DE2348955C3 - Verfahren zur Faksimile-Übertragung einer graphischen Vorlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Faksimile-Übertragung einer graphischen Vorlage bei dem, abhangig von der Art der Vorlage oder der erwünschten Güte der Kopie, wahlweise eine von zwei möglichen unterschiedlichen Abtastgecchwindigkeiten zum Lesen und/oder Drucken einstellbar ist, wobei jeweils für eine quadratische, d. h. in Zeilen- und Spaltenrichtung etwa gleich große Bildauflösung Sorge getragen ist.

Ein derartiges Verfahren ist aus IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 11,Nr. l,Juni 1968, Seiten 83 und 84 bekannt.

Öffentliche Telefonschaltnetzwerke sind ein bevorzugtes Übertragungsmedium für Faksimileverbindungen, weil die Teilnehmer diese zum Herstellen von Nachrichtenverbindungen von und zu fast jedem Ort verwenden können, ohne im allgemeinen wesentliche Kapitalinvestitionen bezüglich der Telefonausrüstung vornehmen zu müssen Das öffentliche Telefonnetz ist jedoch in der Bandbreite begrenzt, was dazu führt, daß es lediglich einen begrenzten Frequenzbereich für Faksimileverbindungen zur Verfügung stellt, der beispielsweise in den USA 300 H/ bis etwa 2700 Hz umfaßt. Wegen der Bandb.eitenbegrenzungen erfolgten Faksimileverbindungen über das Telefonnetz für Seiten einer Größe von 21,59 cm x 27,94 cm in 6 Minuten pro Seite, um eine Vertikalauflösung von 37,8 Zeilen/cm und eine Horizontalauflösung von 37,8 Elementen/cm zu erreichen, und in 4 Minuten, um eine Vertikalauflösung von 25,2 Zeilen/cm und eine Horizontalauflösung von 37,8 Elementen/cm zu erreichen. Diese Geschwindigkeiten und Auflösungen sind die des Xerox-Sendeempfangsgerätes Telecopier 400; sie sind jedoch wenigstens repräsentativ für eine überwiegende Praxis, wobei die Auflösung entlang nur einer Achse, z. B. der vertikalen Achse, herabgesetzt worden ist, um die erforderliche Übertragungszeit zu verringern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bezüglich der erforderlichen ÜbertragungGzeit zu verringern, ohne daß dadurch eine Änderung der Abtastdichte in bisher üblichem Ausmaß hervorgerufen wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die wirksame Fläche des abtastenden Elementsauf der Vorlage bzw. dem Aufzeichnungsträger eine Abmessung senkrecht zur Zeilenrichtung besitzt, die stets mit dem Zeilenabstand, wie er bei der größeren der beiden Abtastgeschwindigkeiten erhalten wird, im wesentliche·! übereinstimmt.

Zweckmäßig ist dabei die hohe Verfahrensgeschwindigkeit zumindest um das eineinhalbfache höher als die niedrige Verfahrensgeschwindigkeit.

Vorteilhaft weist die grobe Auflösung einen Abtastschritt von 30,3 Zeilen/cm und eine Bildelementdichte von 31,5 Bildelementen/cm auf, und die feine Auflösung einen Abtastschritt von 37,87 Zeilen/cm und eine Biidelementdichte von 37,8 Bildelementen/ cm.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird also die bisherige Praxis, höhere Faksimile-Übertragungsgeschwindigkeiten durch Verringerung der Auflösung entlang nur einer Achse zu erreichen, vermieden. Statt dessen sind die vertikale und die horizontale Auflösung beide einer Änderung unterworfen, um hierdurch eine Änderung in der Übertragungsgeschwindigkeit ohne auch nur annähernd so radikale

Änderungen in beispielsweise der vertikalen Auflösung zu ermöglichen, wie es bisher erforderlich war. Die Erfindung ist im folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines typischen in der Faksimiletechnik verwendeten Verfahrens zum Abtasten und Drucken graphischer Information,

Fig. 2 eine vergrößerte Einzeldarstellung, weiche die Hauptnachteile bekannter Systeme zum Erzielen hoher Faksimile-Übertragungsgeschwindigkeiten durch verringerte Auflösung verdeutlicht, und

Fig. 3 eine weitere vergrößerte Einzeldarstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gemäß Fig. 1 kann die Abtastung wendelförmig erfolgen. Eine Annäherung eines wendeiförmigen Abtastmusters kann auf einer Oberfläche 12 erzeugt werden, indem die Oberfläche zyklisch in einer Richtung, beispielsweise der horizontalen Richtung überstrichen wird, während die Oberfläche 12 in der vertikalen Richtung periodisch um eine kurze Strecke weiterbewegt wird. Die Genauigkeit einer auf diese Weise erhaltenen angenäherten Wendellinie 13 ist natürlich abhängig von der Länge und Frequenz der Schritte 14 relativ zur Breite der Oberfläche 12 und der Ablenkfrequenz. Eine ausreichende Genauigkeit wurde durch Führen eines fokussierten Lichtstrahles über die Breite eines Dokumentes einer Größe von 21,59 cm X 27,94 cm erreicht, wenn das Dokument in Längsrichtung periodisch in Schritten von 0,066 mm verschoben wird, wobei die Schrittfrequenz das 4,5- oder 6fache der Ablenkfrequenz betrug.
Der Zeilenabstand P eines echten oder angenäher-

ten wendeiförmigen Abtastmusters wird parallel zur Achse der Wendellinie zwischen einander entsprechenden Punkten auf benachbarten Linien der Wendellinie gemessen. Ist z. B. jeder Schrin des in Fig. 1 gezeigten, angenäherten wendeiförmigen Abtastmusters 0,066 mm lang, so werden der Zeilenabstand P und die Abtastdichte

(1) 0,264 mm und 37,8 Zeilen/cm für vier Schritte/ Abtastzeile,

(2) 0,330 mm und 30,3 Zeilen/cm für fünf Schritte/ Abtastzeile, und

(3) 0,396 mm und 25,2 Zeilen/cm für sechs Schritte/Abtastzeile.

Die Abtastdichte bestimmt zusammen mit der für die Übertragung vorgesehenen Zeit den minimal auflösbaren Bildelementabstand, welcher mit einer in der Bandbreite begrenzten Übertragungsverbindung erreicht werden kann. Wie im Falle des Zeilenabstandes P kann der Bildelementabstand abhängig von der Bildelementdichte oder noch einfacher, abhängig von der maximalen Bildelementdichte ausgedrückt werden. Bei einem öffentlichen Telefonschaltnetzwerk führt eine Abtastdichte von 37,8 Zeilen/cm typisch zu einer maximalen Bildelementdichte von 37,8 Bildelementen/cm bei Übertragungsgeschwindigkeiten pro Seite von 3 und 6 Minuten mit bzw. ohne wechselweise Analogkodierung. Ähnlich ergibt eine Abtastdichte von 25,2 Zeilen/cm typisch eine maximale Bildelementdichte von 37,8 Bildelementen/cm bei Übertragungsgeschwindigkeiten von 2 und 4 Minuten/Seite mit bzw. ohne wechselweise Analcgkodierung. Mit anderen Worten kann eine Verringerung der erforderlichen Übertragungszeit um ein Drittel durch Herabsetzen der Zeilendichte um ein Drittel erreicht werden.

Wie durch Betrachtung von Fig. 2 bestätigt wird, macht es die bekannte Praxis, bei Hochgeschwindigkeits-Faksimilesystemen nur die vertikale Abtastdichte zu ändern, um mit der Auflösung zusammenhängende Änderungen in der erforderlichen Übertragungszeit zu erreichen, schwierig, den Abtast- und Druckvorgang mit den hohen und niedrigen Verarbeitungsgeschwindigkeiten zu harmonisieren. Wenn ein Nachrichtenkanal mit begrenzter Bandbreite verwendet wird, gibt es nur eine begrenzte Anzahl von Bildelementen, um einen im wesentlichen kontinuierlichen Strom graphischer Daten zu übertragen. Daher muß jedes Bildelement einen entsprechenden Bereich der graphischen Daten darstellen, selbst wenn mehr oder weniger kontinuierliche Abtast- und Druckverfahren verwendet werden. Typischerweise ist natürlich ein Faksimileabtastvorgang insoweit im wesentlichen kontinuierlich, während der Faksimiledruckvorgang diskontinuierlich sein kann, wenn z. B. ein Schlagdruckwerk verwendet wird, oder kontinuierlich, wenn ein xerografisches Druckwerk verwendet wird.

Die Zahl der pro Flächeneinheit vorgesehenen Zahl von auflösbaren Bildelementen ist gleich dem Produkt der vertikalen Abtastdichte mal der maximalen oder auflösbaren Bildelementdic^Mf Die von den Bildelementen dargestellten Flachen oder Bereiche sind gleichmäßig verteilt. So ergibt ein Auflösungsmuster mit einer vertikalen Abtastdichte von 37,8 Zeilen/cm und einer horizontalen Bildelementdichte von 37,8 Bi!delementen/cm eine Anzahl von 1430 Bildelementen/cm², weiche gleichmäßig verteilt sind, so daß die Mittellinien horizontal benachbarter auflösbarer Bildelemente um 0,264 mm und die Mittellinien von vertikal benachbarten Bildelementen ebenfalls um 0,264 mm voneinander getrennt sind. Auf ähnliche Weise führt ein Auflösungsmuster mit einer vertikalen Abtasidichte von 25,2 Zeilen/cm und eine horizontale Biidelementdichte von 37,S Bildelementen/cm zu 952 Bildelementen/cm², wobei die Mittellinien horizontal benachbarter auflösbarer Bildelemente um 0,264 mm und die Mittellinien vertikal benachbarter Biidelemente um 0,396 mm voneinander getrennt sind.

Die Abtastachsenabmessung des bei dem Abtastvorgang verwendeten Lichtstrahles bestimmt die entsprechende Abmessung der von jedem Bildelement dargestellten Fläche. Zum Beispiel bestimmt, wenn die Abtastdichte ein Maß für die vertikale Auflösung ist, die Höhe des Lichtstrahles die Höhe der von jedem Bildelement dargestellten Fläche. Es ist nun gezeigt worden, daß eine leichte Überlappung benachbarter Bildelemente wünschenswert ist. Es ist jedoch schwierig, wenn nicht unmöglich, unter Verwendung einer Auflösungscharakteristik von 37,8 x 37,8 für Übertragung bei geringer Geschwindigkeit und 25,2 X 37,8 für Übertragung bei hoher Geschwindigkeit eine Grauskalasteuerung ohne Verlust an Bilddaten zu erreichen. Wenn die Höhe des Lichtstrahles, wie dargestellt, so gewählt wird, daß ein übermäßiges Überlappen von vertikal benachbarten Bildelementen 25 und 26 bei Verwendung der Feinauflösungscharakteristik von 37,8 X 37,8 für Übertragung bei geringer Geschwindigkeit verwendet wird, besteht die Gefahr, horizontal orientierte Bilddaten zu verlieren, (wie z. B. die horizontalen Bildelemente der alphanumerischen Zeichen, A, E, F, H, L, T und 7), wenn die Grobauflösungscharakteristik 25,2 X 37,8 für Übertragung mit hoher Geschwindigkeit verwendet wird. Kurz gesagt ist die Differenz von 0,132 mm in der Versetzung der vertikalen Mittellinien der Bildelemente, welche sich bei Auflösungscharakteristiken von 37,8 x 37,8 und 25,2 X 37,8 ergibt, oft zu groß, um die Wahl eines Abtaststrahles geeigneter Abmessungen zum vollständigen Erhalt der Bilddaten und zum Erzielen einer annehmbaren Grauskalensteuerung zu ermöglichen, unabhängig davon, ob die Feinoder die Grobauflösungscharakteristik Verwendung findet. Der Drucker wird natürlich so gewählt, daß die Abtastachsenabmessungen seiner effektiven Drucköffnung im wesentlichen gleich der Abtastachsenabmessung des zum Abtasten verwendeten Lichtstrahles ist, so daß die bei einer gewählten Übertragungsgeschwindigkeit erreichbare Auflösung voll mit ihren Vorteilen ausgenutzt werden kann.

Fig. 3 zeigt eine überraschend effektive Lösung des vorausgehend erwähnten Problems. Dabei werden die Abtastdichte und die Bildelementdichte der Auflösungscharakteristik eines Faksimilesystems mit mehreren Abtastgeschwindigkeiten beide variiert, um mit der Auflösung zusammenhängende Änderungen in der erforderlichen Übertragungszeit zu beeinflussen. Es ist bekannt, daß die wahrgenommene Kopienqualität tatsächlich für eine gegebene Zahl von Bildelementen pro Flächeneinheit verbessert wird, wenn ein im wesentlichen quadratisches Auflösungsmuster verwendet wird. Bisher war es jedoch üblich, Verschlechterungen dieser Charakteristik in Kauf zu nehmen, wenn die Auflösung im Interesse der Verringerung der erforderlichen Übertragungszeit verringert wurde. Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß das Problem der Harmonisieruns der Abtast- und Druckvoreänee mit

den für Verarbeitung von Faksimileinformation mit hoher und niedriger Geschwindigkeit vorgesehenen Auflösungscharakteristiken wesentlich dadurch vereinfacht wird, daß eine Änderung sowohl der Abtastdichte als auch der Bildelementdichte als Funktion der Geschwindigkeit zugelassen wird.

Wie bekannt, ermöglicht es die bisher vorgesehene Auflösungscharakteristik von 25,2 X 37,8 für die Verarbeitung mit hoher Geschwindigkeit in einem Faksimilesystem mit mehreren Abtastgeschwindigkeiten, die Verarbeitung eineinhalbmal schneller als mit dem Auflösungsmuster 37,8 X 37,8 durchzuführen, welches typisch für die Verarbeitung mit geringerer Abtastgeschwindigkeit verwendet wird. Erfindungsgemäß lassen sich jedoch im wesentlichen die gleichen Ergebnisse bezüglich der Relativgeschwindigkeit erzielen, ohne Zugeständnisse an den subjektiv angenehmen Eindruck bei Verwendung eines im wesentlichen quadratischen Auflösungsmusters zu machen, wobei eine wesentlich größere Sicherheit hinsichtlich der Erhaltung der Vollständigkeit der Bilddaten und der Grauskalasteuerung gegeben ist. Insbesondere kann auch, wenn eine Auflösungscharakteristik von 37,8 x 37,8 als Ausgangsgröße für das Arbeiten mit niedriger Abtastgeschwindigkeit gewählt wird, eine etwa eineinhalbmal höhere Verarbeitungsgeschwindigkeit als mit der Auflösung 37,8 X 37,8 erreicht werden, indem Abtastdichte und Bildelementdichte zur Erzielung eines im wesentlichen quadratischen Auflösungsmusters von z. B. 30,3 X 31,5 verändert werden.

Beim Vergleich einer Auflösungscharakteristik 25,2 x 37,8 mit einer Charakteristik 30,3 X 31,5 ist zu erkennen, daß diese etwa 952 bzw. 954 Bildelemente/cm² ergeben. So gibt es keine merkliche Differenz zwischen den Übertragungsgeschwindigkeiten, weiche dabei realisiert werden können. Es besteht jedoch bei den beiden Auflösungscharakteristiken eine wesentliche Differenz in der Versetzung zwischen den Mittellinien der Flächen der auflösbaren Bildelemente. Im einzelnen sind, wie oben erwähnt, bei einer Auflösungscharakteristik von 25,2 X 37,8 die Mittellinien vertikal benachbarter Bildelementflächen um 0,396 mm voneinander getrennt, während die Mittellinien horizontal benachbarter Bildelementflächen um 0,264 mm voneinander getrennt sind. Andererseits sind mit einer Auflösung von 30,3 x 31,5 die Mittellinien der vertikal benachbarten Bildelementflächen um 0,330 mm voneinander getrennt, während die Mittellinien horizontal benachbarter Bildelementflächen um 0,317 mm voneinander getrennt sind.

Somit läßt sich eine wesentliche Verringerung der erforderlichen Übertragungszeit realisieren, ohne auch nur angenähert eine solch radikale Änderung der Abtastdichte zu erfordern, wie es bisher notwendig war, um eine entsprechende Änderung der Übertragungszeit zu erreichen. So können die Abtastachsenabmessungen des für die Abtastung eines ursprünglichen Dokuments 31 verwendeten Lichtstrahls und des zum Drucken am Kopierträger 32 verwendeten Zeichens so gewählt werden, daß sie etwa so groß wie der Zeilenabstand beim gröberen Auflösungsmuster sind, das für die hohe Verarbeitur.gsgeschwindigkeit verwendet wird, um so die Vollständigkeit der Bilddaten zu erhalten, wobei die Gefahr relativ gering ist, daß die Grauskalensteuerung bei der feineren Auflösung infolge übermäßiger Überlappung benachbarter Bildelemente 33 und 34 verlorengeht.
Es wäre unrealistisch, anzunehmen, daß es keine Grenze für die Änderung des Zeilenabstandes gibt, welche beim erfindungsgemäßen Verfahren ohne Verlust der Grauskalensteuerung oder Informationsvollständigkeit zulässig ist. Die obere Grenze ist je- doch nicht bekannt. Derzeit wurde eine annehmbare Grauskalensteuerung ohne Datenverlust in einem Faksimile-Sendeempfangsgerät mit mehreren Geschwindigkeiten bei einer Auflösungscharakteristik von 37,8 x 37,8 sowie von 30,3 X 31,5 erreicht, wobei ein elliptischer Lichtpunkt mit einer Hauptachse von 0,330 mm und einer Nebenachse von 0,203 mm zum Abtasten und xerografischen Drucken verwendet wurde.

Zusammenfassend ist aus der obigen Darstellung zu erkennen, daß ein verbessertes Verfahren zum Harmonisieren der Auflösungscharakteristiken von Faksimilesystemen mit mehreren Geschwindigkeiten mit den in derartigen Systemen verwendeten Abtast- und Druckvorgängengeschaffen worden ist. Die BiIdabtastung und das Drucken bei hoher und niedriger Verarbeitungsgeschwindigkeit werden mit öffnungen ausgeführt, deren Höhe etwa so groß wie der Zeilenabstand der gröberen Auflösung bei hoher Abtastgeschwindigkeit ist, ohne die Grauskalensteuerung über eine, bei der niedrigeren Verarbeitungsgeschwindigkeit mit deren feinerer Auflösung erzeugte Faksimilekopie zu beeinträchtigen. Ein Variieren sowohl der Abtastdichte als auch der Bildelementdichte als Funktion der Übertragungsgeschwindigkeit ermöglicht es weiter, eine Verarbeitung sowohl mit hoher als auch mit niedriger Abtastgeschwindigkeit mit im wesentlichen quadratischer Auflösungscharakteristik auszuführen.

Erfindungsgemäß wird die Arbeitsweise einer Fak-

simileausrüstung für mehrere Geschwindigkeiten, welche mit in der Bandbreite begrenzten Nachrichtenkanälen, z. B. öffentlichen Telefonschaltnetzwerken, arbeitet, durch Variieren sowohl der vertikalen als auch der horizontalen Auflösung als Funktion der gewählten Verarbeitungsgeschwindigkeit verbessert. Radikale, mit der Geschwindigkeit zusammenhängende Auflösungsänderungen entlang der horizontalen oder vertikalen Achsen können daher vermieden werden, wodurch die Harmonie zwischen den Größen der Abtast- und Drucköffnungen einerseits und der durch die übertragenen Bildelemente dargestellten Flächen andererseits gewahrt bleibt. Wenn eine irn wesentlichen quadratische Auflösung erhalten wird, können grobe und feine Auflösungsmuster, welche zu

um einen Faktor von wenigstens 1,5 differierenden Verarbeitungsgeschwindigkeiten gehören, ohne wesentlichen Verlust an Bildinformation bei der höheren Verarbeitungsgeschwindigkeit oder Verlust der Grauskalensteuerung bei der niedrigeren Verarbeitungsgeschwindigkeit dadurch angepaßt und verwendet werden, daß die Abtast- und Drucköffnungen derart gewählt werden, daß sie im wesentlichen mit dem Zeilenabstand beim gröberen Auflösungsmuster übereinstimmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Pate n tansprüche:

1. Verfahren zur Faksimile-Übertragung einer graphischen Vorlage bei dem, abhängig von der Art der Vorlage oder der erwünschten Güte der Kopie wahlweise eine von zwei möglichen unterschiedlichen Abtastgeschwindigkeiten zum Lesen und 'oder Drucken einstellbar ist, wobei jeweils für eine quadratische, d. h. in Zeilen- und Spaltenrichtung etwa gleich große Bildauflösung Sorge getragen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Fläche des abtastenden Elements auf der Vorlage bzw. dem Aufzeichnungsträger eine Abmessung senkrecht zur Zeilenrichtung besitzt, die stets mit dem Zeilenabstand, wie er bei der größeren der beiden Abtastgeschwindigk<iiten erbalten wird, im wesentlichen übereinstimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hohe Verfahrensgeschwindigkeit etwa um das eineinhalbfache höher ist als die niedrige Verfahrensgeschwindigkeit.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die grobe Auflösung einen Abtastschritt von 30,3 Zeilen/cni und eine Eleinentendichte in Zeilenrichtung von 31,5 Elementen/cm hat und daß die feine Auflösung einen Abtastschritt von 37,87 Zeilen/cm und eine Elementendichte von 37,8 Elementen/cm hat.