DE2608134A1

DE2608134A1 - Verfahren und vorrichtung zum erzeugen einer rasterwiedergabe eines originalbildes

Info

Publication number: DE2608134A1
Application number: DE19762608134
Authority: DE
Inventors: Paul G Roetling
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1975-03-14
Filing date: 1976-02-27
Publication date: 1976-09-30
Also published as: JPS51114133A; JPS5952423B2; US4051536A; GB1536000A; SU665831A3; BR7601403A; NL7602580A; FR2304233A1; FR2304233B1; DE2608134C2; CA1057201A; CH608632A5

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

»Pt. INf.

H. KINKELDEY

2608134 ^W- STOCKMAIR

K. SCHUMANN

DR RER WAT DtPL-PH ^S.

P. H. JAKOB

DIPL-ING

G. BEZOLD

CR BER MAT.· OPL-CHhM.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DR REFl OeC ING

8 MÜNCHEN 22

MAXIMIUANSTRASSe 43

P 10 009

D/75040

27. Feb. 1976

XEROX GORPORAO)IOIi

Xerox Square, Rochester, New York 14644, USA

LINDAU

Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen einer Rasterwiedergabe eines Originalbildes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer Rasterwiedergabe eines Originalbildes auf einer Oberfläche sowie eine Vorrichtung"zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Erfindung bezieht sich somit allgemein auf eine elektronische Rasterreproduktionsvorrichtung zum Reproduzieren von Bildern, und insbesondere auf eine Vorrichtung, bei der der Feinkontrast und der Grobkontrast unabhängig voneinander geregelt werden können.

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TELEFON (OSS)QS38S3 TELEX 05-29380 TELEQRAMME MONAPAT

Beim Halbton- oder Rasterverfahren wird gewöhnlich ein Bild reproduziert, bei dem die Grauwerte des gleichmäßig getönten 3ildes dargestellt werden, indem nur sich ändernde Bereiche in entweder schwarz oder weiß wiedergegeben werden. Es sind verschiedene Verfahren zur elektronischen Rasterreproduktion bekannt. Bei der elektronischen Rasterreproduktion wird ein die Bildinforniation repräsentierendes Signal mit dem Raster kombiniert an einem Schwellenwert gemessen, so daß das elektrische Ausgangssignal ein binäres Signal ist. Das führt dazu, daß die Zuverlässigkeit des Systems auf die kontrollierte Einhaltung des Schwellwertes bei dem Bildaufzeichnungsvorgang reduziert wird. Die Höhe des Schwellemijertes hat dennoch einen bestimmten Einfluß.

Bei einem bekannten elektronischen Rasterreproduktionsverfahren wird der photographische Prozeß mit Hilfe elektronischer Einrichtungen simuliert. Jeder elektronische Rasterpunkt wird von einer großen Anzahl von Unterelementen erzeugt, von denen jedes einzeln an- und abgeschaltet werden kann. Um eine qualitativ gute Rasterwiedergabe zu erhalten, wird ein einzelnes Element des wiederzugebenden Bildes zur Entscheidung darüber herangezogen, ob ein Unterelement an- oder abgeschaltet wird. Bei diesem Verfahren wird (im typischen Fall durch Addition) eine Rasterfunktion, (d.h. eine nicht mit den Bildeinzelheiten in Beziehung stehende periodische Funktion.) mit dem elektronischen Signal kombiniert, das der Bildinformation entspricht. Dieses kombinierte Signal wird ansch-ließend mit einem festen Schwellenwert verglichen, um zu bestimmen, ob das Unterelement an- oder abgeschaltet werden soll. Normalerweise werden in der Reproduktion Werte

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die über dem Schwellenwert liegen weiß und Werte, die unter dem Schwellenwert liegen, schwarz, obgleich die Regelung willkürlich ist, und auch das Umgekehrte der Fall sein kann. Damit wird das gleichmäßig getönte Originalbild in ein zum Drucken geeignetes binäres Bild umgesetzt. Bei einer digitalen Arbeitsweise werden die Signale für die Raster- und Bildfunktionen abgetastet. Normalerweise können sechzehn oder mehr Abtastungen in einem Flächenbereich stattfinden, der einer Periode der zweidiinensionalen Rasterfunktion entspricht. Punkte verschiedener Größe repräsentieren die Grauwerte. Die Punkte können sich auch in ihrer Form oder Lage sowie ihrer Größe ändern, so daß sie Einzelheiten, die feiner als die Rgsterperiode sind, wiedergeben. Dieses Verfahren wird beispielsweise im Aufsatz von Klensch, R.J. "Electronically Generated Halftone Pictures", RCA Review, September 1970-und im Aufsatz von Bayer, B.E. "An Optimum Method for Two-Level Rendition of Continuous-Done Pictures", IEEE International Conference on Communications, Bd. 1, 1973 beschrieben.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die bekannten elektronischen Halbtontechniken nicht vollständig zufriedenstellend sind. Wenn beispielsweise das Rasterverfahren derart geregelt wird, daß eine gute Grautonwiedergabe über den vollen Bereich der Grautöne erzielt wird, ist normalerweise die Wiedergabe von Texten schlecht, es sei denn, daß der Text einen sehr hohen Kontrast hat. Wenn das Originalbild sehr feine Einzelheiten aufweist, werden normalerweise fehlerhafte Grauwerte erzeugt, was zu Fehlern in der richtigen Wiedergabe der Grauskala führt. Je stärker die Einzelheiten des Bildes dem Raster selbst ähneln, etwa in den Fällen, in denen das Originalbild selbst ein Halbtonbild ist, umso größer werden die Fehler, was zum Auftreten unerwünschter Moire-Muster im gerasterten Bild führt. Ein anderer Nachteil der bekannten elektronischen Rasterre-

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Produktionsverfahren besteht darin, daß keine Möglichkeit besteht, das SiId gleichzeitig schärfer zu machen.

Es ist daher das Ziel der Erfindung, die oben beschriebenen Mangel zu beseitigen und ein elektronisches Halbtonreproduktion sverfahren zu liefern, bei dem die Kontraste der Einzelheiten und großer Flächen unabhängig voneinander geregelt werden können. Weiterhin soll ein elektronisches Halbtonreproduktionsverfahren angegeben werden, bei dem das Originalbild gleichzeitig schärfer gemacht werden kann. Weiterhin soll ein elektronisches Halbtonreproduktionsverfahren angegeben werden, bei dem es möglich ist, Einzelheiten zu reproduzieren, die im Vergleich zur Frequenz des Rasters klein sind, und bei dem die Möglichkeit b.esteht, den Bereich von Grauabstufungen beim Vorhandensein von Einzelheiten zu reproduzieren. Weiterhin soll das Auftreten von Moire-Mustern bei der Reproduktion von Originalbildern, die selbst Halbtonbilder sind, unterdrückt werden.

Dazu ist das Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein elektronisches Signal erzeugt wird, das den durchschnittlichen Grauwert des Originals über eine Halbtonpunktperiode darstellt,

b) mehrere elektronische Signale erzeugt werden, die Einzelheiten des Originalbildes über die Halbtonpunktperiode darstellen,

c) eine Halbtonrasterfunktion in elektronischer Form erzeugt wird,

d) die im Verfahrensschritt (c) erzeugten Halbtonsignale mit den im Verfahrensschritt (b) erzeugten Signalen des Originalbildes kombiniert werden, um eine Vielzahl von Summenfunktionen zu erzeugen und

e) die Summenfunktionen an einem Schwellenwert gemessen werden und das im Verfahrensschirtt (a) erzeugte elektri-

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sehe Signal dazu verwandt wird, den Schwellenwert und die Erzeugung von Halbtonunterpunkten auf der Oberfläche zu steuern, um damit die Halbtonpunktperiode des Originalbildes zu reproduzieren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des "Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die ein elektronisches Signal, das den durchschnittlichen Grauwert des Originalbildes über eine Halbtonpunktperiode darstellt und mehrere elektronische Signale erzeugt, die Einzelheiten des Originalbildes über die Halbtonpunktperiode darstellt, durch eine Einrichtung, die eine Halbtonfunktion in elektronischer Form liefert, durch eine Einrichtung, die die Halbtonrastersignale und die elektronischen Signale, die Einzelheiten des Originalbildes darstellen kombiniert, um mehrere Summenfunktionen zu liefern, durch eine Einrichtung zum Messen der Sainmelfunktionen an einem Schwellenwert, durch eine Einrichtung, die den Schwellenwert in Abhängigkeit von dem elektronischen Signal steuert, das den durchschnittlichen Grauwert des Originalbildes über eine Halbtonpunktperiode darstellt, und durch ein Abbildungsglied. ■ '

Durch die Erfindung wird somit ein elektronisches Halbtonreproduktion sverfahren geliefert, bei dem eine Halbtonrasterfunktion mit der Bildinformation bevorzugt durch Addition kombiniert wird, um eine Summenfunktion zu erzeugen. In einem zweiten Kanal wird das Bildsignal über den IFlächenbereich gemittelt, der einer Periode, der Halbtonrasterfunktion entspricht, und dieser Mittelwert wird zur Bestimmung des Prozentanteils der Flächen verwandt, die im Halbtonpunkt weiß werden soll. Das wird dadurch erreicht, daß die Summenfunktion mit einem dynamisch für jede Periode des Halbtons veränderbaren Schwellenwert zur Diskriminierung verglichen wird, so daß der prozentuale Anteil an weiß mit dem durchschnittlichen Bildsignal

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übereinstimmt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, bei dem die gewünschte Graua"bstufung der Reproduktion von der des Originalbildes verschieden ist, kann das durchschnittliche Bildsignal in irgendeiner vorge stimmt en V7ei.se eingestellt werden, und der Prozentanteil an Weiß wird an das eingestellte Signal angepaßt. Bei einer digitalen Arbeitsweise wird dieses Ergebnis dadurch erhalten, daß an der Abtaststelle mit dem größten Wert der Summenfunktion begonnen wird und solange weiße Unterpunkte gesetzt werden, bis der richtige Flächenbereich weiß ist. Alle diese Ververfahrensschritte werden für Jede Halbtonperiode wiederholt. Der Vergleich mit· dem Schwellenwert d.h. der Diskriminierungsschritt wird für jeden Halbtonpunkt somit durch einen Vergleich mit einem Schwellenwert veränderbarer, anstatt mit einem Schwellenwert fester Höhe durchgeführt. Die Höhe des Schwellenwertes, die für jeden Halbtonpunkt verwandt wird, ist für alle Unterelemente in einem Halbtonpunkt konstant, ändert sich jedoch von einem Halbtonpunkt zum nächsten. Der Schwellenwert wird durch eine Rückkopplung eingestellt, so daß das gesamte Reflexionsvermögen oder die gesamte Durchlässigkeit über den Punktbereich in einer Periode mit einer getrennten Messung der gesamten Durchlässigkeit oder des gesamten Reflexionsvermögens des Originalbildes über eine Halbtonperiode übereinstimmt.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1A zeigt eine digitale Darstellung typischer Graustufenwerte in einer Halbtonperiode eines Originalbildes vorliegen.

Fig. 1B zeigt eine digitale Darstellung einer Halbtonpunktperiode eines Halbtonrasters.

Fig. 1C zeitgt eine digitale Darstellung der Summenfunktion der in Fig. 1A dargestellten digitalen Bildinformation und des in Fig. 1B dargestellten digitalen Halbton— rasters.

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Fig. 1D zeigt eine digitale Darstellung der Halbtonbild-Wiedergabe über eine Halbtonperiode des Originalbildes, das. in Fig. 1A dargestellt ist, und

Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur elektronischen Halbtonbildreproduktion.

Fig. 1A zeigt eine digitale Darstellung des Graustufenbereiches der Information , die in einem Halbtonpunktbereich vorliegt, der eine Periode der zweidimensionalen Rasterfunktion überdeckt. Diese Halbtonpunktperiode kann in eine beliebige Anzahl diskreter Elemente aufgelöst werden. Beispielsweise ist im typischen Fall jede Halbtonpunktperiode in 5 x 5 oder mehr diskrete Elemente aufgelöst. Die in Fig. 1 dargestellte Halbtonpunktperiode ist zur Erläuterung jedoch in 18 Unterpunkte aufgelöst bzw. unterteilt. Die Zahl "3" in Fig. 1A stellt die dunkleren Flächenbereiche des Originalbilds dar, während die Zahl 12 die helleren Flächenbereiche im Bild repräsentiert. Dieses Schema ist natürliche völlig willkürlich. Fig. 1B zeigt eine digitalisierte Darstellung einer Halbtonpunktperiode eines Halbtonrasters, das um Rastern des Originalbildes verwandt werden kann. Die niedrigen Zahlen stellen wiederum dunklere Flächenbereiche dar, während die hohen Zahlen hellere Flächenbereiche repräsentieren. Das Numerierungsschema ist willkürlich gewählt; es sollte jedoch soviele Zahlen enthalten, wie Einzelelemente in der Halbtonpunktperiode vorhanden sind. Fig. 1C zeigt eine digitale Darstellung der Summenfuktion, die durch Addition der Bildinformation von Fig. 1A und der Halbtonrasterfunktion von Fig. 1B erhalten wird.

Erfindungsgemäß wird die Summe der digitalen Bildinformation berechnet und durch die Anzahl der Unterelemente in der Halbtonpunktperiode dividiert, um das durchschnittliche Reflexionsvermögen des Flächenbereiches zu erhalten. Bei · dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Summe der

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digitalisierten Bildinfο rmation 103 in dieser Periods, und diese Sunme wird durch 13. d.h. durch die Anzahl der diskreten Elemente in der Helbtonpunktperiode dividiert, woraus sich ergi"bt, daß sechs Stellen weiß werden müssen, damit der reproduzierte Halbtonpunkt genau mit dem Gesamtreflexionsvermögen oder der Gesamttransparenz des Originalbildes über diese Halbtonpunktperiode übereinstimmt. Um dieses Ergebnis zu erhalten, wird die Summenfunktion daher an einem Schwellenwert von geeigneter Höhe beim vorliegenden Beispiel 19,5j diskriminiert, wodurch das in Fig. 10 gezeigte Schwarz-Weiß-Muster erhalten wird. Das erfolgt dadurch, daß an der abzutastenden Stelle mit dem höchsten Wert der Summenfunktion begonnen wird und Unterpunkte Weiß eingesetzt werden, bis der richtige Flächenbereich weiß ist. Dieses Verfahren wird für jede Halbtonperiode über das gesamte Originalbild wiederholt.

Ein wichtiger Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß der Kontrast einer großen Fläche unabhängig vom Kontrast der Einzelheiten gesteuert werden kann. Der Kontrast einer großen Fläche und die Grauabstufung werden - wie oben beschrieben - durch die Wahl des Schwellenwertes gesteuert, um die Grauwerte des Originalbildes zu reproduzieren. Wenn Jedoch eine andere als die genaue Reproduktion der Grauwerte erwünscht ist, kann die Höhe des Schwellenwertes solange geändert werden, bis die gewünschten Grautöne in großen Flächen in jedem Halbtonpunkt erhalten werden. Der Kontrast der Einzelheiten hängt vom relativen Kontrast zwischen der Bild- und Halbtonrasterdarstellung ab. Einzelheiten haben einen größeren Einfluß auf die Punktform, so daß der Kontrast der Einzelheiten ansteigt, wenn der Bareich von Werten der für den Halbtonraster ausgewählt wird, im Vergleich zum Bereich der Werte der bildlichen Darstellung kleiner gemacht wird. Dieses Verfahren ermöglicht somit die Wiedergabe von Einzelheiten, die, verglichen mit der Periode der HaHttonrasterfunktion, klein

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sind, und es kann gleichzeitig die Grauskala "beim Vorliegen derartiger feiner Einzelheiten richtig wiedergegeben werden. Ein weiteres wichtiges Merkmal des vorliegenden Verfahrens liegt darin, daß das Auftreten unerwünschter Moiremuster bei der Reproduktion unterdrückt wird, wenn das Originalbild feine Einzelheiten enthält, die dem Halbtonraster ähneln, etwa in den Fällen, in denen das Originalbild selbst ein Halbtonbild ist. Da das Verfahren eine unabhängige Steuerung des für die großen Flächen und die Einzelheiten erlaubtest es darüberhinaus möglich, die Schärfe von Rändern und Begrenzungen im Originalbild zu verbessern, so daß ein schärfer wiedergegebenes Bild einschließlich eines verbesserten wiedergegebenen (Textes, falls ein solcher vorhanden ist, erhalten wird.

Obwohl das erfindungsgemäße Halbtonreproduktionsverfahren anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, bei dem das Halbtonraster unter einem Winkel von 45° zum Originalbild liegt, versteht es sich natürlich, daß das Raster irgendeinen Winkel haben kann. Der 45 Winkel wurde nur zur Erläuterung gewählt, da er gewöhnlich auf dem graphischen Sektor verwandt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird darüberhinaus ein Bildelement zur Steuerung eines Unterpunktes des Halbtonpunktes verwandt. Ein Bildelement kann jedoch auch dafür verwandt werden, mehr als einen Unterpunkt zu steuern. Wenn das Bild beispielsweise mit 600 Linien/inch, d.h. 240 Linien/cm, abgetastet wird, und 36 Unterelemente für jeden Halbtonpunkt erwünscht sind, würde das Halbtonraster annähernd 100 Linien/inch, d.h. 40 Linien/cm aufweisen. Eine Rasterfrequenz von 200 Linien/inch, d.h. 80 Linien/cm, könnte dadurch erhalten werden, daß mit 1200 Linien/inch, d.h. 480 Linien/cm, abgetastet wird, oder daß jede der 600 Linien/inch bzw. 240 Linien/cm Abtastungen zur Erzeugung von 2 Linien der Unterelemente verwandt werden. Wie oben erwähnt, wird die Halbtonraster-

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funktion im typischen Fall und vorzugsweise durch Addition mit der Bildinformation kombiniert, um eine Summenfunktion zu erhalten- Die Summenfunktion kann allerdings auch durch eine Multiplikation erhalten werden.

Obwohl bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Signal erzeugt wird, das den Mittelwert über den Halbtonpunktbereich angibt, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch so ausgeführt werden, daß das Signal auf andere Weise erhalten wird. Das Signal kann beispielsweise durch Tiefpaßfiltern des durchgehenden Bildtons oder dadurch erhalten werden, daß verschiedene gewichtete Mittelwerte über den Flächenbereich eines oder mehrerer Halbtonpunkte gebildet werden. In manchen Fällen kann durch diese Technik die Qualität des resultierenden Bildes verbessert werden. Derartige Bildfilterungstechniken sind bekannt. Unter dem oben genannten Ausdruck "Erzeugung eines elektronischen Signals, das den durchschnittlichen Grauwert eines Originalbildes darstellt", soll allgemein jedes hierzu geeignete Verfahren, und insbesondere jede oben genannte Arbeitstechnik verstanden und mit einbezogen werden.

In Fig. 2 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektronischen Halbton-Reproduktionsvorrichtung dargestellt. Ein Bildabtaster 10 beleuchtet nacheinander ein Originalbild, das auf dem Umfang einer Trommel 12 befestigt ist, die sich um die Achse 13 dreht. Das Original kann natürlich sowohl ein transparentes als auch ein lichtundurchlässiges Dokument sein. Der Bildabtaster 10 arbeitet mit einer Geschwindigkeit von 1 ms oder weniger pro Halbtonperiode, obwohl die tatsächliche Geschwindigkeit von den Eigenschaften der einzelnen optischen und elektronischen Bauteile abhängt, die bei einem Ausführungsbeispiel der er-

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findungsgemäßen Vorrichtung verwandt werden. Jede HaIbtonpunktperiode des Originalbildes, die durch den Bildabtaster 10 beleuchtet wird, wird der Reihe nach durch eine Abbildungslinse 14 auf ein lichtempfindliches Element 16, beispielsweise eine Gruppe von Photodioden, abgebildet. Das lichtempfindliche Element enthält eine Anzahl von lichtempfindlichen Detektoren, und zwar jeweils einen für jedes diskrete Element im Halbtonperiodenflächenbereich eines Easterpunktes. Im typischen Fall ist der Flächenbereich einer Halbtonperiode in wenigstens 5x5 diskrete Elemente aufgelöst. Die verschiedenen Intensitäten des auf das lichtempfindliche Element fallenden Lichtes hängen vom Schwärzungsgrad im Originalbild ab. Durch die Photοdiodengruppe 16 wird das Licht in analoge elektronische Signale umgewandelt. Das analoge elektronische Signal von jedem lichtempfindlichen Detektor in der Photodiodengruppe 15 wird einer Summierungsschaltung 18 zugeführt, in der die Signale zu einem Signal addiert werden, das die gesamte durch die Halbtonpunktperiode reflektierte Lichtmenge repräsentiert. Als Alternative kann auch zwischen der Abbildungslinse 14· und der Photodiodengruppe 16 ein Strahlzerleger vorgesehen sein, und ein Teil des Lichtes des Lichtstrahles kann auf eine separate Photodiode gelenkt -werden, die nur einen einzigen lichtempfindlichen Detektor aufweist. In diesem Fall würde das Licht in ein einziges elektronisches Signal umgewandelt, das die gesamte, durch den Rasterpunkt reflektierte Lichtmenge repräsentiert, und würde das elektronische Signal das Ausgangssignal der Schaltung 18 ersetzen. Obwobl das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einen beweglichen Bildabtaster 10 und eine sich drehende Trommel 12 sowie eine Linse 14- und eine Photodiodengruppe 16, die sich mit dem Bildabtaster 10 bewegen, aufweist, kann jede beliebige Anordnung dieser Bauteile verwandt werden.

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Beispielsweise kann der Bildabtaster ortsfest vorgesehen sein und die Achse 13»auf der die Trommel angebracht ist, eine Leitspindel sein, so daß sich die Trommel beim Drehen transversal bewegt.

Das elektronische Signal von jedem lichtempfindlichen Detektor in der Photodiodengruppe 16 wird einer separaten Summierungsschaltung zugeführt, wo sie zu einem Signal einer Vergleichsspannung !addiert werden, die die Rasterpunktfunktion repräsentiert. Zur einfacheren Darstellung sind lediglich die Signale von zwei der lichtempfindlichen Detektoren in der Photodiodengruppe 16 dargestellt. Es ist jedoch ersichtlich, daß die elektronischen Signale von allen Detektoren in gleicher Weise weiterver-• arbeitet werden. Dem Ausgangssignal von den jeweiligen Detektoren in der Photodiodengruppe 16 werden unterschiedliche Vergleichs spannungen V. und V. durch die Summierungsschaltungen 20 und 22 jeweils zuaddiert. Es wird nochmals darauf hingewiesen, daß die Werte der jeweiligen Vergleichsspannungen zur Einstellung des Feinkontrastes verändert werden können, wie es im Vorhergehenden beschrieben wurde.

Die Signale von den Summierungsschaltungen werden dann Tastspeicherschaltungen 24 und 26 jeweils zugeführt. Diese

Tastspeicherschaltungen sind dann nicht erforderlich, wenn das Originalbild langsam genug abgetastet wird. Sie sind jedoch vorzugsweise vorgesehen, damit das Bild elektronisch, d.h. mit Geschwindigkeiten von 1 ms oder weniger pro überdecktem Rasterpunkt abgetastet werden kann. Jedes elektronische Signal repräsentiert an dieser Stelle die Summenfunktion der Bildinformation des Unterelementes und der Halbtonrasterfunktion. Die Summenfunktion für

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jedes Unterelement wird anschließend zu einem dynamisch geregelten Spannungssignal mit sich ändernder Amplitude addiert, das für alle Unterelemente gemeinsam ist und von einem einzigen Sägezahngenerator 28 geliefert wird. Jedes elektronische Signal wird dann durch auf feste Werte eingestellte Schwellenwertschaltungen 30 und 32 jeweils zu einer Leuchtdiodengruppe 38 geleitet, die soviele Leuchtdioden enthält, wie lichtempfindliche Detektoren in der Photodiodengruppe 16 vorhanden sind. Die Leuchtdioden sind in einem ähnlichen Muster, wie die lichtempfindlichen Detektoren in der Photodiodengruppe 16 angeordnet, durch die sie angesteuert werden.

Als allgemein bekanntes Element ist eine Zeitsteuerung nicht dargestellt, die eine Sequenz dadurch startet, daß sie die Tastspeicherschaltungen 24,26 auslöst, damit diese die Signale von den Summierungsschaltungen 20 und 22 jeweils abfragen. Die Zeitsteuerung setzt den Anstieg der Spannung des Sägezahngenerators 28 in Gang, wodurch der sich dynamisch ändernde Schwellenwert erzeugt wird. Die Ausgangssignale der Schwellenwertschaltungen 30 und 32 werden einer Schaltung 34 geliefert, wo sie summiert werden. Das die Summe repräsentierende Signal wird einer Schaltung 36 zugeführt, die das elektronische Signal von der Schaltung 34 mit dem elektronischen Signal von der Schaltung 18 vergleicht. Wenn beide Spannungssignale übereinstimmen, erzeugt die Schaltung 36 einen Impuls, die jeden weiteren Anstieg des Spannungssignal-s vom Sägezahngenerator 28 unterbricht. Während des Betriebes zünden die elektronischen Signale, die die Summenfunktionen repräsentieren;.und die höchsten Werte haben, die passenden Leuchtdioden der Gruppe 38, bis die gesamte Lichtabgabe mit der gesamten, vom Originalbild im Flächenbereich des untersuchten Halbtonpunktes reflektierten Lichtmenge übereinstimmt. Kurze Zeit danach öffnet die

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Zeitsteuerung kurzzeitig den Verschluß 40, so daß ein Lichtempfänger 42 kurzzeitig durch die gezündeten Leuchtdioden über eine Linse 44 belichtet werden kann. Der Lichtempfänger 42 kann irgendein geeignetes lichtempfindliches Aufzeichnungsmedium, beispielsweise ein photographischer Film oder ein aufgeladenes xerographisches Element sein. Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der Lichtempfänger aus einer aufgeladenen xerographischen Trommel, die sich um die Achse 13 in Übereinstimmung mit der Drehung der Trommel 12, die das Originalbild trägt, dreht. Der Lichtempfänger 42 kann andererseits auch durch einen anderen Bildabtaster, der dem Bildabtaster 10 entspricht und auf diesen abgestimmt ist, bewegt werden. Nachdem der Lichtempfänger belichtet ist, setzt die Zeitsteuerung die Schaltungen in der Anlage zurück und startet den nächsten Arbeitszyklus. Diese Reihenfolge wird für jede Halbtonperiode des Originalbildes wiederholt.

Es wird darauf hingewiesen, daß alternative Bauteile bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel verwandt werden können. Beispielsweise kann die-Schaltung 34 fehlen und können ein Strahlzerleger 46 und eine Photozelle 48 zusätzlich vorgesehen sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Strahlzerleger 46 dazu vorgesehen, einen Teil des gesamten Ausgangslichtes der Leuchtdiodengruppe 38 zur Photozelle 48 -zu lenken. Die Photozelle 48 wandelt das Licht von der Photodiodengruppe- 38 in ein analoges elektronisches Signal um, das an der Schaltung 36 liegt, die es mit dem elektronischen Signal von der Schaltung 18 vergleicht. Wenn, wie oben beschrieben, diese Signale übereinstimmen, liefert die Schaltung 36 einen Impuls, der jeden weiteren Anstieg des Spannungssignals

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vom Sägezahngenerator 28 unterbricht.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es möglich, eine Reproduktion mit Grauwerten zu liefern, die sich von denen des Originalbildes unterscheiden. Das kann dadurch erreicht werden, daß das elektronische Signal von der Schaltung 18 über einen nicht linearen Verstärker 50 in irgendeiner vorbestimmten Weise verändert wird, wodurch effektiv das mittlere Reflexionsvermögen des untersuchten Rasterpunktes, des Originales verändert wird. Dementsprechend kann die Grautönung der Reproduktion von der des Originalbildes verschieden sein, während der Kontrast der Einzelheiten der Wiedergabe des Originals beibehalten wird, woraus sich die Möglichkeit ergibt, Reproduktionen mit höherer Rand- oder Begrenzungsschärfe zu erhalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde im Obigen lediglich anhand spezieller, bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben. Es ist ersichtlich, daß noch weitere Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können. Beispielsweise kann ein elektronischer Rechner an die Stelle der elektronischen Bauteile in Fig. 2 treten und die gleichen Funktionen erfüllen.

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Claims

Patentan Sprüche

Verfahren zum Erzeugen einer Halbtonwiedergäbe eines Originalbildes auf einer Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) ein elektronisches Signal erzeugt wird, das den mittleren Grauwert des Originales über eine Halbtonpunktperiode darstellt,

(b)-mehrere elektrische Signale erzeugt werden, die Einzelheiten des Originalbildes über die Halbtonpunktperiode repräsentieren;

(c) eine Halbtonrasterfunktion in elektronischer Form erzeugt wird,

(d) die im Verfahrensschritt (c) erzeugten Halbtonrastersignale mit den im Verfahrensschritt (b) erzeugten Signalen des Originalbildes kombiniert werden, so daß sich . eine Vielzahl von Summenfunktionen ergibt und

(e) die Summenfunktionen an einem Schwellenwert diskriminiert · werden und das im Verfahrensschritt (a) erzeugte elektronische Signal dazu verwandt wird, den Schwellenwert und die Erzeugung von Halbtonunterpunkten auf der Fläche zu steuern, um damit die Halbtonpunktperiode des Originalbildes zu reproduzieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn e t, daß die im Verfahrensschritt (b) erzeugten Signale des Originalbildes und die im Verfahrensschritt (c) erzeugten Signale der Halbtonrasterfunktion durch Addition miteinander kombiniert werden.

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Verfahrensschritt Cb) erzeugten Signale des Originalbildes und die im Verfahrensschritt (c) erzeugten Signale der Halbtonfunktion durch Multiplikation miteinander kombiniert werden.
4-. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bildelement des Originalbildes zum Steuern der Ausbildung eines Unterelementes der Halbtonpunktperiode verwandt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bildelement des Originalbildes zum Steuern der Ausbildung von mehr als einem Unterelement der Halbtonpunktperiode verwandt wird.
6. Verfahren'nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabe auf der Oberfläche eines xerographischen Elementes erfolgt.
7- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte (a) und (b) mit Hilfe von Einrichtungen durchgeführt werden, die einen Bildabtaster enthalten.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt (a) weiterhin das elektronische Signal in vorbestimmter Weise eingestellt wird, und das eingestellte Signal im Verfahrensschritt (e) dazu verwandt wird, den Schwellenwert und die Erzeugung der Halbtonunterpunkte auf der Oberfläche, derart zu steuern, daß der Grauwert der reproduzierten Halbtonpunktperiode sich von dem der Halbtonpunktperiode des Originalbildes unterscheidet.

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9. Vorrichtung zum Erzeugen einer Rasterwiedergabe eines Originalbildes j gekennzeichnet durch eine Einrichtung (10,12,13,14-,16,18), die ein elektrisches Signal, das den mittleren Grauwert des Originalbildes über eine Halbtonpunktperiode repräsentiert, und mehrere elektronische Signale erzeugt, die Einzelheiten des Originalbildes über die Halbtonpunktperiode angeben, durch eine Einrichtung, die eine Halbtonrasterfunktion in elektronischer Form liefert, durch eine Einrichtung (20,22), die die Halbtonrastersignale und die elektronischen Signale kombiniert, die Einzelheiten des Originalbildes repräsentieren, um mehrere Summenfunktionen zu erzeugen, durch eine Einrichtung zum diskriminieren der Summenfunktionen entsprechend einem Schwellenwert, durch eine Einrichtung (28), die den Schwellenwert in Abhängigkeit von dem elektronischen Signal steuert, das den' mittleren Grauwert des Originalbildes über eine Halbtonpunktperiode angibt, und durch eine Abbildungseinrichtung (38? 4-0» 44, 4-2).
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die elektronische Signale liefert, einen Bildabtaster (10) enthält.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungseinrichtung eine xerographische Reproduktionseinrichtung ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die ein elektrisches Signal liefernde Einrichtung eine Einrichtung (50) enthält, die das Signal, das den mittleren Grauwert des Originalbildes eine Halbton— punktperiode angibt, in vorbestimmter Weise einstellt.

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