de rasterisatieinrichting de binaire pixelwaarden beeldlijn voor beeldlijn levert

De uitvinding heeft tot doel om een inrichting volgens de aanhef te verschaffen, die aan de boven geformuleerde wens tegemoet komt. Daartoe is de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt door een geheugen voor het daarin opslaan van ten minste een groep gegevens, omvattende een halfbitpatroon, geassocieerd met een effektieve grenslijnpositie ten opzichte van het pixelraster, en identificatiemiddelen voor het identificeren van in een hoofdrichting van het pixelraster verlopende rechte reeksen van aaneengrenzende pixels die door een en dezelfde contour doorsneden worden en waarbinnen deze contour dichter bij een effektieve grenslijnpositie, geassocieerd met een in het geheugen opgeslagen halfbitpatroon, dan bij een pixelrand is gelegen, welke identificatiemiddelen zijn verbonden met de middelen voor het toekennen van een binaire waarde aan de pixels voor het geven van commando's, waarbij de middelen voor het toekennen van een binaire waarde aan de pixels zijn ingericht om, op commando van de identificatiemiddelen, aan de pixels van zo een geïdentificeerde reeks waarden toe te kennen volgens het met de betreffende effektieve grenslijnpositie geassocieerde, in het geheugen opgeslagen halfbitpatroon.

In deze inrichting worden dus in feite die gebieden opgespoord, waar een contour evenwijdig of vrijwel evenwijdig aan een van de hoofdrichtingen van het raster verloopt en tevens de pixels doorsnijdt, zodat de grens van een (zwart) beelddeel niet op de gewenste plaats kan worden weergegeven op de afdruk. In zulke gebieden kan het gebruik van halfbitting worden overwogen om de grens nauwkeuriger te positioneren. Aangezien met halfbitting slechts een beperkt aantal nieuwe posities bereikt kan worden, moet onderzocht worden, of de nieuwe posities een betere benadering van de gewenste plaats opleveren. Een halfbit-patroon, bestaande uit om en om zwarte en witte pixels, bijvoorbeeld, levert een effektieve grenslijnpositie op die halverwege de pixels ligt. Ligt de gewenste plaats van de contour dus dichter bij het midden van de pixels in de reeks dan bij de zijkanten, dan is halfbitting met dit patroon te prefereren, anders niet.

Op deze wijze worden op de juiste plaatsen halfbitting-patronen gegenereerd, zonder dat het nodig is om eerst aan alle pixels op de contouren een waarde te geven, alvorens de gerasteriseerde beeldgegevens aan de weergave-inrichting kunnen worden afgeleverd. In de inrichting volgens de uitvinding is het immers niet meer nodig om een waarde van het ene pixel naar het volgende door te geven.

De gebruikte halfbitpatronen zijn periodieke patronen. Ze kunnen daarom eenvoudig worden opgeslagen in het geheugen in de vorm van een klein computerprogramma dat de pixelwaarden cyclisch genereert. Ook is het mogelijk om een kompleet patroon ter lengte van de grootste afmeting van het beeld op te slaan en daaruit de pixelwaarden te putten, bijvoorbeeld in correspondentie met de positie in het pixelraster.

Volgens een eerste uitvoeringsvorm is de inrichting gekenmerkt doordat de identificatiemiddelen zijn voorzien van middelen voor het identificeren van in een bepaalde hoofdrichting van het pixelraster verlopende reeksen van aaneengesloten pixels waarbinnen een contour geheel in dezelfde halfbitstrook verloopt, waarbij een halfbitstrook een gedeelte van een pixel is, dat wordt begrensd door twee lijnen die evenwijdig aan een bepaalde hoofdrichting van het pixelraster verlopen en het pixel doorsnijden en waarbij elke halfbitstrook is geassocieerd met een in het geheugen opgeslagen halfbitpatroon.

In deze uitvoeringsvorm worden de genoemde stroken zodanig gekozen, dat een positie binnen een halfbitstrook dichter bij de met die strook geassocieerde effektieve grenslijnpositie ligt dan bij een andere effektieve grenslijnpositie (indien aanwezig) of bij een pixelgrens. Zo zal de (enige) halfbitstrook van het al beschreven halfbitpatroon van om en om witte en zwarte pixels zijn gelegen tussen 1/4 en 3/4 van de pixelbreedte. Om praktische redenen, zoals de eigenschappen van het procesgedeelte van de weergave-inrichting, zouden echter ook andere begrenzingen voorde halfbitstrook kunnen gelden.

In principe kan een halfbitpatroon ook in een reeks pixels, die korter is dan de herhalingsperiode van het patroon worden geplaatst, zij het dan niet volledig. Het beste resultaat wordt echter verkregen, wanneer een halfbitpatroon alleen wordt geplaatst in een reeks pixels, die ten minste net zo lang is als de herhalingsperiode ervan.

Daartoe zijn in een verdere uitvoeringsvorm de identificatiemiddelen voorzien van middelen om de lengte van een geïdentificeerde reeks te bepalen en deze te toetsen aan een minimumlengte, die in het geheugen is opgeslagen in kombinatie met het met de betreffende halfbitstrook geassocieerde halfbitpatroon, en ingericht om alleen dan, wanneer de lengte van zo een geïdentificeerde reeks ten minste gelijk is aan de genoemde minimumlengte, een commando af te geven tot het toekennen van waarden volgens het betreffende halfbitpatroon aan de pixels van die reeks.

Volgens een andere uitvoeringsvorm wordt de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de identificatiemiddelen zijn voorzien van middelen om voor een door een contour doorsneden pixel te onderzoeken of die contour geheel binnen een halfbitstrook van dat pixel verloopt en of dezelfde contour geheel in dezelfde halfbitstrook van ten minste een, in de richting van de contour aangrenzend pixel verloopt, waarbij een halfbitstrook een gedeelte van een pixel is, dat wordt begrensd door twee lijnen die evenwijdig aan een bepaalde hoofdrichting van het pixelraster verlopen en het pixel doorsnijden en waarbij elke halfbitstrook is geassocieerd met een in het geheugen opgeslagen halfbitpatroon.

Hierdoor wordt een voor halfbitting in aanmerking komende reeks pixels pixel voor pixel ingevuld volgens het halfbitpatroon, dit in tegenstelling tot de hierboven beschreven eerste uitvoeringsvorm, waarin eerst de gehele reeks wordt geïdentificeerd en dan in een slag wordt ingevuld.

Eventueel kan aan dit pixel voor pixel invullen de aanvullende eis worden gesteld, dat eerst een minimumaantal aaneengrenzende pixels zijn gesignaleerd, die aan het criterium voor halfbitting voldoen.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het weergeven van digitale beeldgegevens, uitgerust met een rasterisatie-inrichting volgens de uitvinding, zoals een printer of een display.

De uitvinding zal nu verder worden toegelicht aan de hand van de tekeningen.

Fig. 1 toont een schema van een inrichting voor het weergeven van digitale beeldinformatie volgens de uitvinding;

Fig.2 toont schematisch het printer engine van een laserprinter ten gebruike in deze inrichting;

Fig.3 geeft de intensiteitsverdeling van de lichtvlek op de fotogeleidende band in de laserprinter;

Fig.4A toont een gedeelte van een bitmap;

Fig.4B toont het afdrukresultaat bij gebruik van de bitmap van Fig.4A;

Fig.4C toont het verloop van met het pixelpatroon in dit gedeelte van de bitmap geassocieerde effektieve grenslijnen;

Fig.5 toont een gedeelte van een pixelraster;

Fig.6 toont twee scanlijnen met daarop gesuperponeerd een beelddeel;

Fig.7A-D zijn stroomdiagrammen van een rasterisatieprocedure volgens de uitvinding. Fig. 1 toont de algemene opzet van een printer 1 volgens de uitvinding voor het afdrukken van informatie in digitale vorm, bevattende bijvoorbeeld de tekst van een document. De printer 1 omvat een front end 3, verbonden met een printer engine 4, met een geheugen 5 en met een rasterisator 7. De rasterisator 7 is op zijn beurt verbonden met het geheugen 5 en voorts met een massageheugen 6, bijvoorbeeld een harde schijf, en een werkgeheugen 8.

Een externe signaalbron 2, bijvoorbeeld een sekretarieel werkstation, is verbonden met het front end 3 van de printer en levert daaraan digitale gegevens waarin de tekst en lay-out van het document is gecodeerd in een paginabeschrijvingstaal (PDL). Het front end 3 interpreteert deze gegevens, zet ze om in een bitmap, een rasterbeeld van witte en zwarte pixels, en geeft die door aan het printer engine 4 waarin de bitmap gegevens worden gebruikt om een schrijfproces te besturen, dat een leesbare afdruk op papier 9 af levert.

Bij het samenstellen van de bitmap maakt het front end 3 gebruik van deel-bitmaps, opgeslagen in het geheugen 5, die de beelden van individuele karakters bevatten. Voor het vormen van een regel tekst worden zulke deel-bitmaps in de juiste volgorde naast elkaar geplaatst.

De in het geheugen 5 opgeslagen karakterbeelden behoren tot een bepaald font (de . volledige verzameling van karakters van een bepaald lettertype, puntgrootte en stijl), en in het geheugen 5 is vooraf een aantal fonts in bitmapvorm opgeslagen, zodat ze snel beschikbaar zijn. Deze fonts in bitmapvorm zijn gevormd door de rasterisator 7, op grond van gegevens uit het massageheugen 6. Dit massageheugen bevat een zeer groot aantal fonts in contourvorm (dat wil zeggen wiskundig gedefinieerde lijnstukken die de randen van de zwart weer te geven delen van een karakter beschrijven).

Wordt gedurende het maken van een bitmap door het front end 3 een font gevraagd dat niet in geheugen 5 beschikbaar is, dan haalt de rasterisator 7 op commando van het front end 3 dit font op uit massageheugen 6, zet het om in bitmapvorm en plaatst het in geheugen 5, zodat het door het front end 3 kan worden gebruikt.

Om van de fonts in contourvorm fonts in bitmapvorm te maken, wordt in de rasterisator een contour afgebeeld op het pixelraster en wordt aan de pixels een waarde (wit of zwart) toegekend in overeenstemming met hun ligging ten opzichte van de contour: binnen de contour zwart, erbuiten wit. Pixels die door de contour doorsneden worden vereisen extra aandacht, omdat zij een vervorming van het beeld opleveren. Het is niet mogelijk om een pixel gedeeltelijk zwart te maken, en dus zal de effektieve beeldgrens de pixelgrens volgen en niet de contour.

Het door het printer engine 4 afgedrukte beeld is echter ook niet exakt gelijk aan het bitmapbeeld, tengevolge van onvolkomenheden van het afdrukproces. Deze onvolkomenheden kunnen bij een slim gebruik de eerder genoemde vervormingen althans gedeeltelijk compenseren.

Fig.2 vormt een schematische weergave van het printer engine 4 van de printer, in dit geval een laserprinter, aan de hand waarvan de werking zal worden toegelicht. Een band 10 van fotogeleidend materiaal is gespannen overeen aantal rollen 11, 12,13, 14, 15 en wordt hierover getransporteerd langs een aantal processtations 16, 17, 18, 19. De band 10 wordtin hetoplaadstation 16voorzien van een oppervlaktelading, welke vervolgens in het belichtingsstation 17 selektief wordt wegbelicht door het bandoppervlak met een lichtbundel 20 uit te belichten volgens het rasterpatroon in de beeldinformatie. Dit wordt bereikt door een lichtbundel 20 uit een laser 21 met behulp van een draaiende spiegel 22 over het bandoppervlak te bewegen in een richting dwars op de transportrichting van de band 10 en het licht gelijktijdig te moduleren. Op het bandoppervlak ontstaat aldus een rasterpatroon van opgeladen en ontladen plaatsen.

Dit patroon wordt nu in het ontwikkelstation 18 ontwikkeld met gekleurd poeder, toner genaamd, waarbij de opgeladen plaatsen van toner worden voorzien. Dit proces is algemeen bekend uit de elektrofotografie en zal hier niet nader beschreven worden. Het tonerbeeld, dat op de band 10 gevormd is, wordt vervolgens in een transfereerstation 19 overgezet op een beelddrager 23, waarmee het afdrukproces voltooid is.

De intensiteitsverdeling van de lichte vlek op het oppervlak van de fotogeleidende band 10 is weergegeven in Fig.3. De intensiteit I heeft als funktie van de plaats x een min of meer Gaussisch verloop met een halfwaardebreedte H, die in dezelfde grootteorde ligt als de lengte van een pixel. De lichtvlek valt dus gedeeltelijk, en met lagere % intensiteit, over naburige pixels, De hoeveelheid licht, die op een pixel valt, is dan ook de som van bijdragen van het pixel zelf en van de buurpixels. Door deze vorm werkt de belichtingsfunktie als een laag-doorlaat-filter op het stuursignaal van de laser,

Fig.4A toont een gedeelte van een pixelraster met daarin pixels die volgens de beeldgegevens moeten worden belicht door de laserbundel (wit) en pixels die niet moeten worden belicht (voorzien van een X). In het middendeel van Fig.4A is op de grenslijn tussen het uit te belichten gebied en het niet uit te belichten gebied een halfbitpatroon aanwezig: pixels, die om en om wel en niet uitbelicht moeten worden.

Wanneer met de in Fig.3 afgebeelde lichtvlek het opgeladen bandoppervlak wordt belicht volgens het patroon van Fig.4A, dan ontstaat op de band een ladingspatroon met een geleidelijke overgang tussen het ontladen gebied (40) en het geladen gebied (41), waarin door de afvlakkende werking van de grote lichtvlek de getande vorm van de grenslijn in de onderste helft van Fig.4A nog maar zwak herkenbaar is. Het ontwikkelstation bedekt de band vervolgens met tonerpoeder op die plaatsen, waar het elektrische veld boven de band groter is dan een voor het systeem geldende kritische waarde. Dit levert een zichtbaar beeld zoals is weergegeven in Fig.4B, met in het middendeel een licht golvende grenslijn 42, die gemiddeld halverwege de pixels ligt. Aangezien bij de meeste printers de pixels zeer klein zijn, lijkt de grenslijn 42 bij normale beschouwing recht.

Voor het verwerken van de contourgegevens tot pixelwaarden is het dan acceptabel om uit te gaan van rechte "effektieve" grenslijnen 43, 44, 45, die bij aaneengesloten grenspixels gelijk lopen met de grenslijnen tussen uit te belichten en niet uit te belichten pixels en bij een grens meteen halfbit-pixelpatroon halverwege de halfbitpïxels. Dit is weergegeven in Fig.4C.

In de nu volgende beschrijving is steeds uitgegaan van zulke effektieve grenslijnen.

Door gebruik te maken van het halfbiteffekt is het dus mogelijk om de grens tussen een zwart en een wit beelddeel op halve pixels nauwkeurig te positioneren.

Met andere halfbitpatronen, bestaande uit drie pixels waarvan er een, respektievelijk twee worden uitbelicht, kan de grens op 2/3, respektievelijk 1/3 van de pixelbreedte geplaatst worden, zodat het mogelijk is om de grens op 1/3 pixel nauwkeurig te positioneren. Nog grotere halfbitpatronen zijn in principe ook mogelijk, mits het oppervlak van de lichtvlek groot genoeg is ten opzichte van de afmetingen van het patroon.

Een automatische halfbittingprocedure volgens de uitvinding wordt nu beschreven voor het geval van een halfbitpatroon met een periode van twee pixels, gevormd door om en om witte en zwarte pixels. Dit patroon kan worden gebruikt wanneer de door de beeldgegevens gedefinieerde contour over ten minste twee gehele pixels (de periode van het patroon) dichter bij het midden van de pixels dan bij hun rand verloopt. In het gebruikelijke vierkantsraster van pixels bestaan er twee gevallen: de contour verloopt vrijwel evenwijdig aan de ene hoofdrichting van het pixelraster of vrijwel evenwijdig aan de andere hoofdrichting. Deze hoofdrichtingen vallen samen met de verplaatsingsrichting van de lichtvlek over de fotogeleidende band (de "scanrichting") en de richting loodrecht daarop (de "subscanrichting").

De procedure voor het toekennen van binaire waarden aan de pixels verloopt in twee gedeelten. In het eerste gedeelte worden de beeldgegevens zodanig voorbewerkt, dat ze in het tweede gedeelte scanlijn voor scanlijn kunnen worden voorzien van binaire waarden.

In het eerste gedeelte wordt elke in de beeldgegevens beschreven contour nagelopen en wordt een administratie in het werkgeheugen 8 (Fig. 1) opgemaakt van alle plaatsen waar de contour met een scanlijn in kontakt komt, hetzij doordat de contour de scanlijn doorsnijdt, hetzij doordat een bocht in de contour de scanlijn gedeeltelijk overlapt. Zie Fig.6, waar de contour van beelddeel 70 de scanlijn 61 gedeeltelijk overlapt en de scanlijn 65 op twee plaatsen doorsnijdt.

Tevens wordt hierbij vastgesteld, of de contour in een pixel dichter bij het midden van het pixel ligt dan bij de rand, in welk geval het pixel in principe in aanmerking komt voor halfbitting. Hiertoe wordt gebruik gemaakt van hulplijnen, die evenwijdig aan de scanrichting verlopen en de pixels in drie stroken met een breedte van respektievelijk 1/4,1/2 en 1/4 pixelbreedte verdelen. Deze waarden zijn een voor de hand liggend voorbeeld, maar kunnen in de praktijk, als gevolg van systeemeigenschappen van de printer ook anders gekozen worden. De hulplijnen (51, 52) zijn in Fig.5 getekend in een rij pixels 53, 54, 55.

Aangezien alle contouren gesloten krommen zijn die elkaar niet snijden en geheel binnen het te rasteriseren gebied liggen, wordt een snijpunt van een contour met een hulplijn, waarbij de contour het gebied tussen de hulplijnen van een scanlijn binnentreedt, altijd gevolgd door een snijpunt, waarbij die contour dat gebied weer verlaat. Daarbij kunnen de snijpunten beide op dezelfde hulplijn liggen, of op verschillende. Een voorbeeld hiervan is weergegeven in Fig.6. In het eerste geval verloopt de scanlijn 61 zowel voor als na de snijpunten 62, 63 buiten het beelddeel 70. In het tweede geval verloopt de scanlijn 65 voor de snijpunten 66, 67 en na de snijpunten 68, 69 buiten het beelddeel 70, en daartussen binnen het beelddeel 70.

In de administratie in het werkgeheugen worden voor elke scanlijn alle snijpunten van de contouren met de hulplijnen van die scanlijn bij elkaar opgeslagen in een volgorde volgens de scanrichting, waarbij steeds een snijpunt, waarbij de contour het gebied tussen de hulplijnen binnengaat, en het daarop volgende snijpunt, waarbij de contour dit gebied weer verlaat, als een paar worden behandeld. Van de snijpunten worden slechts de coördinaten in de scanrichting opgeslagen. Bij elk snijpuntenpaar wordt tevens een code opgeslagen, die aangeeft of beide snijpunten op dezelfde hulplijn liggen.

De blokken gegevens, betrekking hebbend op de verschillende scanlijnen, worden achter elkaar, in de subscanrichting, in de administratie opgenomen, zodat tenslotte de gegevens van alle snijpuntenparen beschikbaar zijn in de volgorde waarin de pixels op de fotogeleidende band worden belicht. Omdat de beelddelen doorgaans groot zijn ten opzichte van de pixels, is het aantal snijpunten klein vergeleken bij het totaal aantal pixels, zodat een beperkte geheugenruimte voldoende is.

De implementatie van de bovenbeschreven gegevensverwerking ligt ruimschoots binnen de vermogens van de vakman en zal hier dan ook niet verder worden beschreven.

Het tweede gedeelte van de procedure betreft het toekennen van een binaire waarde aan alle pixels van het te bewerken gebied. In dit gedeelte worden reeksen pixels geïdentificeerd waarop halfbitting toegepast kan worden, door te kontroleren, of deze reeksen ten minste even lang zijn als het halfbitpatroon (dus 2 pixels).

Hiertoe wordt het aantal gehele pixels tussen de twee snijpunten van een paar geteld. Is dit aantal 2 of meer, dan loopt de contour ongeveer evenwijdig aan de scanrichtïng. In dat geval worden deze pixels ingevuld volgens het halfbitpatroon. Dit wordt uitgevoerd met een eenvoudige routine, die de in te vullen pixels om en om voorziet van de waarden "zwart" en "wit".

Is het aantal gehele pixels tussen de snijpunten gelijk aan 0, en liggen beide snijpunten in het hetzelfde pixel, dan is het mogelijk, dat dit pixel doorsneden wordt door een contour die ongeveer evenwijdig loopt aan de subscanrichting. Als bovendien: 1) beide snijpunten tussen 1/4 en 3/4 van de lengte van het pixel in de scanrichting liggen en 2) in het pixel op dezelfde positie in de vorige scanlijn (dit is het buurpixel in de subscanrichting) eveneens een paar snijpunten tussen 1/4 en 3/4 van de pixellengte liggen, dan vormen het bewuste pixel en het genoemde buurpixel een voldoende lange reeks voor halfbitting in de subscanrichting. In dit geval wordt het bewuste pixel voorzien van een binaire waarde die tegengesteld is aan die van het buurpixel. Hierdoor ontstaat hetzelfde halfbittingpatroon van om en om zwarte en witte pixels.

In alle andere gevallen worden de pixels voorzien van een binaire waarde volgens een drempelkriterium.

Een variant voor de bovenbeschreven werkwijze voor toekennen van waarden aan de pixels geeft eenvoudig aan alle pixels, waarbinnen de contour in geheel in het gebied tussen de hulplijnen verloopt, een waarde volgens een halfbittingpatroon, zonder te onderzoeken of er ten minste twee aaneengesloten pixels aan de criteria voldoen. Dit geeft in de meeste gevallen acceptabele, zij het minder fraaie, resultaten en eist wat minder verwerkingstijd.

Het tweede gedeelte van de procedure zal nu uitgebreid worden toegelicht aan de hand van de stroomdiagrammen in Fig.7A-D. De bewerking levert binaire waarden voor de pixels voor opeenvolgende scanlijnen en heeft als uitgangspunt, dat alle scanlijnen buiten de door de beeldgegevens gedefinieerde contouren beginnen en eindigen, zodat het eerste en het laatste pixel van elke scanlijn wit zijn. Bij de beschrijving wordt aangenomen, dat de scanlijnen in vertikale richting en van beneden naar boven lopen. Scanlijnen volgen elkaar van links naar rechts op. Voorts worden in deze beschrijving ten behoeve van de begrijpelijkheid de twee binaire waarden die aan een pixel kunnen worden gegeven meteen, naar hun effekt, "wit", respektievelijk "zwart" genoemd.

De nu volgende beschrijving wordt gegeven in de vorm van een computerprogramma. Het zal echter duidelijk zijn, dat dezelfde gegevensbewerking kan worden uitgevoerd met gespecialiseerde hardwareschakelingen of ook met een kombinatie van hard- en software.

In een eerste stap (100) wordt aan alle pixels van het te rasteriseren gebied de binaire waarde "wit" gegeven. Hierdoor behoeven nog slechts de zwarte pixels apart behandeld te worden.

Vervolgens (101) wordt de bewerking van de eerste scanlijn begonnen; een variabele "lopende kleur" wordt geïnitialiseerd op de waarde "wit". De bewerking wordt uitgevoerd voor steeds een volgend paar snijpunten in de scanrichting (102). Zoals reeds is beschreven, bevindt zich tussen de twee snijpunten van een paar een serie aaneengesloten pixels waarbinnen de contouf geheel tussen de beide hulplijnen verloopt.

Vervolgens wordt in stap 103 uit de coördinaten van de snijpunten berekend, in welke pixels deze gelegen zijn, en worden de pixels die in hun geheel tussen beide snijpunten liggen geteld. De procedure vertakt zich nu in een aantal verschillende paden voor het invullen van de pixels (indien die er zijn) tussen de snijpunten en afhankelijk van de uitkomst van de telling wordt een van die paden gekozen. Elk van de paden is tevens voorzien van een "opvulroutine" voor het invullen van de pixels tussen het laatste bij het voorafgaande snijpuntenpaar en het eerste bij het lopende snijpuntenpaar ingevulde pixel (deze "opvulroutine" wordt uitvoerig beschreven in samenhang met Fig.7E).

Indien het aantal hele pixels tussen de snijpunten twee of meer bedraagt, kan het halfbitpatroon worden gebruikt om deze pixels (h.b.pixels) een binaire waarde te geven. Het onderste en het bovenste van deze pixels worden bepaald (104), de opvulroutine wordt toegepast op de voorafgaande nog niet bewerkte pixels (105 en 106) en daarna vindt invulling plaats van het halfbitpatroon (107). De positie van het volgende pixel wordt bewaard (108) voor de volgende aanroep van de opvulroutine.

Een tweede pad (Fig.7B) wordt ingeslagen, als er zich tussen de snijpunten geen hele pixels bevinden en beide snijpunten in het halfbitgebied van een en hetzelfde pixel liggen (120). Met het "halfbitgebied" wordt het gedeelte van het pixel bedoeld tussen 1/4 en 3/4 van de lengte van het pixel in de scanrichting. Dit pixel komt in aanmerking voor halfbitting in de subscanrichting, indien het in de subscanrichting wordt geflankeerd door ten minste een ander pixel waarin eveneens beide snijpunten in het halfbitgebied liggen (in verband met de vereiste minimale lengte van een halfbitreeks).

Er moet dus onderzocht worden, of dit het geval is. Dit is mogelijk voor de voorgaande scanlijn, maar niet voor de volgende scanlijn, omdat de pixels daarvan nog niet onderzocht zijn. Het eerste pixel van een halfbitreeks in de subscanrichting kan dus pas achteraf herkend worden.

Dit probleem wordt als volgt opgelost. Elk pixel waarin twee snijpunten binnen het halfbitgebied liggen en dat dus kandidaat is voor invulling met een halfbitpatroon wordt in een apart geheugenregister opgeslagen en bewaard gedurende een scanlijncyclus (stap 121). Voorts wordt in datzelfde geheugenregister opgezocht, of het buurpixel in de vorige scanlijn ook halfbittingkandidaat was (122). Is dat het geval, dan wordt, na uitvoering van de opvulroutine (123 en 124), aan het pixel de geïnverteerde waarde gegeven van dat buurpixel (125). Op deze wijze ontstaat vanzelf het halfbitpatroon. Dit pad sluit af met het bewaren van de volgende positie voor de opvulroutine (126).

Was het buurpixel in de vorige scanlijn geen halfbittingkandidaat, dan wordt alsnog gesprongen naar het volgende pad.

Het derde pad (Fig.7C) wordt ingegaan als er tussen beide snijpunten geen hele pixels liggen en tevens niet beide snijpunten in het halftoongebied van een en hetzelfde pixel liggen. Voorts wordt voor dit pad gekozen, wanneer beide snijpunten wel in het halftoongebied van een en hetzelfde pixel liggen, maar dit pixel geen buurpixel in de vorige scanlijn heeft, waar dit ook het geval is.

Tenslotte wordt dit pad ingeslagen, indien het aantal hele pixels tussen de snijpunten precies gelijk is aan 1. Dit geeft onvoldoende ruimte voor het plaatsen van het halfbitpatroon in de scanrichting, ook al voldoet de ligging van contour in dat ene pixel aan de eis voor halfbitting.

In dit pad wordt het gemiddelde van de posities in de scanrichting van de beide snijpunten berekend en afgerond naarde dichtstbijzijnde pixelgrens (130). Vervolgens wordt de opvulroutine uitgevoerd voor de pixels tot die pixelgrens (131 en 132). Deze bewerking komt neer op toepassing van een drempelkriterium (de pixels waarin een snijpunt ligt krijgen de waarde van het beelddeel waar ze voor het grootste deel in liggen). Tenslotte wordt weer de volgende positie voor de opvulroutine bewaard (133).

Wanneer een snijpuntenpaar volgens een van de bovenbeschreven paden is afgehandeld, wordt het volgende snijpuntenpaar (indien aanwezig, stap 140, Fig.7A) uit het geheugen opgehaald (141) en op zijn beurt verwerkt tot binaire pixelwaarden. Zijn op deze manier alle snijpunten van een scanlijn verwerkt, dan wordt de volgende scanlijn (indien aanwezig, stap 142) gestart (143), totdat alle scanlijnen zijn verwerkt.

Op deze wijze wordt bereikt, dat de pixelwaarden worden geleverd in opeenvolgende beeldlijnen, zodat ze of rechtstreeks en min of meer synchroon kunnen worden gebruikt voor aansturing van de lasereenheid van een printer, of op efficiënte wijze kunnen worden opgeslagen in een geheugen.

Fig.7D beschrijft de opvulroutine die in alle bovenbeschreven paden wordt gebruikt om de pixels volgend op de bij het vorige snijpuntenpaar ingevulde pixels tot een bij de aanroep aangewezen pixel ("bovenpixel") een waarde te geven. Hierbij is het van belang, of het eerste in te vullen pixel ("benedenpixel") samenvalt met een kruising van de beeldgrens en de scanlijn (dit is het geval als de snijpunten van het vorige paar op verschillende hulplijnen lagen) of niet (indien die snijpunten op dezelfde hulplijn lagen).

In het eerste geval (het geval van de scanlijn 65 in Fig.6) is de scanlijn bij het vorige snijpuntenpaar een ander beelddeel binnengegaan en dus moeten de pixels boven het vorige snijpuntenpaar de andere binaire waarde krijgen dan de pixels onder dat snijpuntenpaar. Of er tussen de snijpunten van dat paar een halfbitpatroon is aangebracht speelt hierin geen rol.

In het andere geval (het geval van de scanlijn 61 in Fig.6) heeft een beelddeel weliswaar de scanlijn gedeeltelijk overlapt, maar niet geheel en daarom moeten de pixels boven het vorige snijpuntenpaar dezelfde binaire waarde krijgen als de pixels onder dat snijpuntenpaar. Of er tussen de snijpunten van dat paar een halfbitpatroon is aangebracht speelt ook hier geen rol.

In de routine wordt gebruik gemaakt van een variabele "lopende kleur", die een van de waarden "wit" of "zwart" kan hebben. Is de waarde "zwart" (stap 150 test daarop), dan geeft de routine aan alle in te vullen pixels de waarde "zwart" (151), is de waarde "wit", dan laat de routine die pixels wit (ze waren immers aan het begin van de procedure allemaal al wit gemaakt). Vervolgens (152) wordt in het geheugen opgezocht, of het bewerkte snijpuntenpaar op dezelfde hulplijn ligt, Alleen in het negatieve geval moet er iets gebeuren om te zorgen, dat de pixels bij de volgende aanroep van de routine de andere waarde dan de huidige krijgen. Dit wordt bereikt door de variabele "lopende kleur" die andere waarde te geven (153). Daarmee is de werking van de opvulroutine beëindigd.

Hoewel de voorgaande beschrijving uitgaat van een halfbitpatroon met een periode van twee pixels, is de procedure in principe ook geschikt voor andere patronen. Zo kan bijvoorbeeld met een patroon met een periode van drie pixels, zoals reeds opgemerkt, de grenslijn op de afdruk met een nauwkeurigheid van 1/3 pixel worden gepositioneerd. In dat geval zullen binnen de pixels twee halfbitgebieden worden gedefinieerd, bijvoorbeeld met grenzen: 1/6, 1/2 en 5/6 pixelbreedte. Met het ene halfbitgebied wordt een halfbitpatroon met 1 zwart en 2 witte pixels geassocieerd en met het andere halfbitgebied een halfbitpatroon met 2 zwarte en 1 wit pixel. Er zijn nu 3 hulplijnen nodig (gelijk aan de bovengenoemde grenzen), maar verder is de procedure niet wezenlijk verschillend.

De beschrijving die hierboven gegeven is, is slechts een voorbeeld van een uitwerking van de uitvinding. Het zal de vakman duidelijk zijn, dat ook andere uitwerkingen mogelijk zijn binnen de beschermingsomvang van de conclusies. Een alternatief voor het beschreven eerste deel van de procedure voor het toekennen van binaire waarden aan de pixels (waarbij de administratie wordt opgesteld van snijpunten) kan bijvoorbeeld inhouden dat vooraf een administratie, per scanlijn, van de door die scanlijn gesneden contourprimitieven (lijnstukken) wordt opgesteld, of - bij een trapeziumrasterisator - van de door de scanlijn gesneden trapezia, waarna pas tijdens het tweede gedeelte, bij de daadwerkelijke toekenning van binaire waarden aan de pixels, de snijpunten worden berekend.

o

Claims (9)

1. Inrichting voor het rasteriseren van beeldgegevens, die contouren van beelddelen omvatten, omvattende middelen voor het op grond van de beeldgegevens berekenen van het verloop van de contouren en het projekteren van genoemde contouren op een raster van pixels en middelen voor het toekennen van een binaire waarde aan de pixels in afhankelijkheid van hun ligging ten opzichte van de contouren onder gebruikmaking van een halfbitting effekt, gekenmerkt door een geheugen (8) voor het daarin opslaan van ten minste een groep gegevens, omvattende een halfbitpatroon, geassocieerd met een effektieve grenslijnpositie (44) ten opzichte van het pixelraster, en identificatiemiddelen voor het identificeren van in een hoofdrichting van het pixelraster verlopende rechte reeksen van aaneengrenzende pixels die door een en dezelfde contour doorsneden worden en waarbinnen deze contour dichter bij een effektieve grenslijnpositie (44), geassocieerd meteen in het geheugen (8) opgeslagen halfbitpatroon, dan bij een pixelrand (43, 45) is gelegen, welke identificatiemiddelen zijn verbonden met de middelen voor het toekennen van een binaire waarde aan de pixels voor het geven van commando's, waarbij de middelen voor het toekennen van een binaire waarde aan de pixels zijn ingericht om, op commando van de identificatiemiddelen, aan de pixels van zo een geïdentificeerde reeks waarden toe te kennen volgens het met de betreffende effektieve grenslijnpositie (44) geassocieerde, in het geheugen (8) opgeslagen halfbitpatroon.

2. Inrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de identificatiemiddelen zijn voorzien van middelen voor het identificeren van in een bepaalde hoofdrichting van het pixelraster verlopende reeksen van aaneengesloten pixels waarbinnen een contour geheel in dezelfde halfbitstrook verloopt, waarbij een halfbitstrook een gedeelte van een pixel is, dat wordt begrensd door twee lijnen (51, 52) die evenwijdig aan een bepaalde hoofdrichting van het pixelraster verlopen en het pixel doorsnijden en waarbij elke halfbitstrook is geassocieerd met een in het geheugen opgeslagen halfbitpatroon

3. Inrichting volgens conclusie 2, gekenmerkt doordat de identificatiemiddelen zijn voorzien van middelen om de lengte van een geïdentificeerde reeks te bepalen en deze te toetsen aan een minimumlengte, die in het geheugen is opgeslagen in kombinatie met het met de betreffende halfbitstrook geassocieerde halfbitpatroon, en zijn ingericht om alleen dan, wanneer de lengte van zo een geïdentificeerde reeks ten minste gelijk is aan de genoemde minimumlengte, een commando af te geven tot het toekennen van waarden volgens het betreffende halfbitpatroon aan de pixels van die reeks.

4. Inrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, gekenmerkt doordat de identificatiemiddelen zijn voorzien van middelen om voor een door een contour doorsneden pixel te onderzoeken of die contour geheel binnen een halfbitstrook van dat pixel verloopt en of dezelfde contour geheel in dezelfde halfbitstrook van ten minste een, in de richting van de contour aangrenzend pixel verloopt, waarbij een halfbitstrook een gedeelte van een pixel is, dat wordt begrensd door twee lijnen (51, 52) die evenwijdig aan een bepaalde hoofdrichting van het pixelraster verlopen en het pixel doorsnijden en waarbij elke halfbitstrook is geassocieerd met een in het geheugen opgeslagen halfbitpatroon.

5. Inrichting volgens conclusie 4, gekenmerkt doordat de identificatiemiddelen zijn ingericht om, in het geval dat bij een bepaald pixel een contour geheel binnen een halfbitstrook van dat pixel verloopt en dezelfde contour eveneens geheel in dezelfde halfbitstrook van het reeds van een binaire waarde voorziene, in de richting van de contour aangrenzende pixel verloopt, aan de middelen voor het toekennen van een binaire waarde aan de pixels een commando af te geven om aan dat bepaalde pixel een binaire waarde toe te kennen die in het betreffende halfbitpatroon volgt op de waarde van dat aangrenzende pixel.

6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5, gekenmerkt doordat de identificatiemiddelen zijn voorzien van middelen om te onderzoeken of het aantal aaneengrenzende pixels waarin de genoemde contour geheel binnen dezelfde halfbitstrook verloopt ten minste gelijk is aan een minimumlengte, die in het geheugen is opgeslagen in kombinatie met het met de betreffende halfbitstrook geassocieerde halfbitpatroon, en zijn ingericht om alleen in het bevestigende geval een commando af te geven tot het toekennen van waarden volgens het betreffende halfbitpatroon aan die aaneengrenzende pixels.

7. Inrichting volgens een der conclusies 2 tot en met 6, waarbij een pixel per hoofdrichting precies een halfbitstrook bevat en het halfbitpatroon, geassocieerd met die halfbitstrook, een periodiek patroon omvat met een periode van twee pixels, gevormd dooreen gekleurd pixel per twee pixels.

8. Inrichting volgens een der conclusies 2 tot en met 6, waarbij een pixel per hoofdrichting twee aan elkaar grenzende halfbitstroken bevat en de halfbitpatronen, geassocieerd met die halfbitstroken, periodieke patronen omvatten met een periode van drie pixels, gevormd door een, respektievelijk twee gekleurde pixels per drie pixels.

9. Inrichting voor het weergeven van digitale beeldgegevens, uitgerust met een inrichting (7) voor het rasteriseren van die beeldgegevens volgens een der conclusies 1 toten met8.