DE1797412B2

DE1797412B2 - METHOD OF RECORDING THE OBTAINED, QUANTIZED AND IF NECESSARY BY SCANNING OF HALFTONE ARTICLES TO BE REPRODUCED DIGITALIZED PICTURE SIGNALS

Info

Publication number: DE1797412B2
Application number: DE19681797412
Authority: DE
Inventors: Roman Dipl.-Ing. 2300 Kiel; Brückner Wolfgang 8011 Forstinning KoIl
Original assignee: Dr.-Ing. Rudolf Hell Gmbh, 2300 Kiel
Priority date: 1968-09-26
Filing date: 1968-09-26
Publication date: 1972-05-04
Also published as: GB1285067A; DE1797412A1; NL6914502A

Description

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, 20 elektronischen Digitalspeicher, insbesondere einen dadurch gekennzeichnet, daß den Bildsignalspan- Kernspeicher eingegeben, und die Geschwindigkeit, nungen vor dem Quantisieren eine Wechselspan- mit der dieser Speicher beim Aufzeichnen abgefragt nung überlagert wird, deren Amplitude wenig- wird, bestimmt den Reproduktionsmaßstab. Dabei stens annähernd gleich einer halben Quantenstufe muß das Verhältnis zwischen den Vorschubgeschwin- und deren Frequenz disharmonisch zu der Folge- 35 digkeiten des Abtast- und Aufzeiclinungsorgans gleich frequenz des Quantisierungstaktes gewählt ist. dem Verhältnis zwischen Abfrage- und Einspeiche-3. The method according to claims 1 and 2, 20 electronic digital memory, in particular one characterized in that the image signal chip core memory is input, and the speed, Before quantizing, an alternating span with which this memory is queried during recording The amplitude of which is superimposed, determines the scale of reproduction. Included at least approximately equal to half a quantum step, the ratio between the feed rates and their frequency disharmonious to the consequences of the scanning and recording organ frequency of the quantization clock is selected. the relationship between query and storage

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge- rungsgeschwindigkeit sein. Zu diesem Zweck verwenkennzeichnet, daß den Bildsignalspannungen eine det man als Vorschubmotor beispielsweise einen Syn-Wechselspa„,iung überlagert wird, deren Frequenz chronmotor, dem man eine Speisespannung zuführt, mindestens ein Viertel der Taktfolgefrequenz be- 30 deren Frequenz zusammen mit dem Abfraeetakt aus trägt. einer gemeinsamen Mutterfrequenz durch geeignete4. The method as claimed in claim 3, characterized in that it is a speed of movement. Marked for this purpose, that the image signal voltages are used as a feed motor, for example a syn-alternating circuit is superimposed, the frequency of which is chronothermal motor to which a supply voltage is fed, at least a quarter of the clock sequence frequency corresponds to its frequency together with the polling clock wearing. a common mother frequency through suitable

5. Verfahren nach den A-Sprüchen 3 und 4, Frequenzteilung abgeleitet ist.5. Method according to A-Proverbs 3 and 4, frequency division is derived.

dadurch gekennzeichnet, daß als Überlagerungs- Bei Trommelmaschinen hat die elektronische Maßspannung eine dreieckförmige Wechselspannung Stabsänderung gegenüber einer mechanischen Maßverwendet wird. 35 stabsänderuiig durch Änderung derTromrr.eldrehzahlcharacterized in that the electronic dimensional voltage is used as the superimposing In drum machines a triangular alternating voltage rod change compared to a mechanical measure is used will. 35 rod change by changing the current rotation speed

6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, oder des Trommeldurchmessers den Vorzug, daß sie dadurch gekennzeichnet, daß als Überlagerungs- durch einfache Schalterbetä. i^ung die Einstellung spannung eine sägezahnförmige Wechselspannung fast jedes beliebigen Maßstabes ermöglicht und somit verwendet wird. komplizierte Übersetzungsgetriebe und die Lagerhal-6. The method according to claims 3 and 4, or the drum diameter has the advantage that it characterized in that as an overlay by simple Schaltbetä. i ^ ung the setting voltage enables a sawtooth-shaped alternating voltage of almost any scale and thus is used. complicated transmission gears and the warehouse

7. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 6, da- 40 tung eines Sortiments von Trommeln mit verschiededurch gekennzeichnet, daß die Quantenstufen ge- nen Durchmessern vermeidet.7. The method according to claims 3 to 6, there- fore an assortment of drums with different diameters characterized in that the quantum steps avoid gene diameters.

maß der bekannten physiologischen Empfindlich- Bei der Aufzeichnung quantisierter Bildsignale erkeitskurve mit zunehmender Schwärzung größer geben sich jedoch gewisse Schwierigkeiten hinsichtbemessen werden und daß auch die Amplitude Hch der Wiedergabequalität, da ja alle die Farbdichteder Überlagerungsspannung mit zunehmender 45 werte fehlen, die zwischen zwei Quantenwerten lie-Schwärzung vergrößert wild. gen, und da man sich, um die Kapazität des als Zwischenspeicher dienenden Kernspeichers in noch vertretbaren Grenzen zu halten, auf eine verhältnismäßigMeasure of the known physiological sensitivity curve when recording quantized image signals however, as the blackening becomes greater, there are certain difficulties in gauging and that the amplitude Hch of the reproduction quality, since all the color density of the Overlay voltage with increasing values is missing, the lie between two quantum values enlarges wildly. gen, and since you have to use the capacity of the cache to keep serving core memory within reasonable limits, on a proportionate basis

grobe Stufung beschränken muß. Das Fehlen dermust restrict coarse grading. The lack of

50 Zwisclicnwerte äußert sich bei strukturarmen Bildpartien, also bei Flächen, in denen sich die Farbdichte nur allmählich ändert, in scharf gegeneinander50 intermediate values are expressed in image areas with little structure, so in areas in which the color density changes only gradually, in sharp contrast

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auf- abgesetzten äquidensitiven Zonen oder Inseln, die Zeichnen der durch Abtasten von zu reproduzieren- beim Betrachten des Bildes störend wirken,
den Halbtonbildvorlagen gewonnenen, quantisicrten 55 Die Erfindung ermöglicht eine praktisch völlige und gegebenenfalls digitalisierten Bildsignale. Beseitigung dieses Wiedergabefehlers, ohne daß eine Die Aufzeichnung eines Halbtonbildes mit der feinere Quantenstufung und die damit verbundene gleichen Bildqualität, welche die zu reproduzierende Vergrößerung der Speicherkapazität erforderlich ist. Bildvorlage aufweist, bietet keine grundsätzlichen Erfindungsgemäß werden zur Erzielung von Biid-Schwierigkeiten, sofern die bei der Abtastung der 60 partien mit Dichtewerten, die zwischen zwei Quanten-Vorlage gewonnenen Bildinformationen (Helligkeits- werten liegen, innerhalb dieser Bildpartien in stasignale) unmittelbar, d. h. als Analogsignale, zur tistischer Verteilung Bildsignale mit verschiedenen, Steuerung des Aufzeichmtngsorgans, beispielsweise insbesondere benachbarten Qu&ntenwerten, aufgceiner Schreibglimmlampe, oder, wie beim Gravieren zeichnet.The invention relates to a method for set-down equidensitive zones or islands that draw the reproduced by scanning of the image when looking at the image disturbing,
The invention enables virtually complete and possibly digitized image signals. Elimination of this reproduction error without the need for the recording of a halftone image with the finer quantum gradation and the same image quality associated therewith, which is required for the increase in storage capacity to be reproduced. According to the invention, there are no fundamental problems in terms of image, provided that the image information obtained during the scanning of the 60 parts with density values between two quantum original (brightness values lie within these image parts in stasignale) directly, ie as Analog signals, for the statistical distribution of image signals with various controls of the recording organ, for example in particular adjacent qu & nten values, on a writing glow lamp, or, as in engraving draws.

von Tiefdruckformen, eines Gravierstichels verwen- 65 Das Verhältnis der Anteile der verschiedenen Bild-of gravure printing forms, an engraving stylus, 65 The ratio of the proportions of the different image

det werden. signale wird zweckmäßig gleich dem Verhältnis derbe det. signals is expediently equal to the ratio of the

Es ist aber zuweilen erforderlich, die abgetasteten Abstände des jeweils zu erzielenden Dichtewertes vonHowever, it is sometimes necessary to measure the scanned distances of the density value to be achieved in each case from

analogen Bildinformationen zunächst zu quantisieren. den benachbarten Quantenwerten gewählt.to quantize analog image information first. the neighboring quantum values.

Das erfindungsgßmäße Verfahren wird dadurch verwirklicht, daß man den Bildsignalspannungen vor dem Quantisieren eine Wechselspannung überlagert, deren Amplitude wenigstens annähernd gleich einer halben Quantenstufe (= Differenz zweier aufeinanderfolgender Quantenwerte) und deren Frequenz disharmonisch zu der Folgefrequenz des Quantisierungstaktes gewählt ist. The inventive method is thereby realizes that an alternating voltage is superimposed on the image signal voltages before quantization, whose amplitude is at least approximately equal to half a quantum level (= difference between two consecutive Quantum values) and whose frequency is chosen to be disharmonious to the repetition frequency of the quantization cycle.

Die Frequenz dieser Wechselspannung beträgt zweckmäßigerweise mindestens ein Viertel der Takt- xo folgefrequenz.The frequency of this alternating voltage is expediently at least a quarter of the clock xo repetition frequency.

Als vorteilhaft hinsichtlich der zu erreichenden statistischen Verteilung der unterschiedlichen Bildpunkte hat es sich erwiesen, als Überlagerungsspannung eine dreieckförmige oder eine sägezahnförmige Wechselspannung zu verwenden.As advantageous with regard to the statistical distribution of the different pixels to be achieved it has been shown that the superimposition voltage is triangular or sawtooth To use alternating voltage.

Bekanntlich stellt das menschliche Auge in hellen Bildpartien viel geringere Kontraste fest als in den dunklen Partien. Daher wird man, um in den hellen Partien nicht zu wenige und in den dunklen Partien ao rieht unnötig viele Dichtestufen zu bekommen, keine gleichmäßige Abstufung vornehir.pn, sondern die Ouantenstufen gemäß der bekannten physiologischen Empfindlichkeitskurve (Munsellsche Funktion gleicher physiologischer Empfindlichkeitsdifferenzen) mit zunehmender Schwärzung größer werdend bemessen; dementsprechend wird man auch die Amplitude der Überlagerungsspannung mit zunehmender Schwärzung vergrößern.It is well known that the human eye detects much lower contrasts in bright areas of the image than in the dark areas. Therefore, in order not to have too few in the light areas and ao in the dark areas There is an unnecessary need to get many density levels, not an even gradation in front, but the Quantum levels according to the known physiological sensitivity curve (Munsell function of the same physiological differences in sensitivity) are larger with increasing blackness; accordingly, the amplitude of the superimposition voltage also becomes with increasing blackening enlarge.

Ein analytischer Ausdruck für den Verlauf der Amplitude der Überlagerungsspannung ist nicht aneebbar, da schon die physiologische Empfindlichkeitskurve eine empirische Funktion ist. Allgemein läßt sich nur sagen, daß die Amplitude der Überlagerungsspannung einer anderen nichtlinearen Funktion folgt; ihr tatsächlicher Verlauf kann jedoch im konkreten Falle ohne Schwierigkeit ermittelt werden auf Grund der bereits erwähnten Bedingung, daß sie vorzugsweise gleich der Hälfte einer Quantenstufe, in diesem Falle also der jeweils durchlaufenen Quantenstufe, gewählt sein soll.An analytical expression for the course of the amplitude of the superposition voltage cannot be given, since the physiological sensitivity curve is already an empirical function. Generally we can only say that the amplitude of the superimposition voltage is another nonlinear function follows; however, its actual course can be determined without difficulty in a specific case Because of the already mentioned condition that it is preferably equal to half of a quantum level, in in this case the respective quantum level passed through should be selected.

An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawings.

F i g. 1 zeigt eine graphische Darstellung der Überlagerung von Bildsignalspannung und Dreieckspannung an dem Beispiel dreier gleichgroßer Quantenstufen; F i g. 1 shows a graphical representation of the superimposition of image signal voltage and triangular voltage using the example of three quantum levels of equal size;

F i g. 2 veranschaulicht die Überlagerung unter Verwendung einer Dreieckspannung mit wachsender Amplitude im Falle größer werdender QuantenstufenF i g. Fig. 2 illustrates the superposition using a triangular voltage with increasing Amplitude in the case of increasing quantum levels

In dem Diagramm der Fig. 1 bedeuten die Ordinatenwerte Spannungswerte E, die den Schwärzungswerten entsprechen; hierbei ist E — 0 dem Wert »weiß« zugeordnet. Die Abszisse ist die Zeitachse, auf der die Abtasttakte aufgetragen sind.In the diagram of FIG. 1, the ordinate values denote voltage values E which correspond to the density values; here E - 0 is assigned the value "white". The abscissa is the time axis on which the sampling clocks are plotted.

Auf der Ordinate sind mittels der Linie 10, 11, 12 und 13 gleich große Spannungsbereiche abgetragen, von denen die Bereiche m — 1, m und m +1 betrachtet werden sollen.On the ordinate, voltage ranges of the same size are plotted by means of lines 10, 11, 12 and 13, of which the ranges m − 1, m and m + 1 are to be considered.

Jedem dieser Bereiche ist ein bestimmter einzelner Spannungswert zugeordnet, im vorliegenden Falle ist dies immer der Mittelwert des Bereiches. Dieser Wert wird registrier;, sofern Bildsignalspannungen auftreten, die innerhalb des betreffenden Bereiches liegen. Der Bereichsmittelwert ist in der Zeichnung jeweils durch eine waagerecht gestrichelte Linie angedeutet, A specific individual voltage value is assigned to each of these areas, in the present case is this is always the mean of the range. This value is registered if image signal voltages occur which lie within the relevant range. The area mean is indicated in the drawing by a horizontal dashed line,

Es sei angenommen, daß eine allmählich und gleichmäßig dunkler werdende Bildpartie abgetastet wird. Dies ergibt eine Büdsignalspannung, die nach einer flach ansteigenden Geraden 14 verläuft, Infolge der Quantisierung würden ohne weitere Maßnahmen an den Stellen, an denen die Gerade 14 eine der Bereichsgrenzen, z, B, 11 und 12, schneidet, Schwärzungssprünge auftreten, wie sie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet sind. Durch die Überlagerung der Bildsignalspannung mit einer Wechselspannung, im vorliegenden Falle einer Dreieckspannung, wird erreicht, daß die resultierende und zu quantisierende Spannung, die dem Kurvenzug 15 folgt, bei gewissen Abfragetakten einen Augenblickswert hat, welcher in der zu der jeweils von der Bildsignalspannung durchlaufenen nächsthöheren oder nächstniedrigeren Quantenstufe liegt.It is assumed that an image area that gradually and uniformly darkens is scanned will. This results in a bus signal voltage which runs along a gently sloping straight line 14, as a result the quantization would be done without further measures at the points where the straight line 14 is one of the Area boundaries, e.g., 11 and 12, intersects, blackening jumps occur as indicated by dashed lines in FIG. 1. By superimposing the image signal voltage with an alternating voltage, in the present case a triangular voltage, is achieved that the resulting voltage to be quantized, which follows the curve 15 has an instantaneous value for certain query cycles, which is in to the one traversed by the image signal voltage next higher or next lower quantum level.

In der Fig. 1 sind alle abgefragten Augenblickswerte, die in dem Bereich m liegen, durch kleine Kreise und alle bei einem der Abfragetaktc im Bereich m + 1 oder m — l hegenden Augenblickswerte mit Kreuzen bezeichnet.In FIG. 1, all interrogated instantaneous values which lie in the range m are denoted by small circles and all instantaneous values in the range m + 1 or m − 1 in the range m + 1 or m − 1 are denoted by crosses.

Unter der — hier erfüllten — Voraussetzung, daß der Spitze-Spitze-Hub der Wechselspannung (doppelte Amplitude) gleich einer Quantenstufe ist, ergibt sich folgendes: Durchläuft die Bildsignalspannung gerade die Mitte eines Bereiches (gestrichelte Linie), so fallen richtigerweise alle abgefragten Augenblickswerte in diesen Bereich; überschreitet sie dagegen gerade eine Bereichsgrenze, z. B. 11, so liegen die abgefragten Augenblickswerte je zur Hälfte in dem bisher durchlaufenen und dem anschließenden Bereich, z. B. m—l und m. Nähert sich die Bildsignalspannung der Bereichsmitte, so nimmt der Anteil der bei der Abfrage in diesem Bereich liegenden Augenblickswerte stetig zu.Under the condition - fulfilled here - that the peak-to-peak swing of the alternating voltage (double amplitude) is equal to a quantum level, the following results: If the image signal voltage just passes through the middle of an area (dashed line), then all the instantaneous values queried are correct this area; however, if it just exceeds a range limit, e.g. B. 11, the queried instantaneous values are each half in the previously traversed and the subsequent area, z. B. m-1 and m. If the image signal voltage approaches the center of the range, then the proportion of the instantaneous values lying in this range when the query is made increases steadily.

Die vorstehend genannte Größe des Spitze-Spitze-Hubes der Wechselspannung stellt einen Optimalwert dar. Wenn nämlich dieser Hub kleiner ist als eine Quantenstufe, so wird die Bildpunktmischung unvollkommen; ist er dagegen allzuviel größer, so werden schließlich auch Bildpunkte eines übernächsten Bereiches beigemischt, und dies äußert sich in einer gewissen Rauhigkeit des reproduzierten Bildes.The above-mentioned size of the peak-to-peak excursion of the alternating voltage represents an optimum value If this stroke is smaller than a quantum level, the pixel mixing will be imperfect; on the other hand, if it is all too much larger, the image points of an area next but one will eventually also be mixed in, and this is expressed in a certain roughness of the reproduced image.

Wie bereits erwähnt, sollen die Folgefrequenz der Abfragetakte t_x und die Frequenz der Überlagerungsspannung disharmonisch zueinander liegen. Hierdurch wird eine periodische Wiederholung der Bildpunktverteilung (Moirebildung) vermieden und stattdessen eine mehr statistische Verteilung, wit bei Verwendung eines Zufallsgenerators, erzielt.As already mentioned, the repetition frequency of the interrogation clocks t _x and the frequency of the superimposed voltage should be disharmonious to one another. This avoids a periodic repetition of the pixel distribution (moire formation) and instead achieves a more statistical distribution, wit when a random generator is used.

An Stelle der gezeichneten Dreieckspannung kann ebensogut eine Sägezahnspannung überlagert werden. Entscheidend ist nur, daß die benutzte Wechselspannung geradlinige Flanken und möglichst keine waagerechten Kurvenstücke aufweist.Instead of the triangular voltage shown, a sawtooth voltage can just as well be superimposed. It is only important that the alternating voltage used has straight edges and, if possible, no horizontal edges Has curve pieces.

In dem Diagramm gemäß Fig. 2 ist die Ordinate in nach der erwähnten physiologischen Kurve steigende Spannungsbereichem—4>., m+3 eingeteilt, und der Bildsignalspannung 14 ist eine Wechselspannung 16 überlagert, deren Amplitude in Abhängigkeit von der Größe der Bildsignalspannung wächst. Das Maß dieser Abhängigkeit ist so gewählt, daß der Spitze-Spitze-Hub der Wechselspannung stets wenigstens annähernd gleich dem von der Bildsignalspannung durchlaufenen Spannungsbereich ist. Überschreitet die Bildsignalspannung eine Bereichsgrenze, so nimmt der Spitze-Spitze-Hub entsprechende Zwischenwerte an.In the diagram according to FIG. 2, the ordinate is divided into voltage ranges m-4>., M + 3 increasing according to the physiological curve mentioned, and an alternating voltage 16 is superimposed on the image signal voltage 14, the amplitude of which increases as a function of the magnitude of the image signal voltage. The extent of this dependency is chosen so that the peak-to-peak deviation of the alternating voltage is always at least approximately equal to the voltage range traversed by the image signal voltage. If the image signal voltage exceeds a range limit, the peak-to-peak deviation assumes corresponding intermediate values.

Hierzu 1 Blatf ZeichnungenFor this 1 sheet of drawings

Claims

d. That is, to assign them to one of patent claims according to a predetermined cycle: several discrete voltage values, each corresponding to a specific density value.

1. Method for recording the by scanning In the case of image telegraphy, this is known by scanning of halftone images to be reproduced because transmitted signals are binary coded against were obtained, quantizedji and, if necessary, the transmission occurring amplitude disturbances digitized image signals, which means that they are much less sensitive than analog signals, draws that to achieve image parts corrected in electronic production with density values that are between two quantum color separations, on the other hand, with one photoelectric values lie, within these image parts in steady scanning of the original image to be reproduced instead of Distribution of image signals with different- takes place in order to generate electrical image signals for an electron, In particular, to gain neighboring quantum values niche color computers, the digital record is recorded will. conversion required as a preparatory measure

2. The method according to claim 1, characterized when a'jßer the color correction a stepless indicates that the ratio of the proportions of the 15 or at least very fine variability of the different image signals equal the ratio of the reproduction scale by electronic means the spacing of the density to be achieved in each case is desired. The binary coded information values before. the neighboring quantum values are used instead of being selected directly will. forwarding the title block, first in a