DE2454310A1

DE2454310A1 - Verfahren zum reproduzieren eines originalbildes durch aufzeichnen von punktmatrizen

Info

Publication number: DE2454310A1
Application number: DE19742454310
Authority: DE
Inventors: Arthur R Brunswick; Lysle D Cahill
Original assignee: Mead Corp
Current assignee: Mead Corp
Priority date: 1973-11-30
Filing date: 1974-11-15
Publication date: 1975-08-07
Also published as: FR2253338A1; GB1489433A; JPS5087243A; IT1023903B; BR7409889A; FR2253338B1; US4084259A

Description

Verfahren zum Reproduzieren eines Originalbildes durch Aufzeichnen von Punktmatrizen

Die Erfindung bezieht sich auf die Y/iedergabe eines Grauwerte^ereichs, wie es im graphischen Gewerbe erforderlich ist. Bei einem üblichen Verfahren zur Erzielung solcher Grauwerte wird ein Halbtonraster verwendet, das bewirkt, daß Punkte gedruckt werden, die abhängig vom Grauwert der mittels der Punkte dargestellten Fläche unterschiedliche Größen aufweisen. Bei der Faksimilewiedesgabe, bei der ein Halbtonraster nicht verwendet werden darf, sind andere Grauwertreproduktionsverfahren angewendet worden, wie beispielsweise in den USA-Patentschriften 1 848 840, 3 197 558, 3 294 896, 3 629 496 und 3 580 995 beschrieben ist. Eine weitere Art eines Grauwertreproduktionsverfahrens, auf das

Schw/Ba

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sich die Erfindung insbesondere bezieht, ist in der USA-Patentschrift 3 604 846 beschrieben. In dieser Patentschrift wird die Grauwertreproduktion dadurch erzielt, daß gleich große Punkte in unterschiedlicher Anzahl in den Elementen einer zweidimensionalen Matrix angebracht werden. Wie in der Patentschrift genau ausgeführt ist, wird eine Originaldarstellung, beispielsweise ein photographisches Negativ oder ein Filmpositiv optisch abgetastet, und DichteSchwankungen werden elektrisch reproduziert, in eine digitale Information umgesetzt und aufgezeichnet. Die aufgezeichnete Information wird dann in einem Computer verarbeitet, wobei das erzeugte Ausgangssignal eine digitale Information ist, die eine Folge von Punkten darstellt, wie sie zum Aufbau eines Matrixabdrucks mit der entsprechenden optischen Dichte erforderlich ist. Die digitale Ausgangsinformation kann zum Steuern irgendeiner zweckmässigen Ein/Aus-Markierungsvorrichtung verwendet werden, doch wird bevorzugt ein binär geschaltetes Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät verwendet, das ebenfalls in der USA-Patentschrift 3 6o4 846 beschrieben ist.

Eine wesentliche Einschränkung einer Bildwiedergabevorrichtung, wie sie in der US-PS 3 604 846 beschrieben ist, besteht darin, daß die Zahl der Grauwerte, die aus einer Matrix mit gegebener Größe erhalten werden kann, beschränkt ist. Beispielsweise kann mit Hilfe einer 3x3-Matrix nur eine Gesamtzahl von 10 Graiwerten erzeugt werden, obgleich die meisten dieser Grauwerte mittels mehrerer unterschiedlicher Punktanordnungen dargestellt werden können. In jenen Anwendungsfällen, in denen mehr Grauwerte reproduziert werden müssen, ist es notwendig, die Matrix zu vergrössern. Durch Vergrößern der Matrix auf eine 8x8-Anordnung wird es möglich, insgesamt 65 Grauwerte von Weiß bis Schwarz wiederzugeben. Die zur Halbtonreprodüktion verwendete Matrix stellt jedoch

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auch das Grundauflösungselement des Systems dar, so daß bei einer Vergrösserung der Matrix zur Erzielung zusätzlicher Grauwerte das Auflösungsvermögen des Systems abnimmt. Beispielsweise hat die oben erwähnte 3x3-Matrix, die 10 Grauwerte ermöglicht, ein Auflösungsvermögen von etwa 1,9 Zeilen pro mm (48 Zeilen pro inch), wenn ein Abstand von 0,09 mm (0,0035 inch) zwischen den Matrixelementen verwendet wird. Andrerseits ergibt eine 4x4-Matrix mit gleicher Elementgröße 17 Grauwerte, doch sinkt das Auflösungsvermögen auf etwa 1,4 Zeilen pro mm (36 Zeilen pro inch)» Diese Situation kann offensichtlich durch Verkleinern der Matrixelemente verbessert werden, doch erfordert dies auch eine Verkleinerung der gedruckten Punkte. Es ist derzeit nicht möglich, ein Strahltropfen-Auf Zeichnungsgerät herzustellen, das Punkte drucken kann, ,deren Durchmesser viel kleiner als etwa 0,09 mm (0,0035 inch) ist. Es besteht somit ein Bedarf nach einem System, das eine große Anzahl von Grauwerten in Matrixform ohne unangemessene Verschlechterung des Auflösungsvermögens wiedergeben kann«,

Mit Hilfe der Erfindung wird die Wiedergabe einer beliebigen gewünschten Anzahl von Grauwerten mittels eines Punktmatrix-Aufzeichnungsgeräts ermöglicht, während gleichzeitig das Auflösungsvermögen beibehalten wird, das mit Hilfe einer kleinen Grundmatrix, beispielsweise einer 2x2-Matrix erzielbar ist. Den einander entgegengesetzten Erfordernissen, die der Aufzeichnung mit hohem Auflösungsvermögen einerseits und der Wiedergabe mit einem weiten Grauwertbereich andrerseits zugeordnet sind, wird durch Verwendung von Punktmatrixgruppen Rechnung getragen, die kleinere Punktmatrizen enthalten. Die Punktmatrizen, die eine solche Gruppe bilden, ermöglichen die Wiedergabe irgendeines Grauwerts aus einer relativ großen Zahl

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unterschiedlicher Grauwerte, und wenn benachbarte Punkte innerhalb eines Originalbildes etwa die gleiche optische. Dichte aufweisen, dann werden diese benachbarten Punkte insgesamt mit Hilfe einer solchen Matrixgruppe wiedergegeben. Wenn jedoch benachbarte Punkte innerhalb des Originalbildes nicht die gleiche optische Dichte aufweisen, dann wird jeder Punkt durch eine einzige Punktmatrix repräsentiert, die aus einer Punktmatrixgruppe mit dem entsprechenden Grauwert ausgewählt ist. In diesem zuletzt genannten Fall erzeugt das System die optischen Dichten zweier benachbarter Punktenur angenähert, doch sind große Änderungen der optischen Dichte sichtbar vorhanden. Somit hat das System ein hohes relativ Auflösungsvermögen in Bildbereichen mit hohem Informationsinhalt, und es ergibt eine genaue optische Dichtewiedergabe in Bildbereichen mit niedrigem Informationsinhalt.

Gemäß der Erfindung werden die oben erwähnten Punktmatrizen und Punktmatrixgruppen mit Hilfe eines Ein/Aus-Aufzeichnungsgeräts wiedergegeben, das ein binär geschaltetes Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät sein kann. Die Schaltsignale für das Aufzeichnungsgerät können mit Hilfe eines Magnetbandes oder eines anderen Markierungssteueraufzeichnungsmediums erzeugt werden, das Informationsbits enthält, die entsprechend den vom Aufzeichnungsgerät zu erzeugenden Markierungen angeordnet sind. Die auf dem Markierungssteueraufzeichnungsmedium aufgezeichneten Bits werden ihrerseits aus Bitmustern ausgewählt, die entsprechend den oben erwähnten Punktmatrixgruppen angeordnet sind. Diese Bitmuster werden in einer Reihe in einer geeigneten Speichervorrichtung gespeichert, und sie werden entsprechend den optischen Dichten der zu reproduzierenden Punkte entnommen. Die Auswahl der Bits aus den Bitmustern erfolgt entsprechend den Änderungen der optischen Dichte von Punkt zu Punkt. Das bedeutet, daß für den Fall, daß

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daß aneinander angrenzende Punkte mit ausreichend ähnlichen optischen Dichten die Bitauswahl aus dem gleichen Bitmuster erfordern, unterschiedliche Bits aus dem Bitmuster entsprechend einer vorbestimmten Folge ausgewählt werden. Diese Folge hält solange an, bis alle Bits innerhalb des Bitmusters ausgewählt worden sind. Wenn danach weitere benachbarte Punkte mit den gleichen optischen Dichten die Bitauswahl aus wiederum dem gleichen Bitmuster erfordern, dann beginnt die Folge erneut.

Ferner sind nach der Erfindung mehrere solcher Reihen von oben erwähnten Bitmustern vorgesehen, wobei jede Reihe zwar die gleiche Gruppe von Grauwerten repräsentiert, jedoch eine Bitanordnung aufweist, die sich von Reihe zu Reihe unterscheidet. In Anwendungsfällen, in denen mehrere Reihen von Bitmustern gespeichert werden, erfolgt für jeden wiederzugebenden Punkt eine Reihenauswahl, und es wird aus dieser Reihe dann ein entsprechendes Bitmuster entnommen. Auf diese Weise ist es möglich, Moire-Effekte zu reduzieren. Vorzugsweise sind wenigstens zwei derartige Bitmuster-Reihen für die abwechselnde Anwendung beim Drucken geradzahliger und ungeradzahliger Zeilen vorgesehen; vorzugsweise können acht oder mehr Bitmuster-Reihen vorgesehen sein. Falls acht Bitmusterreihön vorgesehen sind, sind diese acht Reihen in zwei Gruppen für das Drucken geradzahliger und ungeradzahliger Zeilen aufgeteilt. Die Auswahl aus den vier Bitmusterreihen, die zum Steuern des Drückens eines Punkts in einer gegebenen Zeile verfügbar sind, erfolgt dann auf der Grundlage der optischen Dichte der vier Punkte,die dem zu druckenden Punkt benachbart sind. Als Alternative kann die Auswahl aus einer Gruppe von Bitmusterreihen, die zum Steuern des Drückens eines Punkts zur Verfügung steht, entsprechend einem Zufallsprozeß erfolgen.

Mit Hilfe der Erfindung soll demnach eine Punktmatrixaufzeichnungsvorrichtung geschaffen werden, die in der Lage ist,

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Bildbereiche mit großem Informationsinhalt mit hohem Auflösungsvermögen und Bildbereiche mit geringerem Informationsinhalt mit einer exakten Grauwertwiedergabe zu reproduzieren. Ferner sollen mit Hilfe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Punktmatrixwiedergabe mit reduzierten Moire-Effekten geschaffen werden. Mit Hilfe der Erfindung sollen außerdem die Steuervorrichtungen für ein binär geschaltetes Tintenstrahl-Aufzeichnunsgerät verbessert werden. Ferner sollen auch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Umsetzen einer Aufzeichnung optischer Dichtewerte in eine Aufzeichnung von Markierungssteuersignalen geschaffen werden.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:

Fig.1A und 1B vier Sätze von Punktmatrixgruppen zur Halbtonreproduktion,

Fig.2 die Teilmatrizen einer Matrixgruppe,

Fig.3 eine vergrößerte Ansicht einer Punktmatrixgruppe, wie sie auf dem gedruckten Material erscheinen kann,

Fig.4 ein typisches Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig.5 eine Abtastvorrichtung zur Erzeugung eines Bandes mit optischen Dichtewerten,

Fig.6 eine Vorrichtung zum Umsetzen des Bandes mit den optischen Dichtewerten in ein Band mit Markierungssteuersignalen und

Fig.7A bis 7E ein Flußdiagramm für dieUmsetzung des Bandes mit den optischen Dichtewerten in.das Band mit den Markierungssteuersignalen.

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Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können Grauwerte oder Halbtöne unter Verwendung eines oder mehrerer Sätze von Punktmatrizen, beispielsweise • von Matrizen A, B-, C und D von Fig.1A und 1B wiedergegeben werden. Jeder dieser Matrizensätze enthält Normalmatrixgruppen 10 und Sondermatrixgruppen 11 bis 14·. Die Matrixgruppen 10 bis 14 repräsentieren insgesamt die angegebenen Grauwerte, doch werden die Matrixgruppen nicht als Gesamtgruppen aufgezeichnet. Stattdessen erfolgt die Halbtonreproduktion durch Aufzeichnen kleiner 2x2-Matrizen 15, die gemäß einem unten noch näher erläuterten Verfahren aus den größeren Matrixgruppen ausgewählt werden.

Das Aufzeichnen der Matrizen 15 kann mit Hilfe irgendeiner geeigneten Ein/Aus-Punktmarkierungsvorrichtung durchgeführt werden, doch wird vorzugsweise ein digitalgeschaltetes Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät verwendet, wie es allgemein in Fig.4 dargestellt ist. Dieses Gerät, das in der US-PS 3 604 846 genau beschrieben ist, enthält einen Tropfengenerator 40, eine rotierende Trommel 41, eine Bandeinheit 42, einen Speicher 43, ein Ausgabeschieberegister 44 und eine Steuereinheit 45. Die Bandeinheit 42 liest ein Markierungssteuerband 24 (Fig.6), das Informationsbits entsprechend der Punktanordnung in den Punktmatrizen 15 enthält und diese Informationsbits in den Speicher 43 eingibt. Die Steuereinheit steuert das Entladen des Speichers in das Ausgabeschieberegister 44 zur Aufladungssteuerung einer Ladeelektrode 46.

Die Steuereinheit 45 steuert auch die Drehzahl eines Antriebsmotors 47 sowie die Betriebsfrequenz eines Anregungswandlers 48. Der Anregungswandler 48 versetzt den Tropfengenerator 40 in Schwingungen, damit ein Aufspalten

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eines Tintenfadens 49 in eine Folge gleich großer und gleich weit voneinander entfernter Tropfen 50 bewirkt wird. Die Tropfen 50 werden entsprechend der aus dem Schieberegister 44 geschobenen Information hinsichtlich ihrer Ladung codiert. Wenn der Signalwert "1" aus dem Schieberegister geschoben wird, dann wird ein entsprechender Tropfen durch Induktion von der Elektrode 46 aufgeladen, während beim Ausschieben des Signalswerts "0" aus dem Schieberegister 44 ein entsprechender Tropfen 50 im ungeladenen Zustand vom Faden 49 abspaltet. Alle Tropfen 50 durchlaufen zwei. Ablenkelektroden 51, und diejenigen Tropfen 50, die aufgeladen sind, werden in einen Auffänger 52 abgelenkt. Auf der Trommel 41 ist ein sich mit dieser drehendes Aufzeichnungsblatt befestigt, so daß sich die ungeladenen Tropfen 50 darauf absetzen. Es ist ein nicht dargestellter Schrittmotor vorgesehen, der die Vorrichtung zur Erzeugung und Aufladung der Tintentropfen in Längsrichtung zur Trommel 41 einmal pro Umdrehung weiterschaltet. Auf diese Weise können die ungeladenen Tropfen 50 jedes gewünschte Punktmatrixmuster wiedergeben. Es sei Jedoch bemerkt, daß die zum Wiedergeben einer 2x2-Punktmatrix benötigten vier Informationsbits nicht nacheinander in das Schieberegister 44 geladen werden können. Gewöhnlich werden zwei dieser vier Bits für ein aufeinanderfolgendes Ausschieben aus dem Schieberegister 44 eingegeben, und die zwei anderen Bits werden so eingegeben, daß sie an der gleichen Stelle wä'hrend der nächsten Umdrehung der Trommel 41 ausgeschoben werden. In einem typischen Fall, bei dem 16 384 Druckzellen unter dem Tropfengenerator 40 während jeder Umdrehung der Trommel 44 hindurchlaufen, sind die zwei Bitpaare im Speicher durch 2048 Byte-Speicherplätze voneinander getrennt. Auf diese Weise kann das Aufzeichnungsgerät einen Teil einer 2x2-Matrix während einer Umdrehung der Trommel 41 aufzeichnen, und er

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vollendet die Matrix während des nächstfolgenden Umlaufs.

Das Markierungssteuerband 24, das die mit Hilfe des Aufzeichnungsgerät aufzuzeichnenden Muster steuert, kann mit Hilfe einer Vorrichtung erzeugt werden, die allgemein in Fig.6 dargestellt ist.. Diese Vorrichtung enthält einen Lesekopf 21,einen Formatumsetzer 22 und einen Aufzeichnungskopf 23; sie liest ein optische Dichtewerte ^enthaltendes Band 20 und setzt die so gelesenen Daten in eine Form um, die mit Bitmatrixform bezeichnet werden kann. Das Band 20 kann seinerseits mit Hilfe der Vorrichtung hergestellt werden, die allgemein in Fig.5 dargestellt ist, doch könnte das Band 24 auch direkt ohne Erzeugung des Zwischenbandes 20 hergestellt werden.

Die Banderzeugungsvorrichtung von Fig.5 ist bekannt; sie ist in der US-PS 3 629 495 genau beschrieben. Für das Verständnis der hier beschriebenen Erfindung genügt es zu bemerken, daß die Vorrichtung allgemein eine Abtasteinheit 25 mit einem Tisch 23 enthält, der mit Hilfe von zwei Antriebsmotoren 27 und 28 in zwei Koprdinatenrichtungen angetrieben wird. Ein Bildträgerfilm ist auf dem Tisch 32 so befestigt, daß er mit Hilfe einer Lichtquelle 33 beleuchtet werden kann, und das hindurchdringende Licht wird mit Hilfe eines Fühlers abgetastet. Der Fühler 29 erzeugt ein Analogausgangssignal, das digitalisiert, in ein gewünschtes Format gebracht und von einem Aufzeichnungsgerät 30 aufgezeichnet wird. Alle diese Vorgänge erfolgen unter der Steuerung durch eine Steuereinheit 31. Als Ergebnis wird ein optische Dichtewerte enthaltendes Band 20 erzeugt, das die Optikdichteinformation in digitaler Form trägt. Die Position jedes digitalen Worts auf dem Band

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entspricht der X-Y-Position eines zugeordneten Punktes auf dem Bildträgerfilm 26.

Der Formatumsetzer 22, der die Information über die optische Dichte auf dem Band 20 in die Bitmatrixinformation für das Markierungssteuerband 24 umsetzt, kann ein digitaler Spezialrechner oder ein digitaler Universalrechner, beispielsweise ein für das O.S.Betriebssystem geeigneter Rechner IBM370 sein. Damit er als Formatumsetzer arbeitet, ist der Rechner so programmiert, daß er intern zur Durchführung der mittels der Flußdiagramme von Fig.7A bis TE angegebenen Operationen ausgebildet ist. Allgemein enthält die Folge vonOperationen das Lesen eines optischen Dichtewerts, das Auswählen einer der Matrixsätze A, B, C oder D von Fig.1A und 1B, das Herausgreifen einer der abgelesenen optischen Dichte entsprechenden Matrixgruppe aus dem ausgelesenen M»trixsatz und dann das Aufzeichnen eines Bitmusters entsprechend einer der vier oder mehr 2x2-Matrizen innerhalb der Matrixgruppe.

Allgemeinlönnen die Matrixgruppen 10 bis 14 von Fig.1A und 1B als den Matrizen in der genannten US-PS 3 604 ähnliche Matrizen angesehen werden. Solche Matrixgruppen können soviele Grauwerte wiedergeben, wie es erwünscht ist, indem einfach die Gruppengröße erhöht wird.Bei dem hier beschriebenen Verfahren werden die Grauwertmöglichkeiten solcher großer Matrixgruppen ohne einen damit verbundenen Verlust an Auflösungsvermögen dadurch erzielt, daß auf der Basis der oben erwähnten 2x2-Matrizen aufgezeichnet wird. Das bedeutet, daß das Aufzeichnungsgerät 0 bis 4 Punkte innerhalb einer 2x2-Matrix aufzeichnet, wie es der reproduzierte Dichtewert erfordert, worauf ein Übergang zu einem neuen Punktmuster für die nächste 2x2-Matrix erfolgt. In Bildbereichen, die relativ wenig Einzelheiten enthalten,

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vereinigen sich die 2x2-Matrizen zur Erzeugung der größeren Matrixgruppen.

Eine typische Normalmatrixgruppe 10 ist in vergrößerter Form in Fig.2 dargestellt. Wie zu erkennen ist, enthält eine solche Matrixgruppe 10 vier Matrizen 15, die in Fig.2 mit I, II, III und IV bezeichnet sind. Jede^ dieser Matrizen 15 ist eine 2x2-Matrix, was bedeutet, daß sie vier in zwei Reihen zu> je zwei Zellen angeordnete Matrixzellen enthält. Die Zahl und die Position der gedruckten Punkte innerhalb jeder 2x2-Matrix hängt ab von der Gruppe 10, der die Matrix 15 angehört, sowie von der Position der Matrix innerhalb der Matrixgruppe. Wie oben erwähnt wurde, sind die Matrixgruppen 10 bis 14 in vier Sätzen A, B, C und D angeordnet. Jeder der Sätze A bis D enthält 17 Matrixgruppen.10 zur Darstellung von 17 unter- j schiedlichen Grauwerten sowie vier größere Matrixgruppen 11 bis 14 zur Darstellung von vier zusätzlichen Grauwerten, die als Sonderfälle .behandelt werden.

Gemäß den hier' beschriebenen Verfahren kann "jede neue Matrix 15, die vom Drucker gedruckt wird, einer anderen Matrixgruppe angehören, so daß das mit Hilfe einer 2x2-Matrix erzielbare Auflösungsvermögen gewahrt bleibt. Somit kann eine Matrix 15 einer 0%-Grauwertgruppe 10 angehören und keine gedruckten Punkte enthalten, während die nächste Matrix einer 100^-Grauwertgruppe 10 angehören kann und vier gedruckte Punkte enthalten kann. Darauf kann eine weitere 0%-Grauwertmatrix folgen usw.

Vier benachbarte Matrizen, wie sie in Fig.2 dargestellt sind, können zusammen irgendeinen von 17 unterschiedlichen

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Grauwerten von Weiß bis Schwarz wiedergeben. Dies wird entsprechend einem 2x2-Grundschema dadurch erzielt, daß jeder Matrix 15 abhängig von der Matrixposition innerhalb der Gruppe 10 eine Bezeichnung I, II, III oder IV zugeordnet wird. Diese Bezeichnung kann zweckmassigerweise unter Bezugnahme auf die Position der 2x2-Matrix innerhalb des reproduzierten Gesamtbildes getroffen werden. So können beispielsweise alle Matrizeh·, .die ungeradzahlige Positionen innerhalb ungeradzahliger Druckzeilen besetzen, mit I bezeichnet werden, während geradzahlige Matrixpositionen innerhalb ungeradzahliger Druckzeilen mit II bezeichnet werden können. Für geradzahlige Druckzeilen können für die ungeradzäi ligen Matrixpositionen die Bezeichnung III und für geradzahlige Matrixpositionen die Bezeichnung IV gewählt werden..

Bei der Ablauffolge zur Bestimmung der Punktlage innerhalb einer 2x2-Matrix wird der Matrix eine Bezeichnung gemäß den obigen Ausführungen und auch ein Grauwert-Gruppenhinweis gegeben. Wenn beispielsweise eine Matrix mit III bezeichnet ist (ungeradzahlige Matrixposition innerhalb einer geradzahligen Druckzeile) und die zugehörige Matrixgruppe die 30%-Grauwertgruppe des Satzes A ist, dann wird ein einzelner Punkt in der unteren rechten Zelle der Matrix gedruckt. Es ist zu erkennen, daß die nächste Matrix in der gleichen Druckzeile (bei einer Druckrichtung von links nach rechts ) mit IV bezeichnet ist, so daß bei einem erneuten Grauwert von 30% (und der weiteren Annahme der Zugehörigkeit zum Satz A) kein Punkt in einer der vier Matrixzellen gedruckt wird. Wenn sich die gleichen Bedingungen während des Drückens der Matrizen I und II der unmittelbar darüberliegenden Zeile ergeben hätten, dann wäre ein Punkt in der linken unteren Zelle der Matrix I und ein Punkt in der oberen rechtenZelle der Matrix II gedruckt worden. Auf diese

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Weise haben die vier benachbarten Matrizen I bis IV insgesamt gedruckte Punkte in 3 von 16 möglichen Zellen. In Wirklichkeit sind die gedruckten Punkte etwas größer als dargestellt, so daß drei gedruckte Punkte in einer Matrixgruppe 10 tatsächlich einen Grauwert von etwa 30% wiedergeben. Das Drucken aller anderen Matrixgruppen 10 erfolgt gemäß einem ähnlichen Vorgang. Es wird erneut darauf hingewiesen, daß die Matrizen I bis IV unterschiß dlichen GrauwertgruppeniO angehören können, was bedeutet, daß beim Drucken einer Matrix I mit einem. Grauwert von 30% (immer noch unter der Annahme des Satzes A) und beim Drucken der nächsten Matrix in der gleichen Zeile mit einem Grauwert von 65% die' erste Matrix einen gedruckten Punkt in ihrer unteren linken Zelle aufweist, während die nächste Matrix (eine Matrix II) gedruckte Punkte sowohl in ihrer oberen rechten als auch in ihrer unteren linken Zelle aufweist. Wenn die gleichen 30%-r und 65%-Grauwerte für die sich anschliessenden Matrizen in den unmittelbar darunterliegenden Druckzeilen gelten, dann- erfolgt erneut eine Auswahl von Matrixmustern aus unterschiedlichen Matrixgruppen, doch sind diesmal die Matrizen mit III und IV bezeichnet. Eine solche Anordnung von vier benachbarten Matrizen ist in Fig.3 dargestellt. Wie oben bereits erwähnt wurde, gibt es vier Sonderfälle, die in jedem der Sätze A bis D durch die Matrixgruppen 11, 12, 13 und 14 dargestellt sind. Diese Sondergruppen ermöglichen die Reproduktion von Halbtönen mit Zwischenwerten, die mit Hilfe einer aus vier Matrizen bestehenden Gruppe wie der Gruppe 10 nicht wiedergegeben werden können. Die Gruppen 10 ermöglichen die Reproduktion von 17 Grauwerten von Weiß bis Schwarz, jedoch wird durch die Hinzufügung der Sondergruppen die Reproduktion von so vielen Grauwerten möglich, wie erwünscht ist. Natürlich ermöglichen die von den größeren Matrixgruppen repräsentierten

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Zwischenwerte die genaue Halbtonreproduktion nur in Bildbereichen mit ausreichendem Platz zum Drucken der gesamten Matrixgruppe, die diesen Grauwert wiedergibt. Wie in Zusammenhang mit den Figuren 7 A bis 7£ genauer beschrieben wird, können die Sondermatrixgruppen dadurch gedruckt werden, daß die zum Drucken einer Normalgruppe 10 angewendete Prozedur einfach erweitert wird.

Beim Satz A der Figuren 1A und 1B und insbesondere bei Betrachtung der Matrixgruppe 12 ist zu erkennen, daß ein Grauwert von 15% dadurch wiedergegeben werden kann, daß jeweils ein Punkt in der zweiten und in der sechsten Matrix 15 in einer Gruppe von sechs aufeinanderfolgenden Matrizen in einer ungeradzahligen Druckzeile gedruckt wird, worauf dann ein Punkt in der dritten Matrix der darunterliegenden Druckzeile gedruckt wird. Wenn jedoch nur weniger als sechs aufeinanderfolgende Punkte vorhanden sind, für die der aufgezeichnete Grauwert 15% betragen soll, dann wird nur ein Teil der Matrixgruppe 12 gedruckt. Die Logikanordnung zur Erzielung dieser Teilausnutzung der Matrixgruppe 12 wird unten im Zusammenhang mit der Beschreibung von Fig.7E näher erläutert.

Die vier Matrixsätze A bis D von Fig.iA und 1B sind vorgesehen, damit allgemein als Moire-Muster bezeichnete Mustereffekte vermieden werden, die sich dann ergeben, wenn ein Grauwert stets durch das gleich Punktmuster wiedergegeben wird. Im Rechner sind 84 unterschiedliche Punktmuster zur Darstellung der 21 unterschiedlichen Grauwerte gespeichert. Die von den unterschiedlichen Matrixgruppen angewendeten Punktmuster können in der vielfältigsten Weise angeordnet sein, wie es für die graphische Qualität des reproduzierten Bildes gewünscht

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wird; die in Fig.1A und 1B dargestellten Punktmuster sind nur als Beispiel angegeben. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die dargestellten Muster qualitativ ziemlich hochwertige Reproduktionen für die verschiedensten Typen von Bildern ergeben.

Wie oben bereits erwähnt wurde, kann die Auswahl aus einer von vier verfügbaren Matrixgruppen getroffen werden, wenn es erwünscht ist, einen bestimmten Grauwert zu drucken. Zur Vermeidung unbeabsichtigter Musterbildungseffekte ist es erwünscht, Matrixgruppen aus den Sätzen A, B, C und D nicht in irgendeiner sich wiederholenden Folge zu verwenden. Gemäß dem hier beschriebenen Verfahren erfolgt daher die Matrixgruppenauswahl auf der Grundlage der optischen Dichte der Bildpunkte, die sich an den Punkt anschliessen, für den eine Matrixauswahl gerade getroffen wird. Wenn der benachbarte Bildpunkt mit der größten optischen Dichte über dem interessierenden Punkt liegt, dann wird eine der 2x2-Matrizen aus der entsprechenden Matrixgruppe innerhalb des-Matrixsatzes D aufgezeichnet. Wenn der benachbarte Bildpunkt mit der größten optischen Dichte links des betrachteten Punkts liegt, dann erfolgt die Auswahl aus dem Satz C. Die Auswahl aus dem Satz B erfolgt für unterhalb liegende benachbarte Punkte mit größter optischer Dichte, während die Auswahl aus dem Satz A für rechtsliegende Punkte mit größter optischer Dichte erfolgt. Es ist zu erkennen, daß mehr als vier Sätze von Matrixgruppen angewendet werden können und daß andere Verfahren zur Auswahl der Sätze in Verbindung mit der Wiedergabe von Halbtönen an Punkten innerhalb eines Bilds angewendet werden könnten. Bei-, spielsweise könnte die Auswahl eines Satzes auf Zufallbasis erfolgen, indem Satznummern mit Nummern

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in Übereinstimmung gebracht werden, die mit Hilfe eines Zufallsprozesses erzeugt werden.

In den Figuren 7A bis 7E ist ein Flußdiagramm eines Computerprogramms dargestellt, das im Zusammenhang mit der oben beschriebenen Bandumsetzung eingesetzt werden kann. Fig.7A zeigt ein allgemeines Flußdiagramm, das eine Prograim-Makroinstruktion BIKCON enthält. Die Figuren 7B bis 7E zeigen ein Flußdiagramm für den Makrobefehl BIKCON. Der erste Schritt des mittels Fig.7A dargestellten Programms ist das Einlesen einer Grauskala in den Computerspeicher. Dieser Schritt bewirkt die Bestimmung von optischen Dichtebereichen für jeden der diskreten Grauwerte, der gedruckt wird. In einer erfolgreich betriebenen Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens sind 256 solcher Werte in digitaler Form in Dichtezahlen von 0 bis 256 codiert. Der Reproduktionsvorgang, der oben im Zusammenhang mit den Figuren 1A und 1B beschrieben ist, ermöglicht jedoch das Drucken von nur 21 unterschiedlichen Grauwerten (wobei die Möglichkeit besteht, jeden dieser Grauwerte durch bis zu vier unterschiedlichen Punktmustern zu drucken). Somit umfaßt der Schritt "Lesen der Grauskala" das Aufstellen einer Tabelle mit optischen Dichtewerten entsprechend jedem der zu druckenden Punktmatrixmuster. Beispielsweise kann es erwünscht sein, eine der O^Matrizen von Fig.1A immer dann zu drucken, wenn das Eingangsband eine Zahl für die optische Dichte im Bereich zwischen 0 und 8 enthält. In gleicher Weise kann ein entsprechendes 5%-Punktmuster Zahlen für die optische Dichte im Bereich zwischen 9 und 18 repräsentieren. Das Programm bewirkt die Zuordnung der gesamten 256 optischen Dichtewerte zu dem vom Programm zur Verfügung gestellten 21 möglichen Grauwerten. Allgemein ist das menschliche Auge am weißen Ende der Grauskala empfindlicher, so daß Vorkehrungen für ein Spreizen der Dichtewerte am unteren Ende der Grauskala

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getroffen sind.

Nach dem Einlesen der Grauskala in den Computer ist es zweckmässig, diese Daten für Dokumentationszwecke auszudrucken. Anschliessend bildet das Programm die Umsetzungstabelle CONVTAB, die lediglich die Umkehrung der oben erwähnten Grauskalentabelle darstellt. Somit findet jedesmal dann, wenn der Computer zum Umsetzen eines neuen optischen Dichtewerts aufgerufen ist, eine unmittelbare Auswahl eines der Grauwerte aus den 21 möglichen gedruckten Grauwerten statt.

Der Schritt "Lesen von Parameterdaten" ist ein Schritt, bei dem der Abschnitt des Eingangsbandes bezeichnet wird, der gelesen werden soll." Dadurch wird ermöglicht, nur einen Teil eines großen Bildes zu drucken, das von den Daten am Eingangsband 20 repräsentiert werden kann. Die bei diesem Schritt gelesenen Parameterdaten sind somit Daten, die sich auf die Gitterkoordinaten der zu druckenden Fläche beziehen.

Nach dem Lesen der Parameterdaten bildet das Programm Eingabe- und Ausgabeblöcke, und es bestimmt, ob Aufzeichnungen auf dem Eingangsband übersprungen werden sollen. Danach liest das Programm die ersten zwei Aufzeichnungen auf dem Eingangsband. Diese zwei Aufzeichnungen sind Daten für die optische Dichte der zwei ersten Bildzeilen, die gedruckt werden sollen. Danach liest das Programm weitere Aufzeichnungen, und es fährt fort, eine Aufzeichnung nach der anderen zu lesen, so daß ständig drei Aufzeichnungen im Speicher vorhanden sind. Dies ermöglicht den Vergleich der optischen Dichte an jedem Punkt innerhalb einer Zeile mit der optischen Dichte benachbarter Punkte in

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dieser Zeile unmittelbar über und unter der interessierenden Zeile.

Nachdem drei Aufzeichnungen in den Speicher gelesen worden . sind, löscht das Programm das Ausgaberegister, damit die von der vorherigen Programmschleife erzeugten Bitmuster gelöscht werden; das Programm fährt dann mit der Makroinstruktion BIKCON fort. Wie aus Fig.7B hervorgeht, beginnt die Makroinstruktion BIKCON mit der Sicherstellung von Indexregistern in einem Sicherungsbereich, so daß sie vor der Rückkehr zum Abrufprogramm wieder in den Anfangszustand gebracht werden können. Der nächste Schritt besteht darin, in das Register 3 die Adresse des ersten Dichtewerts in der Zeile der in Bitmuster umzusetzenden Dichtewerte einzugeben. In gleicher Weise wird das Register 2 so eingestellt, daß es die Adresse, des ersten Elements der vorhergehenden Zeile enthält, während das Register 4 auf die Adresse des ersten Elements in der unmittelbar unterhalb derjenigen Zeile, die umgesetzt werden soll, eingestellt wird. Das Register 5 wird auf die Zahl der Elemente der in Bitmuster umzusetzenden Aufzeichnung eingestellt; es wird als Zähler verwendet. Jedesmal dann, wenn ein optischer Dichtewert in ein Matrixbitmuster umgesetzt wird, wird der Zählerstand des Registers 5 um 1 erniedrigt, und die Inhalte der Register 2, 3 und 4 werden um einen Wert erhöht, der gleich der Länge eines Dichteworts (8 Bits) ist. Wenn der Zählerstand des Registers 5 den Wert 0 erreicht, dann verläßt das Programm die Makroinstruktion BIKCON, worauf es eine neue Aufzeichnung vom Eingangsband liest, wieder zur Makroinstruktion BIKCON zurückkehrt, die Register 2, 3 und 4 wieder einstellt und mit der Umsetzung der Dichtewerte für die neue Aufzeichnung beginnt.

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Der nächste Schritt besteht nach Fig.7B darin, das Register 6 auf die Adresse des ersten Bytes im Ausgabebereich einzustellen.Das Register 6 ist ein Zähler, der das Laden des Ausgabebereichs steuert, der in einer Ausführungsform 32 768 Datenbits entsprechendden 32 768 Punktdruckpositionen aufnehmen kann, die im Verlauf von zwei Abtastzeilen des Aufzeichnungsgeräts von Fig.4 durch-, laufen werden. Das Register 5 wird bei jedem Eintritt in die Makroinstruktion BIKCON zurückgestellt.

Die den Matrixsätzen A, B, C oder D.

entsprechenden Bitmuster sind in acht Reihen gespeichert; für jeden Satz A, B, C und D sind zwei Reihen vorgesehen. Die Reihe für jeden Satz enthält Bitmuster, die in ungeradzahligen Druckzeilen verwendet werden sollen, (d.h. Bitmuster für. Matrizen entsprechend den ''Matrizen I und II von Fig.2) , während die andere Reihe die Bitmuster enthält, die in geradzahligen Druckzeilen verwendet werden sollen (d.h. für die Matrizen III und IV). Für jede der acht Reihen von Bitmustern ist ein zugehöriger Hinweis vorgesehen, der den Speicherplatz des ersten Bits in der Reihe bezeichnet. Die Hinweise sind ihrerseits in zwei Gruppen aufgeteilt, nämlich in eine Gruppe für die ungeradzahligen Zeilen und in eine weitere Gruppe für die geradzahligen Zeilen.Die Hinweisgruppen wechseln sich bei jedem Eintritt in die Makroinstruktion BIKCQN ab, so daß die richtigen Bitmuster für die ungeradzahligen und die geradzahligen Zeilen ausgewählt werden. Auf diese Weise wird beim ersten Mal von der Makroinstruktion BIKCON die üngeradzahlige Hinweisgruppe verwendetj und folglich wird bei jedem Abruf eines der Matrixsätze A, B, C oder D der Hinweis die Bitmusterreihe für die obere Hälfte des entsprechenden Matrixsatzes bezeichnen. Beim nächsten Mal wird die andere Gruppe von Hinweisen durch

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die Makroinstruktion BIKCON verwendet, so daß Bitmusterreihen für die unteren Abschnitte der Matrixsätze abgerufen werden. Dieses Abwechseln wird während des gesamten Programms we ite rgeführt.

Nach dem Wechseln der Hinweiee wird in Fortsetzung des Flußdiagramms von Fig.7B der Inhalt des Registers 11 auf die Anfangsadresse der Umsetzungstabelle CONVTAB eingestellt. Das Programm stellt den Inhalt des Registers 12 dann auf den Wert 4 ein. Das Register 12 steuert die Auswahl einer unten zu beschreibenden Maske, und sein Inhalt wird bei jeder Umsetzung eines neuen Dichtewerts in ein Matrixbitmuster zweimal herabgesetzt. Es werden vier Masken verwendet, und das Register 12 wird bei jedem zweiten Lesen eines neuen Dichtewerts auf den Wert 4 zurückgestellt.

Nach der Rückstellung des Registers 12 tritt das Programm in eine Schleife ein, der für jeden eingegebenen ßichtewert gefolgt wird, der in ein Bitmuster umgesetzt werden soll. Zuerst wird der Dichtewert in das Register 9 geladen. Der Inhalt des Registers 9 wird dann zum Inhalt des Registers 11 addiert, und die sich ergebende Summe wird für den Eintritt in die Umsetzungstabelle CONVTAB verwendet. Die Ausgangsgröße der Umsetzungstabelle ist eine codierte Binärzahl entsprechend einem der 21 Grauwerte, die mit Hilfe der Matrixsätze A, B, C und D wiedergegeben werden können. Diese Codegruppe wird im Register 10 gespeichert. Nach dem Speichern der Ausgangsgröße der Umsetzungstabelle im Register 10 prüft das Programm, ob dies ein Sonderfall ist. Die Sonderfälle sind diejenigen Dichtewerte, die in die 5%-, die 15%-, die 25%- oder die 35%-Grauwerte umgesetzt werden, die jeweils durch ihre eigenen binären Codewörter im Register

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wiedergegeben werden. Diese speziellen Grauwerte sind in Fig.1A durch die Matrixgruppen 11, 12, 13 und 14 wiedergegeben. Wenn das Programm feststellt, daß es mit einem Sonderfall arbeitet, dann fährt es entsprechend dem in Fig.7B angegebenen Flußdiagrammweg fort. Wenn das Programm jedoch feststellt, daß es nicht mit einem Sonderfall arbeitet, dann tritt es in den in Fig.7C oben beginnenden Logikweg ein.

Allgemein ist die Logik für die Sonderfälle der Logik für die Normalfälle ziemlich ähnlich, wie in Fig.7C angegeben ist. Im typischen Normalfall beginnt die Auswahl eines Bitmusters entsprechend einer der Matrizen 15 innerhalb einer Matrixgruppe 10 aus einem der Matrixsätze A, B, C oder D durch Einstellen des Registers 9 auf die Adresse des Speicherplatzes des ersten Bitmusters der Reihe von Bitmustern entsprechend dem Matrixsatz D. Anschliessend wird der Inhalt desRegisters 7 gleich dem optischen Dichtewert für den entsprechenden Punkt der vorangehenden Aufzeichnung eingestellt, (wie oben angegeben wurde, liest das Programm die jeder in Bitmuster umzusetzenden Aufzeichnung vorangehende und nachfolgende Aufzeichnung in den Speicher ein), und der Inhalt des Registers 8 wird gleich dem optischen Dichtewert für den unmittelbar vorangehenden Punkt links des Punkts eingesteLlt, für den ein Bitmuster erzeugt wird. Das Programm prüft dann, ob der im Register 8 gespeicherte Dichtewert den im Register 7 gespeicherten Dichtewert übersteigt. Tatsächlich bestimmt dieser Schritt, ob die optische Dichte des Punkts, der links des interessierenden Punkts liegt die optische Dichte .des Punkts übersteigt, der unmittelbar über dem interessierenden Punkt liegt. Wenn der auf der linken Seite liegende Punkt eine optische Dichte aufweist, die die optische Dichte des darüberliegenden Punkts übersteigt, dann wird das Register 9 auf die Adresse des Speicherplatzes des ersten Bitmusters

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der Bitmusterreihe entsprechend dem Matrixsatz C eingestellt. In diesem Fall wird der Inhalt des Registers 8 auf die optische Dichte für den Punkt eingestellt, der auf der rechten Seite des interessierenden Punkts liegt, und der Inhalt des Registers 7 wird auf die optische Dichte des Punkte eingestellt, der auf der linken Seite des interessierenden Punkts liegtο Wenn die optische Dichte des Punkts auf der linken Seite des interessierenden Punkts jedoch die optische Dichte des über dem interessierenden Punkt liegenden Punkts nicht übersteigt, dann werden die Inhalte der Register 7 und 9 nicht verändert, und das Register 8 wird auf die optische Dichte des Punkts eingestellt,der auf der rechten Seite des interessierenden Punkts liegt. Das Programm fährt dann mit der Logikfolge fort, die in Fig.7C dargestellt ist, bis es den Schritt "Addieren von Register und Register 10" erreicht. Wenn das Programm diese Stelle erreicht hat, ist das Register 9 auf die Adresse des Speicherplatzes für das erste Bitmuster einer Bitmusterreihe entsprechend dem oberen oder unteren Abschnitt einer der Matrixsätze D, C₁ A oder B eingestellt worden, und zwar in Abhängigkeit davon, ob der interessierende Punkt in einer ungeradzahligen oder einer geradzahligen Zeile liegt und ob der benachbarte Punkt mit der größten optischen Dichte oberhalb, links, rechts oder unterhalb des interessierenden Punkts liegt.

Jede der Bitmusterreihen ,auf die das Register 9 hinweisen kann, enthält ein Bitmuster für jeden normalen Grauwert sowie mehrere Bitmuster für jeden Sondergrauwert. Die tatsächliche Zahl von Bitmustern, die einem Sondergrauwert zugeordnet sind, hängt von der Größe der entsprechenden Matrixgruppe ab, wie in Fig.iA dargestellt ist. Die Matrixgruppen 11, die einen Grauwert von 5% repräsentieren, sind somit zweimal so groß wie die Matrixgruppen 10, so daß sie

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also von zwei Bitmustern wiedergegeben werden. In gleicher Weise sind die Matrixgruppen 12, 13 und 14 dreimal so groß wie die Matrixgruppen 10, so daß sie demgemäß durch drei Bitmuster wiedergegeben werden, "Wie unten erörtert wird, enthält jedes Bitmuster ausreichend Information zum Aufzeichnen von zwei Seite an Seite liegenden Matrizen 15, so daß eine Gruppe von Bitmustern, die einer Matrixgruppe 11 zugeordnet ist, eine Grauwertaufzeichnung für bis zu vier Seite an Seite liegende Punktemit einem Grauwert von 5% steuern kann. Im Fall der Bitmustergruppen, die den Matrixgruppen 12, 13 und 14 zugeordnet sind, ist genügend Information für eine Grauwertsteuerung von bis zu 6 nebeneinanderliegenden aufzuzeichnenden Punkten gespeichert.

Es ist nun zu erkennen, daß jede der acht Bitmusterreihen insgesamt 28 Bitmuster für die Wiedergabe der oberen und unteren Hälfte aufgezeichneter Flächen mit einem von 21 unterschiedlichen Grauwerten enthält. Ferner ist zu erkennen, daß die im Register 10 gespeicherte Code gruppe lediglich ein Hinweis ist, der auf die Bitmusterposition innerhalb einer Bitmusterreihe zeigte Wenn somit der oben erwähnte Eintritt in die Umsetzungstabelle COKVTABeinen Grauwert von 0% ergeben hat, dann hat die im Register 10 gespeicherte Codegruppe den Wert 0. Bei einem Grauwert von 5% hat die Codegruppe den Wert 1, während sie bei einem Grauwert von 10?6 den Wert 3 hat, da zwei Bitmuster für die Wiedergabe, eines vollen 5%-Gräuwertbereichserforderlich sind. Die Codegruppen für alle anderen Grauwerte können' einfach unter Bezugnahme auf Fig.IA und 1B bestimmt werden, indem einfach 2x2-Matrizen paarweise von links nach rechts gezählt werden, wobei jedoch zu beachten ist, daß, wie oben erwähnt, dem ersten Matrizenpaar die Codezehl 0 zugeordnet ist.

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Aus Fig.7C ist zu erkennen, daß der mit "Addiere Register 9 und Register 10" bezeichnete Schritt eine Zahl ergibt, die auf den Speicherplatz eines Bitmusters hinweist, das die oben erwähnten Grauskala-und Matrixsatzkriterien erfüllt. Dieses Bitmuster kann ein aus 8 Bits bestehendes Wort sein, das die Werte 0 und 1 entsprechend den acht Matrixpositionen in den Matrizen I und II von Fig.2 (bei Einstellung der Hinweise von Fig.7B auf eine ungeradzahlige Zeile ) oder entsprechend den acht Matrixpositionen in den Matrizen III und IV ( bei einer Einstellung der Hinweise für eine geradzahlige Zeile) enthält. Jedoch werden nur vier dieser Bits zum Ausgabebereich weitergegeben, und diese vier Bits werden als Paare in zwei getrennten Schritten ausgegeben. Wenn der Punkt, für den die Grauwertumsetzung ausgeführt wird, ein ungeradzahliger Punkt innerhalb seiner Zeile ist, dann werden die ersten und dritten Bitpaare des 8x8-Bit-Musters übertragen, während die zweiten und vierten Bitpaare im Falle eines Punkts übertragen Werden, der eine geradzahlige Position innerhalb der Zeile besetzt.

Die Übertragung der entsprechenden Bits aus dem ausgewählten Bitmuster wird von einer Maskierungsroutine gesteuert, bei der eine von vier Masken (auf die das Register 12 hinweist) mit dem Bitmuster auf der Basis einer UND-Verknüpfung verglichen wird. Die vier Masken haben die Bitwerte 11000000,, 00001100, 00110000 und 00000011 entsprechend einem ungeradzahligen Punkt (obere zwei Zellen), einem geradzahligen Punkt (obere zwei Zellen), einem ungeradzahligen Punkt (untere zwei Zellen) und einem geradzahligen Punkt (untere zwei Zellen).Beim ersten Schleifendurchlauf wird das Register 12 auf den Wert 4 gesetzt, wie oben erwähnt wurde. Dies bewirkt die Auswahl der Maske 11000000, und folglich werden die ersten zwei Bits aus dem ausgewählten Bitmuster ausgeblendet. Dies sind die Bits für die oberen zwei Zellen

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der Matrix I₁, da der erste umgesetzte Punkt ein ungeradzahliger Punkt innerhalb einer ungeradzahligen Zeile ist. Für den in Fig.3 dargestellten Sonderfall haben diese zwei Bits den Wert 0, und das Einfügen dieser zwei Nullen in den Ausgabebereich wird von der in das Register 6 eingegebenen Adresse gesteuert.

Nachdem die ersten zwei Bits in den Ausgabebereich übertragen worden sind, wird der Zählerstand im Register um 1 herabgesetzt, damit die Maske 0O0011OO ausgewählt wird. Diese Maske wird dann'dazu verwendet, aus den ausgewählten Bitmustern ein zweites Bitpaar zur Steuerung der Maskierung der unteren zwei Zellen der Matrix I auszublenden. Unter erneuter Bezugnahme auf das Beispiel, von Fig.3 hat dieses Bitpaar den Wert "1,0". Dieses Bitpaar wird dann ebenfalls zum Ausgabebereich übertragen, jedoch wird es nicht angrenzend an das oben erwähnte erste Bitpaar gespeichert. Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß das Aufzeichnungsgerät, wie oben bereits beschrieben wurde, jeweils nur eine Zellenzeile aufzeichnet; es sind dabei zwei vollständige Drehungen der Trommel 41 zur Aufzeichnung der Zeile von Matrizen 15 erforderlich, die einer Abtastzeile auf dem Filmbild 26 entspricht. Somit ist das zweite Bitpaar um 2048 Byte-Speicherplätze gegen das erste Bitpaar versetzt.

Nachdem das zweite Bitpaar zum Ausgabebereichüber- . tragen worden ist, wird der Zählerstand im Register 9 erneut herabgesetzt, so daß beim nächsten Schleifendurchlauf die zwei Masken für den "geradzahligen Punkt" angewendet werden. Wie in Fig.7C dargestellt ist, stellt das Programm das Register 12 jedesmal dann wieder auf den Zählerstand 4 zurück, wenn sein Zählerstand den Wert 0 erreicht hat (was nur nach dem

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zweiten Maskierungsvorgang in jeder Programmschleife erfolgen kann). Nach der Prüfung der Einstellung des Registers 12 kehrt das Programm zum Punkt AB6 von Fig.7B zur Umsetzung des nächsten Dichtewerts zurück. Diese Rückkehr in einer Schleife zur Umsetzung neuer Dichtewerte erfolgt solange, bis der letzte Punkt der Druckzeile erreicht ist. Danach verläßt das Programm die Makroinstruktion BIKCON, und es kehrt zum Hauptprogramm von Fig.7A zurück. Das Hauptprogramm bewirkt dann die Aufzeichnung der umgesetzten Daten auf dem Markierungssteuerband 24, und es erfolgt das Ablesen einer neuen Aufzeichnung vom Band 20 mit den optischen Dichtewerten.

Es ist zu erkennen, daß das Laden von Daten in den Ausgabebereich mit gewissen Schwierigkeiten verbunden ist, auf die in der obigen Erörterung nicht eingegangen worden ist. Insbesondere enthält der Ausgabebereich für den Fall dieses Ausführungsbeispiels die Speichermöglichkeit für 4096 Bytes zu je acht Bits, die die Drucksteuerinformation für zwei Zeilen mit jeweils 16 384 Markierungszellen darstellen, wobei nur diese 4096-Byte-Speicherplätze einzeln adressierbar sind. Es ist somit notwendig, besondere Schritte zu unternehmen, um die oben erwähnten Bitpäare in die richtigen Plätze innerhalb der Ausgangsdatenbytes zu laden. Für jedes Ausgangsdaten-ByiE werden bei diesen Schritten die sich aus dem oben beschriebenen Markierungsprozeß ergebenden Bit-Wörter erfaßt und entsprechend einer ODER-Yerknüpfung mit denjenigen Wörtern verglichen, die bereits im Ausgangsdaten-Byte enthalten sind. Anfänglich hat demnach jedes Ausgangsdaten-Byte die Form 00000000, und es wird mit einem Wort der Form XXOOOOOO verglichen, wobei X entweder den Wert 0 oder den Wert 1 abhängig vom Informationsinhalt des Bitpaars bezeichnet; dieses Wort ist dabei aus einem der oben erwähnten Bitmuster ausgeblendet worden. Dies.

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IgiiE·":

erzeugt ein Wort in der Form XXOOOÖOO, das dann entsprechend einer ODER-Verknüpfung mit einem neuen Wort in der Form OOXXOOOO verglichen wird, das aus einem weiteren Maskierungsschritt abgeleitet ist. Dieser Prozeß wird fortgesetzt, bis das Ausgangsdaten-Byte gefüllt ist.

Es folgt nun die Erörterung des Maskierungsprozesses, bei dem Bitpaare für den Ausgabebereich erzeugt werden; es ist zu erkennen, daß bei der ersten Maskierungsoperation ein Wort in der Form XXOOOOOO erzeugt wird, während bei der nächsten Maskierungsoperation ein Wort in der Form OOOOXXOO erzeugt wird. Die den zuletzt genannten Buchstaben X entsprechenden Bits müssen in das Ausgabedaten-Byte Nr. 2049 eingegeben werden, und sie müssen in die ersten zwei Positionen innerhalb dieses Bytes geladen werden, wenn eine Registrierung der gedruckten Punktmatrix erzielt werden soll. Demnach müssen die sich aus der zweiten Maskierungsoperation ergebenden Datenbits für die ODER-Verknüpfung und das Laden in das Datenbyte Nr. 2049 verschoben werden, damit ein neues Wort in der Form XXOOOOOO entsteht. Bei der Verfolgung des Ladevorgangs des Ausgangsbereichs ist zu erkennen, daß eine zusätzliche Verschiebung von Bitpositionen erforderlich ist, wenn Bitpaare abwechselnd in die Ausgangsbytes Nr. 1 und Nr.2049 geladen werden. Anschliessend erfolgt ein ähnlicher Vorgang beim Laden derAusgangsbytes Nr. 2 und Nr. 2050 usw., bis die Bytes Nr. 2048 und 4096 gefüllt sind. ·

Als Alternative zur oben erwähnten Bitpositionsverschiebung kann die Information innerhalb der Bitmuster so wiederholt werden, daß ein Muster mit acht Positionen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 in zwei entsprechende Musterwörter A und B umgewandelt werden, bei denen die information im Wort A den Musterpositionen 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4 entspricht, während die Information im Wort B den Musterpositionen 5, 6, 7, 8, 5, 6, 7_t 8 entspricht. Diese Wörter können dann abwechselnd

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mit Hilfe von Masken der Form 11ΟΟΟΟΌΟ, 11OOOOOO, 00110000, 00110000, 00001100, 00001100, 00000011, 00000011 maskiert werden. Die Datenbytes, die auf Grund einer UND-Verknüpfung mit den obigen Masken in der angegebenen Reihenfolge erhalten werden, können dann über eine ODER-Verknüpfung oder abwechselnd direkt in die Ausgangsdatenbytes eingegeben werden, die im Speicher durch 2048 Speicherplätze voneinander entfernt liegen. Es iä: offensichtlich, daß für den Fall, daß der Abwechslungsvorgang angewendet wird, gewisse geringfügige Änderungen in der in Fig.7C angegebenen logischen Ablauffolge ausgeführt werden müssen.

Es wird nun wieder auf Fig.7B Bezug genommen. Wenn die Codegruppe im Register 10 anzeigt,daß das Programm eine einem Sonderfall entsprechende optische Dichte umsetzt, dann führt das Programm eine Prüfung aus, um festzustellen, ob es den letzten Punkt in einer Zeile bearbeitet. Wenn dies der Fall ist, oder wenn der nächste Punkt in ein anderes Matrixmuster umgesetzt wird, dann folgt das Programm wieder dem Logikablauf von Fig.7C, was zu einer Matrixumsetzung führt, die nur auf dem ersten Bitmuster in der dem Sonderfall der Grauskala zugeordneten Bitmustergruppe basiert.

Wenn festgestellt wird, daß das Programm nicht den letzten Punkt einer Zeile bearbeitet, und wenn der nächste Punkt in das gleiche Muster umgesetzt wird, dann wird der Inhalt des Registers 9 auf den Wert 2 eingestellt. Danach fährt das Programm fort, weitere Punkte im voraus zu prüfen, die in das gleiche Muster umgesetzt werden, und es wird für jeden solchen Punkt der Wert 1 zum Inhalt des Registers 9 addiert. Somit folgt

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der Inhalt des Registers 9 der Zahl von Punkten, die in das erzeugte Muster umgesetzt werden. Wenn der Inhalt des Registers 9 auf den Wert 4 eingestellt ist, dann prüft das Programm, ob die im Register 10 gespeicherte Codegruppe den Wert 1 hat. Wenn diese Codegruppe den Wert 1 hat, dann bedeutet das, daß ein Grauwert von 5% gedruckt werden soll, und daß daher nur vier 2x2-Matrizen zur Darstellung des Grauwerts erforderlich sind. Hat der Inhalt des Registers 10 nicht den Wert 1, wenn das Register 9 den Wert 4 enthält, dann wird der Inhalt des Registers 9 weiterhin erhöht, bis eines von drei Ereignissen eintritt. Diese drei Ereignisse sind : Das Erreichen des Endes einer Druckzeile, das Erreichen eines Punkts, der nicht in das gleiche Muster umgesetzt wird, und das Erreichen eines Zustandes, bei dem der Inhalt des Registers 9 den Wert 6 hat. Wenn eines dieser drei Ereignisse eintritt, dann verzweigt das Programm zu der Routine, die allgemein in Fig.7D dargestellt ist.

Allgemein ist die Logik von Fig#7D der oben erörterten Logik von Fig.7C sehr ähnlich. Das Ziel der in Fig.7D dargestellten Routine besteht darin, im Register 11 die Adresse des Speicherplatzes für das.erste Bitmuster / einer Bitmusterreihe entsprechend einem der Matrixsätze A, B, C oder D einzustellen. Der Matrixsatz, der ausgewählt wird, hängt davon ab, ob der angrenzende Bereich mit der größten optischen Dichte rechts, unterhalb, links oder oberhalb der betrachteten Sonderpunkte liegt. Für die oben beschriebenen Normalfälle prüft das Programm nur die pptische Dichte von vier an einen interessierenden Punkt angrenzenden Punkten, Bei den Sonderfällen, für die die

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Logik von Fig.7D gilt, muß jedoch die optische Dichte für einen Punkt auf der linken Seite und einen Punkt auf der rechten Seite der interessierenden Fläche, sowie für bis zu sechs Punkte oberhalb und sechs Punkte unterhalb der interessierenden Fläche geprüft werden. Der Inhalt des Registers 9 gibt die Zahl der aufeinanderfolgenden Punkte an, die zusammen umgesetzt werden, und dies bestimmt wiederum die Zahl der oberhalb und unterhalb liegenden Punkte, deren Dichtewerte gemittelt werden müssen. Die Sonderroutinen zur Bestimmung für vier angrenzende optische Dichtewerte· heißen SPUPPER, SPLOWER₁, SPRIGHT und SPLEFT.

Nachdem die Sonderroutine eine Bitmusterreihe entsprechend des richtigen Matrixsatzes aus den Matrixsätzen A, B, C oder D ausgewählt und die entsprechende Adresse im Register gespeichert hat, dann bringt das Programm das Register 3 auf den nächsten Eingangspunkt, der nach der Beendigung der Sonderroutine umgesetzt werden muß. Auch jetzt gibt der Inhalt des Registers 9 wieder an, wie weit voraus das Register 3 eingestellt werden sollte. Danach läuft das Programm gemäß Fig.7E weiter, damit die richtigen Bitpaare in den Ausgabebereich gelangen.

Der erste Schritt bei der BitmusterverSchiebungsfolge besteht darin, den Inhalt des Registers 14 auf den Wert einzustellen; der Grund dafür wird aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich. Dann wird die Adresse des ersten Bitmusters, das zum Ausgabebereich zu verschieben ist, dadurch bestimmt, daß der Inhalt des Registers 11 zum Inhalt des Registers 10 addiert wird. Die tatsächliche Verschiebung der Bitmuster erfolgt in ähnlicher Weise wie die oben im Zusammenhang mit den Normalfällen beschriebene Verschiebung. Bei den Sonderfällen ist es jedoch notwendig, zusätzliche Bitmuster in den Ausgabe- « bereich zu verschieben, wobei die Zahl dieser Übertragungen

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von der Zahl abhängt, die im Register 9 gespeichert ist.

Das Programm fährt mit der Bitübertragung fort, indem zuerst das richtige Bitmuster (ein 8-Bit-Wort) aus einer der oben erwähnten acht Bitmusterreihen gelesen wird; die Adresse dieses Bitmusters wird durch Addieren .der Inhalte der Register 10 und 11 bestimmt. Dieses Bitmuster wird mit Hilfe der oben erwähnten Masken zweimal maskiert, damit zwei Bitpaare erhalten werden (die wieder Maskierungsinformationen für die oberen und unteren Zellen einer 2x2-Matrix darstellen),wobei diese Bitpaare zum Ausgabebereich übertragen werden. Es ist dabei auch wieder notwendig, eine Bitpositionsverschiebungsroutine auszuführen, wenn nicht ein Wechselmaskierungsvorgang entsprechend dem oben im Zusammenhang mit den Normalfällen beschriebenen Vorgang.ausgeführt wird.

Nachdem die zwei ersten Bitpaare übertragen worden sind und der Inhalt des Registers 12 ( der erneut auf eine der vier Masken hinweist) entsprechend ermittelt worden ist, wiederholt das Programm die Schleife zur Aufnahme der übrigen zwei Masken, und es überträgt zwei weitere Bitpaare zum Ausgabebereich. Dieser zweifache Schleifendurchlauf ist erforderlich, weil, wie oben erwähnt wurde, jedes Bitmuster Matrixdaten für zwei benachbarte 2x2-Matrizen enthält.. Bei jedem Schleifendurchlauf erniedrigt das Programm den Inhalt des Registers 9_f und wenn dieser Inhalt den Wert 0 annimmt, dann ist der Sonderfall beendet worden.

Wenn das Programm die Routine vonFig.7E zweimal durchlaufen hat, dann wird das Register 10 zum Auslesen eines neuen Bitmusters gestellt. Somit wird das Register 10 für jene Sonderfälle, in denen das Register 9 mit dem Stand 6 beginnt, dreimal gestellt, und drei Bitmuster

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werden aus aufeinanderfolgenden Speicherplätzen im Speicher für die ausgewählte Bitmusterfolge gelesen. Damit das Register 10 nur bei jedem zweiten Durchlauf durch die Schleife gestellt wird, wird der Inhalt des Registers 14 gemäß der Darstellung eingestellt und das Programm führt das Stellen des Registers 10 nur dann durch, wenn der Inhalt des Registers 14 den Wert O hat.

Der gesamte oben im Zusammenhang mit den Figuren 7A bis 7E beschriebene Vorgang wird solange fortgesetzt, bis alle optischen Dichtedaten vom Band 20 abgelesen worden und in Markierungss'teuerdaten für das Band 24 umgesetzt worden sind. Es ist jedoch zu erkennen, daß die Markierungssteuerdaten, die auf diese Weise erzeugt werden, nicht auf dem Markierungssteuerband 24 aufgezeichnet werden müssen, sondern auch zur direkten Steuerung eines Aufzeichnungsgeräts, beispielsweise des Aufzeichnungsgeräts von Fig.4 verwendet werden könnten. Bei einer solchen Ausführungsform wäre es nur notwendig, daß der Lesekopf 21 das Band 20 mit den optischen Dichtewerten synchron mit der Bewegung des Markierungsaufzeichnungsgerätsabliest und daß der Formatumsetzer 22 mit einer dazu passenden Geschwindigkeit arbeitet. Wie oben erwähnt wurde,könnte der Abtaster von Fig.5 das Markierungssteuerband 20 auch direkt erzeugen; in einer weiteren Ausführungsform könnten der Abtaster und das Aufzeichnungsgerät an den Formatumsetzer 22 für eine On-Line-Steuerung des Punktmarkierungsvorgangs direkt angeschlossen sein.

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Die beschriebene Punktmatrix-Aufzeichnungsvorrichtung zeichnet also einen großen Bereich von Grauwerten auf, ohne daß das Aufzeichnungs-Auflösungsvermögen beeinträchtigt wird. Das Auflösungsvermögen wird dadurch aufrecht erhalten, daß zur Darstellung der graphischen Information an einem Punkt innerhalb eines zu reproduzierenden Bildes eine relativ kleine Punktmatrix, vorzugsweise eine 2x2-Matrix, verwendet wird. Wenn benachbarte Punkte innerhalb des Bildes die gleiche optische Dichte aufweisen, dann wird ihre Matrixwiedergabe von Punkt zu Punkt verändert, so daß eine effektiv vergrös- · serte Matrix erzeugt wird. Die größere Matrix oder Matrixgruppe kann vier der 2x2-Matrizen in einer quadratischen Anordnung enthalten. Wenn also zwei horizontal nebeneinanderliegende Punkte innerhalb eines Bildes die gleiche optische Dichte aufweisen und unmittelbar über zwei weiteren Punkten mit der gleichen optischen Dichte liegen, dann wird die von den vier Punkten gebildete Fläche durch eine Matrixgruppe wiedergegeben, die insgesamt 16 Matrixzellen in einem 4x4-Muster enthält. Eine solche Anordnung gestattet das Aufzeichnen einer Grauskala mit 17 Grauwerten von Weiß bis Schwarz, während gleichzeitig das sich aus der kleineren 2x2-Matrix ergebende Auflösungsvermögen gewahrt bleibt. Eine weitere -Ausdehnung der Grauskala wird durch eine Sonderfall-Technik erzielt, bei der die 2x2-Matrizen zu einer rechtwinkligen Matrixgruppe kombiniert werden, die die Höhe von zwei Matrizen und die Breite von vier oder sechs Matrizen zur Erzielung von insgesamt 32 oder 4-8 Matrixzellen hat.

Das Aufzeichnen der Matrixgruppen kann mit Hilfe einer herkömmlichen Punktmatrix-AufZeichnungsvorrichtung durchgeführt werden, wobei nur vorauszusetzen ist, daß die

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Eingangssteuerinformation im richtigen Format angeordnet ist. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Aufzeichnungsvorrichtung ein digital geschaltetes Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät, und die dafür verwendete Steuerinformation wird von einem Magnetband geliefert. Das Steuerband kann direkt unter Verwendung digitaler Ausgangssignale erzeugt werden, die von einer bekannten Abtastvorrichtung geliefert werden. Die Abtastvorrichtung kann aber auch ein Band erzeugen, das lediglich Informationen hinsichtlich der abgetasteten optischen Dichte in digitaler Form enthält. Im zuletzt.genannten Fall wird dieses Band mit den optischen Dichtewerten mit Hilfe eines Formatumsetzers in ein Markierungssteuerband zur Verwendung in dem Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät umgewandelt.

Die Erfindung ist hier zwar im Zusammenhang mit speziellen Ausführungsbeispielen beschrieben worden, doch ist für den Fachmann zu erkennen, daß im Rahmen der Erfindung ohne weiteres auch zahlreiche Abwandlungen möglich sind.

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Claims

Patentansprüche .

Verfahren zum Reproduzieren eines Originalbildes durch Aufzeichnen von Punktmatrizen, die Elementarbereiche des Originalbildes repräsentieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktmatrizen einen Teil größerer" Punktmatrixgruppen bilden, die eine relativ große Zahl optischer Dichtewerte repräsentieren können, daß die Punktmatrixgruppen in Bildbereichen aufgezeichnet werden, die groß genug zu ihrer Aufnahme sind, und daß aus den Punkt· matrixgruppen ausgewählte kleinere Punktmatrizen in denjenigen Bildbereichen aufgezeichnet werden, in denen Änderungen der optischen Dichte innerhalb der Grenzen einer Matrixgruppe auftreten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnen einer Punktmatrix an einer Stelle innerhalb der Reproduktion des Originalbildes darin besteht,

1) daß die optische Dichte an der entsprechenden Stelle innerhalb des Originalbildes bestimmt wird,

2) daß eine Matrixgruppe gewählt wird, die insgesamt den optischen Dichtewert repräsentiert,
3) daß ein Satz von Punkten aufgezeichnet wird, der einer Punktmatrix innerhalb der Matrixgruppe entspricht,
4) daß die optische Dichte an einer weiteren Stelle innerhalb des Originalbildes angrenzend an die vorherige Stelle bestimmt wird,
5) daß eine neue Matrixgruppe ausgewählt wird, die insgesamt dem optischen Dichtewert der neuen Stelle, entspricht,

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6) daß für den Fall, daß die neue Matrixgruppe die gleiche Gruppe ist, die vorher ausgewählt worden ist, ein Satz von Punkten aufgezeichnet wird, der einer weiteren Punktmatrix innerhalb der Matrixgruppe entspricht, während für den Fall, daß sich die neue Matrixgruppe von der zuvor ausgewählten Matrixgruppe unterscheidet, ein Satz von Punkten aufgezeichnet wird, der einer Punktmatrix innerhalb der anderen Matrixgruppe entspricht,
7) daß der bisherige Vorgang fortgesetzt wird, bis eine andere Matrixgruppe ausgewählt, worden ist oder bis alle Punktmatrizen, die insgesamt die erste ausgewählte Matrixgruppe repräsentieren aufgezeichnet worden sind, und
8) daß die Schritte 1 bis 7 fortgesetzt werden,bis das gesamte Originalbild wiedergegeben worden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktmatrixgruppen·aus mehreren Matrixsätzen ausgewählt sind, von denen jeder mehrere Punktmatrixgruppen zur Darstellung unterschiedlicher optischer Dichten innerhalb eines aufzuzeichnenden optischen Dichtebereichs enthält, und daß Punktmatrixgruppen innerhalb der unterschiedlichen Matrixsätze, die die gleichen optischen Dichtewerte repräsentieren, unterschiedliche Punktanordnungen aufweisen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktmatrixgruppen entsprechend den optischen Dichtewerten von Punkten, die den dargestellten Punkten benachbart sind, aus Matrixsätzen ausgewählt v/erden.

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5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktmatrixgruppen aus den Matrixsätzen entsprechend einem Zufallsprozeß ausgewählt werden,

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß als Punktmatrizen 2x2-Matrizen verwendet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrixgruppen in der Höhenrichtung zwei dieser Matrizen und in der Breitenrichtung wenigstens zwei dieser Matrizen enthalten.

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