DE3043101C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von binären Drucksignalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Wird ein gerastertes Original (z. B. ein gedrucktes Bild oder ein Schreibmaschinentext) mit Hilfe eines elektronischen Scanners im Raster abgetastet, um dem Original entsprechende Videopunktsignale zu erzeugen, tritt eine Rasterumsetzung auf. Um Drucksignale zu erzeugen, werden Videopunktsignale elektronisch gerastert, indem sie mit Rasterpunktsignalen kombiniert werden. Eine Kopie des abgetasteten Originals wird danach hergestellt, indem die Drucksignale einem binären graphischen Drucker zugeführt werden, der eine Kopie erzeugt, die ein Facsimile des gerasterten Originals ist. Wenn die Abstandsfrequenz des Rasters im Original sich von der der elektronischen Abtastung unterscheidet, ist die Kopie durch Schwebungsfrequenzen entstellt oder verzerrt, die sich aus der Differenz zwischen den beiden Abtastfrequenzen ergeben.

Ein aus der US-PS 40 51 536 bekanntes Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 kann zur Korrektur dieser Bildfehler bei der Rasterabtastung bereits gerasterter Bilder verwendet werden.

Aus der US-PS 41 15 816 ist zur Anhebung der Konturenschärfe bei der Abtastung einer Vorlage bekannt, innerhalb einer Abtastzeile Rasterpunkte zur Kontur hin zu verschieben. Dadurch wird großflächig der Bildeindruck durch Vermeiden gezackter Konturen verbessert, nicht jedoch die eingangs erläuterten Bildfehler beseitigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, so daß insbesondere Schwebungserscheinungen der Kopie aufgrund eines Unterschieds zwischen der Rasterung der Vorlage und der elektronischen Rasterung noch besser vermieden werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Schritten des Patentanspruchs 1, sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 5. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine erste beispielhafte Darstellung von Videopunktsignalen und Rasterpunktsignalen zur Erläuterung der Erfindung,

Fig. 2 eine zweite schematische Darstellung von Videopunktsignalen und Rasterpunktsignalen zur Erläuterung der Erfindung,

Fig. 3 eine Teildarstellung von Videopunktsignalen und Rasterpunktsignalen zur Erläuterung der Erfindung, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines elektronischen, binärgraphischen Drucksystems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt die mit der Erfindung erzielte Verbesserung. Die mittlere Zeile von 8×8-Quadraten stellt die Rasterzellen eines in Raster zerlegten Originals dar. Die 4×4-Quadrate innerhlb der 8×8-Zellen bedeuten die "Schwarz"-Videosignale innerhalb der Zellen. Die obere Zeile von 6×6-Quadraten stellt die Zellen eines elektronischen Rastergitters dar, mit dem die durch die 8×8-Zellen dargestellte Vorlage abgetastet wird. Wenn das Gitter der Abtastung nicht verschoben wird, ergibt sich eine Verzerrung der "Schwarz"-Daten der Vorlage, wie dies durch die Kreuzschraffur der Bereiche in den oberen 6×6-Zellen dargestellt ist. Die untere Zeile mit 6×6- Quadraten unterscheidet sich zunächst nicht von der oberen Zeile, doch werden in ihr die Mitten der Zellen zu den Zentren der "Schwarz"-Daten gemäß der Erfindung verschoben. Die mit Kreuzschraffur hervorgehobenen Flächen stellen eine genaue Reproduktion des Originals dar, so daß in diesem Fall die Verzerrungen, die beim unverschobenen Raster entstehen, vermieden sind.

Fig. 2 bringt denselben Vergleich wie Fig. 1, wobei allerdings das Original, das in der mittleren Zeile wiedergegeben ist, aus 6×6-Zellen mittels Rasterabtastzellen von 5×5 abgetastet wird, wobei wiederum oben die unverschobenen und unten die verschobenen Zellen dargestellt sind.

Das bei der Behandlung der elektronischen Rasterabtastung verwendete Format läßt sich am besten unter Bezugnahme auf Fig. 3 verstehen. Sämtliche Abbildungen, und zwar Originalvorlagen, elektronische Wiedergaben dieser Originale und die elektronischen Rasterbilder oder Schirme, die in der nachfolgenden Beschreibung erwähnt werden, sind nach einem Rastermuster logisch geordnet. Hier sind als Beispiel rechteckige Rastermuster vorgesehen, doch können auch andere Rastermuster verwendet werden.

Das Raster 100 der Fig. 3 zeigt das hier verwendete Rechteckraster. Es besteht aus lückenlos angeordneten Bildpunkten, die hier als kleine Quadrate 101 dargestellt sind und in Zeilen 102 und Spalten 103 aufgereiht sind. Das Raster erstreckt sich in zwei Dimensionen über die jeweils interessierende Fläche. Jeder Bildpunkt kommt nur einmal vor und ist durch seine Zeilen- und Spaltenzahl eindeutig gekennzeichnet, wobei, wie dargestellt, in der oberen linken Ecke mit der Zählung begonnen wird. Die größeren Quadrate 104 geben die Rasterzellen oder -punkte eines Schirms oder Gitters wieder. Als Form dieser Zellen 104 ist hier z. B. ein Quadrat gewählt, doch kann eine solche Zelle auch ein gewöhnliches Rechteck sein. Die übliche Bezeichnung einer solchen Zelle ist eine m×n-Matrix. In Fig. 3 sind die Zellen 6×6-Matrizen oder Gruppen von Bildpunkten 101.

Jeder Bildpunkt 101 in einer Vorlage besitzt eine bestimmte optische Reflexion oder Durchlaßdichte (Bilddichte) mit natürlicherweise gleitenden Übergängen. Elektronische Videosignale, welche die Bilddichte darstellen sollen, können entweder analog oder digital sein. In der vorliegenden Erfindung sind sämtliche elektrischen Video-, Raster- und Drucksignale in digitaler Form, können jedoch auch analoge Form haben. Die Video- und Rastersignale sind beispielsweise 8-Bit-Binärzahlen in einem Wertebereich zwischen 0 und 255. Die hier verwendeten Drucksignale sind z. B. 1-Bit-Binärzahlen mit den Werten 0 und 1, wodurch geringe und hohe Dichte (z. B. Weiß oder Schwarz) für einen Rasterpunkt bei der Wiedergabe einer Vorlage dargestellt werden. Bei diesem Beispiel ist dann Weiß 0 und Schwarz 255.

Videosignale werden folgendermaßen hervorgebracht: Auf künstliche Weise durch elektronische Vorrichtungen wie an einer Tastatur oder einem Computerprogramm; mittels optischer Vorrichtungen durch einen Abtaster, der die optische Dichte diskreter Flächenbereiche eines Originals entsprechend einem Bildpunkt mißt; durch Kombination dieser beiden oder durch sonstige geeignete Mittel. Für die vorliegende Beschreibung werden die Videosignale dem System nacheinander Zeile für Zeile in einem Format angeboten, das dem Rastermuster 100 in Fig. 3 entspricht.

Ein Rastersignal besteht für jeden Bildpunkt aus einem Rastermuster. Jedes Rastersignal wird in Einheiten des Videosignals geeicht und wird zur Bildung eines Drucksignals mit einem Videosignal kombiniert. Der Schritt des Kombinierens ist auch der Abtastschritt und enthält üblicherweise das Vergleichen der Größen des Videosignals und des Abtastsignals. Das Drucksignal wird aufgrund des Vergleichs auf eines seiner beiden Binärzustände eingestellt. So kann das Drucksignal z. B. in seinen 1-Zustand eingestellt werden, wenn das Videosignal gleich oder größer als das Abtastsignal ist, was einen weißen Bildpunkt auf einer graphischen Reproduktion ergibt, auf der Schwarz markiert wird.

Zur Erläuterung eines elektronischen Rasterschirms wird auf die US-PS 41 49 194 verwiesen. Die nachfolgende vereinfachte Beschreibung soll dazu dienen, die Vorteile der vorliegenden Zellenverschiebungstechnik darzulegen. In der Praxis ist der Aufbau elektronischer Rasterschirme weit komplizierter. Kurz gesagt, enthält jede Rasterschirmzelle 104 in Fig. 3 dieselbe Ansammlung von Rastersignalen an denselben Plätzen innerhalb einer Zelle. Die Werte der Rastersignale sind gewöhnlich so ausgewählt, daß eine Zelle von der Mitte nach außen von Weiß in Tiefschwarz (oder umgekehrt) übergeht. Das bedeutet, daß z. B. die Rastersignale, die den vier mittleren Bildpunkten zugeordnet sind, also die in Fig. 3 innerhalb des gestrichelten Quadrates 105 liegenden Bildpunkte, niedrigere Werte als die Rastersignale der zwischen den Linien 106 und 105 liegenden Bildpunkte haben. Die äußeren Rastersignale, die den Bildpunkten des Außenbereiches zwischen der gestrichelten Linien 106 und der Umgrenzung der Zelle 104 zugeordnet sind, haben die höchsten Werte. Die Drucksignale sind im Außenbereich auf Schwarz eingestellt, wenn die Videosignale auf einem sehr hohen Dichtewert oder überhaupt nicht vorhanden sind. Für den Zweck der hier vorzunehmenden Beschreibung der Erfindung sind die äußeren Rastersignale auf einen Wert eingestellt, durch den sämtlichen Drucksignale Weiß sind.

Mit diesen Definitionen werden nun die Fig. 1 und 2 betrachtet. Die Quadrate 110a, b, c und d kennzeichnen Rasterzellen in einem Rasterbildoriginal, das erneut im Raster abgetastet werden soll. Die kleinsten Quadrate 101 stellen Bildpunkte im Original dar, denen Videosignale und Rastersignale entsprechen. Sämtliche Signale treten in zeitlicher Folge in der Reihenfolge jeder Zeile von links nach rechts auf, wobei mit Zeile 1 und Spalte 1 begonnen wird. Das Original 110a-d besteht aus 8×8-Zellen mit 16 zentralen Bildpunkten innerhalb der Quadrate 112, welche Schwarz sind, während die übrigen Bildpunkte Weiß sind.

Die Quadrate 114a, b, c und d sind elektronische Rastergitterzellen mit 36 Rastersignalen, die mit den Videosignalen, die den Zellen 110a, b, c und d zugeordnet sind, verglichen werden, um Drucksignale zu erzeugen. Wie an früherer Stelle erläutert, sind die äußeren Rastersignale, die den Bildpunkten zwischen der gestrichelten Linie 115 und der Zellenbegrenzung 114 zugeordnet sind, auf einen Maximalwert eingestellt, um das Drucksignal Weiß hervorzubringen. Folglich gibt die Gruppe von Bildpunkten innerhalb des kreuzschraffierten Quadrates die Drucksignale an, die auf Schwarz eingestellt werden, wenn die Rastersignale mit den Videosignalen verglichen werden. Der kreuzschraffierte Bereich ist derjenige, in welchem sich die Zonen innerhalb des Quadrates 115 und des Quadrates 117 überlappen. Die Quadrate 117 sind die Plätze der Bildpunkte, die im Original der Bildfarbendichte Schwarz entsprechen, d. h., die mit den Quadraten 112 übereinstimmen.

Eine Überprüfung der Zellen 114a, b, c, d und e zeigt die Verzerrung oder Verzeichnung, die bei der Reproduktion aufgrund erneuter Rasterabtastung entsteht. Die Wellenlänge der Rasterung im Original beträgt 8 Bildpunkte je Zelle, während die des elektronischen Rasters 6 Bildpunkte je Zelle ist. Folglich entsprechen die Reproduktionen 116a-e nicht den Quadraten 112a bis d im Drucksignal. Die Kopie ist deshalb verzerrt oder verzeichnet.

Bei der Erfindung erfolgt nun eine Verschiebung des Rastermusters innerhalb einer Rasterzelle dorthin, wo sich im Original die Mitte des Bereiches hoher Dichte befindet. Mit anderen Worten, das Quadrat 115 wird so verschoben, daß seine Mitte so nahe wie möglich an das Zentrum des Quadrates 117, welches die schwarzen Bildpunkte enthält, kommt.

Die Quadrate 120a bis e stellen dasselbe elektronische Raster wie die Quadrate 114a bis e dar, jedoch sind die Zentrumsbereiche der Zellen (gestrichelte Linien 121a bis e) aus der geometrischen Mitte der Zellen zur Mitte der Videosignalgruppierung verschoben. Die kreuzschraffierten Bereiche 122a bis e bezeichnen diejenigen Bildpunkte, bei denen ein "Schwarz"-Drucksignal aufgrund eines Vergleiches von gleichadressierten Video- und Rastersignalen erzeugt wird. Die Teile 124a bis e zeigen die Verschiebung der jeweiligen Zellenmitte von der ursprünglichen in die neue Lage.

Die Rasterzellen sind sämtlich dieselben und werden als solche in einer zyklischen Art und Weise erzeugt, wie in der bereits erwähnten US-PS 41 49 194 beschrieben. Als Folge davon erscheint der Abschnitt einer Zelle, der an einer Seite oder Kante über den Zellenrand hinaus verschoben worden ist, an der gegenüberliegenden Kante. So ist beispielsweise das Rechteck 125 in der Zelle 120b der im Zyklus rückgeführte Abschnitt des Zellenmittenbereichs 121, der am rechten Zellenrand verlorengeht, wenn die Zellenmitte 121b in die dargestellte Lage verschoben wird. Gleiches gilt für das Rechteck 126 in der Zelle 120c, das als im Zyklus rückgeführter Abschnitt des Zellenmittenbereichs 121 anzusehen ist.

Die vier Bildpunkte um die Spitze des Pfeils beim Pfeil 124a haben Rastersignale, deren Größen denjenigen im Quadrat 105 in der Fig. 3 entsprechen. Die an die Mittengruppe 105 angrenzenden Bildpunkte haben größere Größenwerte, während die restlichen Bildpunkte innerhalb der Zelle die größten Werte haben, wodurch (z. B. sämtliche zugehörigen Drucksignale in den "Weiß"-Zustand gebracht werden. Dadurch wird der zentrierte Rastersignalaufbau, das Empfindlichkeitsmuster oder das Anschwell- oder Anwachsmuster der Zellen 114a bis e in Fig. 1 und der Zellen 104 in Fig. 3 um einen Bildpunkt in x-Richtung (Zeilenrichtung) und einen Bildpunkt in y-Richtung (Spaltenrichtung) verschoben, ohne daß sonstwie das elektronische Rasterbild verändert wird. Es sei noch vermerkt, daß die Verschiebung jeweils nur Zelle für Zelle erfolgt und nicht etwa eine Verschiebung des gesamten Rasters vorgenommen wird.

Die Drucksignale, die durch Vergleich der verschobenen Rastersignale mit den Videosignalen erzeugt werden, bringen Schwarzmarkierungen auf einem binären graphischen Medium entsprechend den kreuzschraffierten Flächen 123a bis e hervor. Die Flächen 123a bis e entsprechen in ihrer Gesamtheit den Daten der Schwarzzone 112a bis d im Original 110a bis d zu 100%. Mit der Verschiebungstechnik wird die Verzerrung oder Verzeichnung bei nicht aufeinanderpassenden Rasterzellen 110a bis d und 114a bis e ausgeschaltet. Die verzeichnete Wiedergabe entspräche den kreuzschraffierten Zonen 116a bis e.

Mit Hilfe der Erfindung wird Verzerrung oder Verzeichnung vermieden, die auf mangelnde Übereinstimmung der Rasterwellenlängen bei Original und elektronischem Raster beim erneuten Aufrastern auftreten könnte.

Die nächste Betrachtung gilt der Fig. 2. Eine Vorlage weist die "Schwarz"-Bereiche 130 innerhalb der Halbtonrasterzellen 131a bis f auf. Die Originalzellen sind 6×6-Matrizen. Die elektronischen Rasterzellen 132a bis g sind nicht übereinstimmende 5×5-Zellen, bei denen das Zentrum des Zellenmusters innerhalb der gestrichelten Linien 133a bis g liegt. Die Quadrate 134 stellen die "Schwarz"-Daten dar, die den Rasterzellen überlagert sind. Die kreuzschraffierten Bereiche 135a bis g zeigen die "Schwarz"-Drucksignale, die von den Video- und den Rastersignalen erzeugt werden. Diese kreuzschraffierten Reproduktionen sind gegenüber den "Schwarz"-Daten des Originals, welche durch die Quadrate 130 dargestellt werden, stark verändert oder verzerrt.

Die Zellen 140a bis g sind ebenfalls 5×5-Rasterzellen, bei denen jedoch die Mitten so verschoben sind, wie es durch gestrichelte Linien 141a bis g dargestellt ist. Die Pfeile innerhalb der einzelnen Zellen deuten an, daß jeweils eine Verschiebung um einen Bildpunkt in X- und Y-Richtung in jeder Zelle vorgenommen wurde, um eine Ausrichtung mit der Mitte der "Schwarz"- Videodaten zu erhalten, die durch die Quadrate 142 dargestellt sind. Die kreuzschraffierten Zonen 143a bis g deuten die "Schwarz"-Drucksignale an, die durch Vergleich der "Schwarz"- Videosignale mit den verschobenen Rastermustern erzeugt werden. Die kreuzschraffierten Zonen 143a bis g bringen die "Schwarz"-Daten der Vorlage (Quadrate 130) wesentlich getreuer hervor als die kreuzschraffierten Bereiche 135a bis e in den Rasterzellen 132a bis g, deren Mitten nicht verschoben sind.

Die bisherige Beschreibung befaßt sich mit der Technik der Mittenverschiebung, um Bildverzerrungen oder -verfälschungen zu unterdrücken. Die Videosignale besitzen in der Praxis mehrere unterschiedliche Stärken oder haben gleitende Übergänge, auch wenn die Vorlage aus schwarzen und weißen Bildpunktbereichen aufgebaut ist. Ein optischer Scanner erzeugt sogar von einer Zweitonvorlage stetige Signale. Sie Scanner sieht die Ränder zwischen Schwarz und Weiß und erzeugt Zwischenabstufungen. Die Wirkung des optischen Scanners ist die, das Videosignale erzeugt werden, welche ein unscharfes oder verwaschenes Bild der Vorlage hervorbringen, was in Wirklichkeit einem Halbtonbild mit kontinuierlichen Farbübergängen entspricht. Die Abtastfrequenz ist jedoch auch in dem unscharfen oder verwaschenen Bild noch vorhanden und führt zu Bildverzerrungen oder -verfälschungen der beschriebenen Art.

Fig. 4 zeigt eine elektronische binäre graphische Druckeinrichtung, in der eine mit Zellenverschiebung arbeitende elektronische Rasterabtastung gemäß der Erfindung verwendet wird. Nacheinander an einer Klemme 150 ankommende Videosignale geben die Halbtondichtewerte eines im Raster zerlegten Originals an. Die Videosignale werden vorübergehend entweder im Puffer 151 oder im Puffer 152 gespeichert und anschließend synchron an eine Kombinierschaltung (Komparator) 153 zusammen mit Rastersignalen vom Rastergenerator 154 geleitet.

Am Ausgang der Kombinierschaltung 153 werden Drucksignale erzeugt und einem binären graphischen Drucker 155 zugeführt, bei dem eine erneut aufgerasterte Kopie oder Reproduktion des Originals hergestellt wird. Die übrigen Bestandteile der Einrichtung dienen dazu, die Verschiebung der Mitte einer Rasterzelle zum Zentrum der "Schwarz"-Videodaten hin (oder ggf. zum "Weiß"- Zentrum) innerhalb der Grenzen der Rasterzelle zu bewirken, wie es in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschrieben worden ist.

Die Videosignale kommen an der Eingangsklemme 150 beispielsweise auf einer achtadrigen Datensammelleitung an. Alle mehradrigen Sammelleitungen sind in der Zeichnung als dicke Schienen dargestellt. Die Signale werden einem der Puffer 151 oder 152 zugeführt. Während die Signale in einen der Puffer eingegeben werden, werden Videosignale aus dem anderen Puffer entnommen und zur Erzeugung von Drucksignalen am Ausgang der Kombinierschaltung 153 verarbeitet.

Das Eingeben der Videosignale wahlweise auf einen der zwei Puffer erfolgt mit Hilfe von logischen UND-Gattern 156 und 157. Durch einen Systemtakt auf der Leitung 158 und die Ausgänge x und von einem Rasterzeilenzähler 159 werden die Signale zu dem einen oder anderen Puffer geleitet. Das Signal wird mit Hilfe eines Inverters 162 durch Invertieren des Signals x vom Zähler 159 erzeugt. Der Zähler ist mit der Klemme 150 verbunden und erhält so ein Signal von jedem Anfang einer Rasterzeile, wodurch der Zähler zu Beginn einer jeden Rasterzeile der Videosignale um Eins vorwärtszählt. An der Klemme 150 erscheint zusammen mit den Videosignalen ein besonderes Signal, um den Anfang einer Rasterzeile zu kennzeichnen. Der Zähler 159 zählt die Rasterzeilenzahl, die die Anzahl der Zeilen in einer Zelle des elektronischen Schirmrasters entspricht. Bei den 6×6-Nullwinkel-Rastergittern der Fig. 1 zählt der Zähler 159 sechs Rasterzeilen der Videosignale aus. Während der ersten sechs Rasterzeilen ist der Ausgang x des Zählers 159 auf dem logischen Wert "1", während "0" ist (entsprechend "true" bzw. "false"), so daß sechs Abtastzeilen der Videosignale in den Puffer 151 über das Gatter 156 geleitet werden, während das Gatter 157 den Eintritt der Signale in den Puffer 152 sperrt.

Während der zweiten sechs Rasterzeilen der Videosignale ist das Signal x "0" und das Signal "1". Folglich gelangen die Videosignale in den Puffer 152. Während des Einlesens der Videosignale in den Puffer 152 werden die vorhergehenden sechs Rasterzeilen aus dem Puffer 151 nach "first in first out"-Prinzip (FIFO) wieder abgegeben. Die abgegebenen Videosignale werden nacheinander der Kombinierschaltung 153 in der Zugangsreihenfolge zugeleitet. Die Videosignale werden mit den Rastersignalen vom Generator 154 in der Schaltung 153 verglichen, wodurch Drucksignale erzeugt werden, die einem Drucker 155 zugeleitet werden. Die Abgabe vom Puffer 151 wird durch ein UND-Gatter 163 gesteuert, das auf Durchlaß geschaltet ist, so daß die Videosignale dem ODER-Gatter 165 zugeführt werden, wenn "1" ist, d. h., wenn der Puffer 152 geladen wird. In vergleichbarer Weise steuert ein UND-Gatter 164 die Abgabe aus dem Puffer 152. Das Gatter 164 ist dann geöffnet, wenn x den Wert "1" hat, d. h., wenn der Puffer 151 geladen wird.

Die Videosignale an der Klemme 150 werden gleichzeitig mit dem Einführen in einen der Puffer 151 oder 152 einer Verschiebeschaltung 170 zugeführt. Die Verschiebeschaltung 170 analysiert die Videosignale, um das Zentrum der "Schwarz"-(oder "Weiß"-)Videosignale innerhalb des Bereichs einer Rasterzelle richtig anzuordnen. Wenn das "Schwarz"-Zentrum der Videosignale nicht in die Mitte der Rasterzelle fällt, dann werden die Plätze der Rastersignale innerhalb einer Zelle so verschoben, daß damit das Zentrum der Zelle mit dem Zentrum der "Schwarz"- Videosignale zusammenfällt.

Die Verschiebeschaltung 170 enthält Zeilen- und Spaltensummenkreise 171 und 172. Diese Kreise addieren die Werte der Videosignale innerhalb der Zeilen und Spalten einer Rasterzelle. Bei dem vorliegenden Beispiel hat die Zelle eine 6×6-Matrix. Die Zeilenschaltung 171 addiert jeweils sechs aufeinanderfolgende Videosignale während einer Rasterzeile und speichert die Summe in einem von sechs Pufferspeichern, die für jede Zelle über die Breite des Rasters bezeichnet sind. Nachdem sechs Zeilen von Videosignalen von der Zeilensummierschaltung aufgenommen worden sind, enthalten die Pufferspeicher die sechs Summen der Videosignale, die den sechs Zeilen einer jeden Zelle zugeordnet sind.

Die Spaltensummierschaltung 172 enthält Pufferspeicher für jede Spalte über das Rastermuster. Wenn die Videosignale empfangen werden, werden sie der Zahl der Zeilenpufferspeicher hinzuaddiert. Nach sechs Zeilen von Videosignalen enthalten die Spaltenpufferspeicher die Summe der Videosignale für alle sechs Spalten einer jeden Zelle.

Die Summen der Zeilen und Spalten einer jeden Zelle, die in den Summenschaltungen 171 und 172 gespeichert sind, werden dazu benutzt, das Zentrum der "Schwarz"-Videosignale ausfindig zu machen. Das Zentrum ist der Bildpunktplatz innerhalb einer Rasterzelle, dessen Adresse dadurch gefunden wird, daß die Zeile R mit der größten Zeilensumme und die Spalte C mit der größten Spaltensumme ermittelt wird. Das Zentrum kann auch dadurch gefunden werden, daß die Zeile und Spalte innerhalb einer Zelle mit dem jeweils größten Videosignal gesucht wird. Die Verwendung der Zeilen- und Spaltensummen wird bevorzugt, weil ungeordnet verteilte große Videosignale hier nicht verfälschend Einfluß nehmen können.

Die gespeicherten Zeilensummen für jede Zelle werden von der Schaltung 171 an eine Zeilentestschaltung 174 weitergegeben, wo die erste Zeilensumme der ersten Zelle in einen ersten Testpuffer eingeführt und mit den nachfolgenden Zeilensummen verglichen wird. Wenn der Vergleich ergibt, daß die nachfolgende Zeilensumme größer als die vorhergehende Zeilensumme ist, wird der Pufferinhalt durch den größeren Wert ersetzt. Die Zeilennummer der Zeilensumme im Testpuffer wird gespeichert und als die Zentrumszeile der Zelle festgelegt. Wenn der Wert im Testpuffer gleich (innerhalb einer gewissen Toleranz) nach der nachfolgenden Zeilensummen ist, werden die Zeilennummer der Zeilen mit jeweils gleichem Wert gespeichert, und die Zeile in der Mitte dieser Gruppe (wenn sie größer als zwei ist) wird als die Mittelzeile für die gerade geprüfte Zelle bezeichnet und festgelegt. Die Mittelzeilenadresse oder -nummer dieser festgelegten Zeile ist die Zeile "R".

Eine Spaltentestschaltung 175 besitzt einen Testpuffer wie die Zeilentestschaltung 174. Die Schaltung 175 arbeitet in derselben Weise mit den Spaltensummen, wie es die Schaltung 174 mit den Zeilensummen tut. Das Ergebnis ist die Ermittlung der Spaltenadresse "C" für die Spalte mit der größten Spaltensumme innerhalb der Rasterzelle.

Die Adressen R und C werden von den Schaltungen 174 und 175 an die Verschiebeparameterschaltung 177 weitergeleitet. Die Nummern von Zeile R und Spalte C geben das Zentrum der "Schwarz"- Videosignale innerhalb der Umgrenzung einer Zelle im elektronischen Rasterschirm wieder. Das Zentrum der Zelle ist bekannt und mit der Spalte "i" und der Zeile "j" bezeichnet. Die erforderliche Verschiebung, um das Zentrum der Signalwerte der Zelle über das Zentrum der "Schwarz"-(oder "Weiß"-)Videosignale zu legen, ist durch die Gleichungen IS=R-i und JS=C-j gegeben. Die Paramter i und j sind die Zeilen und Spaltennummern, welche das Zentrum der Zelle bezeichnen. IS ist eine ganze Zahl, welche die Zahl von Bildpunktpositionen in einer Zeile bezeichnet, um die die Zellenrastersignalwerte zu verschieben sind, und JS ist eine ganze Zahl, welche die Anzahl von Bildpunktpositionen in einer Spalte bezeichnet, um die die Zellenrastersignalwerte zu verschieben sind.

Die Verschiebungsformel R-i und C-j läßt sich dort gut anwenden, wo die Rasterzellen eine ungerade Zahl von Bildpunkten enthalten, so daß ein einziger Bildpunkt genau in der Mitte der Rasterzelle liegt. Hat jedoch die Zelle eine gerade Anzahl von Bildpunkten, so wird die Mitte der Zelle durch eine gerade Anzahl von Bildpunkten, nämlich den vier um den Mittelpunkt gruppierten Bildpunkten innerhalb des Quadrates 105 in Fig. 3, definiert. Bei großen Rasterzellen, z. B. einer 8×8-Zelle, kann die Formel in der Weise angewendet werden, daß lediglich einer der vier Zentrumsbildpunkte die Koordinaten i und j erhält und dann nach der obigen Formel verschoben wird. Bei kleinen Rasterzellen mit gerader Bildpunktanzahl wird der Bildpunkt ausgesucht, der dem "Schwarz"-Datenzentrum am nächsten liegt, und als Zellenmitte bezeichnet. Der nächstliegende Bildpunkt wird durch viermaliges Berechnen von IS und JS unter Verwendung der vier Adressen der vier mittleren Bildpunkte ermittelt. Die Adresse, der die kleinsten Werte für IS und JS zugeordnet sind, ergibt den den "Schwarz"-Daten nächstgelegenen Bildpunkt.

Die Verschiebungsparameter IS und JS werden über ein Schiebegatter 178 dem Schirmsignalgenerator 154 zugeleitet. Das Gatter 178 bemißt die Verschiebungsgröße in Zeilenrichtung (IS) oder in Spaltenrichtung (JS) abhängig von einer Messung des Kontrasts in der Dichte entlang der Zeile bzw. Spalte. Geringer Kontrast bedeutet etwa gleichmäßige Dichte innerhalb der Zelle, so daß eine Verschiebung nicht nötig wird.

Die Verschiebungsparameter IS und JS werden dem Schirmraster- Signalgenerator 154 über das Schiebegatter 178 zugeführt. Das Schiebegatter bemißt die Größe der Verschiebung proportional zum Kontrast. Eine Kontrastprüfungsschaltung 179 berechnet den Maßstabsfaktor für das Schiebegatter 178. Die Kontrastprüfungsschaltung 179 erhält die Videosignale unmittelbar von der Klemme 150 in Maximal- und Minimal-Puffer eingegeben, die jeder Rasterzelle über die Breite des Rasters zugeordnet sind. Ein ankommendes Videosignal wird mit dem Wert in einem Maximal- Puffer verglichen und tauscht den Pufferwert aus, wenn es größer als der vorherige ist. Gleiches gilt für das ankommende Videosignal beim Vergleich seines Wertes in einem Minimal-Puffer, wo ebenfalls der Pufferwert durch einen ankommenden kleineren Wert ersetzt wird. Die sich schließlich ergebenden Werte in dem Maximal- und dem Minimal-Puffer, die jeder Zelle über das Raster zugeordnet sind, sind die maximalen (Vmax) und minimalen (Vmin) Videosignalwerte innerhalb einer jeden Zelle. Der Kontrast ist Vmax-Vmin. Der Kontrast wird für jede Zelle über das Raster berechnet. Das Kontrastsignal wird dem Schiebegatter zugeleitet, das den Wert für die Verschiebungsgröße festlegt. Für einen vorgegebenen maximalen Kontrast ist der Maßstab für die Verschiebung 100% der berechneten Werte von IS und JS. Beim Kontrast Null wird die berechnete Verschiebung, sofern überhaupt dafür ein Wert berechnet werden konnte, zu Null gemacht. Bei 50% Kontrast werden die Werte von IS und JS auf die Hälfte verringert. Das in der Kontrastprüfungsschaltung 179 der Fig. 4 gezeigte Diagramm deutet die lineare Maßstabsbeziehung für die Schaltungen 178 und 179 an.

Der Der Rasterschirmsignalgenerator 154 ist von der Art, wie er in der US-PS 41 49 194 beschrieben ist. Kurz gesagt, enthält dieser Generator eine Anzahl von Rasterschirmsignalwerten, die der Anzahl der Rasterschirmsignale innerhalb einer Zelle entsprechen. Die Schirmsignale werden in einer oder mehreren Gruppen angeordnet, wobei die Ordnung ihrem Auftreten in einer Abtastlinie eines Rasters entspricht. Die Gruppen werden im Zyklus wiederholt und verschoben, so daß das volle Rastermuster gebildet wird. Die Verschiebung der Zellenmitte um ein bestimmtes Vielfaches eines Bildpunktplatzes wird durch Ändern des Bildpunktplatzes, bei dem der Umlauf in einer Gruppe von Abtastsignalen beginnt, erreicht.

Der Schirmabtastgenerator kann Gitter bei jedem Winkel erzeugen. Das beschriebene Schema zum Auffinden des Zentrums der Videodaten wird multipliziert, wenn ein Abtastraster mit von Null abweichendem Winkel verwendet wird. Die Zeilen- und Spaltensummen werden mit Maßstabsfaktoren versehen, um der geometrischen Form des Zellenwinkels zu entsprechen.

Alternativ ist der Generator 154 ein Speicher, der eine Anzahl von Schirmgittersignalen enthält, die der Anzahl von Bildpunkten in dem sich wiederholenden Bereich eines Rasters entspricht. Für den Fall der 6×6-Schirmraster der Fig. 1 und 3 entspricht die Anzahl der Schirmrastersignale der Zahl der Bildpunkte in einer Abtastzeile multipliziert mit 6 Abtastzeilen. Die gespeicherten Schirmrastersignale werden nacheinander für jede Abtastzeile aus dem Speicher wiedergewonnen. Das Verschiebesignal IS verschiebt die Bildpunktadresse nach links oder rechts in der Abtastzeile um den Betrag der gewünschten Verschiebung. In gleicher Weise verschiebt das Signal JS die Bildpunktadresse nach oben oder unten in den Spalten oder einzelnen Abtastzeilen um den Betrag der gewünschten Verschiebung. Die Verschiebungen werden Zelle für Zelle durchgeführt. Beim Beginn einer jeden Zelle ist das enthaltene Rasterschirmsignal das der normalen, unverschobenen Bildpunktplätze im gespeicherten Rastermuster von Schirmrastersignalen.

Die Kombinierschaltung 153 ist im vorliegenden Beispiel ein Komparator. Wie bereits gesagt, wird das Drucksignal durch eine Binärzahl gebildet, die entweder H oder L (z. B. Schwarz oder Weiß) sein und dem graphischen Drucker 155 einen entsprechenden Dichtewert signalisieren kann. Der H-Wert wird erzeugt, wenn das Videosignal gleich oder größer als das Schirmrastersignal ist, während der L-Wert für den kleineren Wert auftritt. Andere bekannte Kombinationen schließen das Multiplizieren der Video- und Schirmabtastsignale mit Konstanten vor dem Vergleich ihrer Größen ein. Der binäre graphische Drucker 155 ist bei dem hier beschriebenen Beispiel ein Abstrahldrucker, etwa gemäß US-PS  33 73 437. Kurz beschrieben, enthält dieser Drucker ein Farbrohr mit einer Anordnung kleiner Düsenöffnungen, deren Abstand jeweils dem Abstand der Bildpunkte entspricht. Die Düsenanordnung erstreckt sich der Länge nach über die volle Breite des Rastermusters. Das Rohr enthält eine leitende Flüssigkeit oder eine Farbe unter hohem Druck, wodurch aus den Düsen auf eine Auftrefffläche hin Flüssigkeitsstrahlen ausgestoßen werden.

Eine mit der Farbe im Rohr in Kontakt befindliche piezoelektrische Kristallvorrichtung schwingt mit etwa 120 kHz. Diese Schwingung regt den Flüssigkeitsdruck mit derselben Frequenz an und sorgt für die Bildung von Tröpfchen von jeweils gleicher Größe und gleichem Abstand mit einer zeitlichen Folge der Frequenz von 120 kHz. Aufladeelektroden sind unmittelbar neben dem Punkt der Tropfenbildung für jeden Flüssigkeitsstrahl von jeder Düse angeordnet. Das Drucksignal von der Kombinierschaltung 153 wird von einer Aufladeelektrode zur nächsten in der Anordnung synchron mit der Erzeugungsfrequenz der Bildpunktsignale fortgeschaltet. Das Startsignal für die Abtastzeile von der Klemme 150 wird dem Drucker zugeführt, um die Umschaltung der Drucksignale an den Aufladeelektroden zu synchronisieren.

Dadurch gibt jede Düse einen Tropfen auf einen Bildpunkt eines Kopieblattes ab, wenn das Drucksignal für diesen Bildpunkt H-Zustand zeigt. Das Kopieblatt wird in senkrechter Richtung zur Düsenanordnung bewegt, um die einzelnen Zeilen im Rastermuster zu drucken. Die sich dabei ergebende Reproduktion ist ein wieder aufgerastertes Bild eines bereits in Raster aufgeteilten Originals, das durch die Videosignale dargeboten wird.

Innerhalb des Rahmens der beschriebenen Erfindung sind verschiedene Abwandlungen möglich. So kann beispielsweise ein anderer geeigneter graphischer Drucker verwendet werden, etwa ein xerographischer Laserstrahl-Abtastdrucker gemäß US-PS 40 27 961. Bei diesem Drucker wird ein Laserfleck mit Hilfe eines fotoleitfähigen Gurtbandes über die Breite abgelenkt mit einer Geschwindigkeit, die synchron zur Erzeugung der Drucksignale durch die Kombinierschaltung 153 ist. Das Gurtband ist gleichförmig aufgeladen. Das Drucksignal schaltet gewissermaßen den Laserfleck an den verschiedenen Bildpunktplätzen ein oder aus. Wenn der Laser eingeschaltet ist, wird das Gurtband entladen. Die entladenen Bereiche werden nachher durch ein Tonermaterial schwarz gefärbt. Danach wird der Toner auf ein weißes Papier übertragen und damit die Reproduktion der Vorlage hergestellt.

Als Drucker 155 kann außerdem auch ein anderer xerographischer Laserabtastdrucker gemäß US-PS 40 46 471 verwendet werden. Für diesen Drucker wird anstelle des Gurtbandes als fotosensitives Element eine Trommel verwendet.

Auch die Schaltungselemente der Fig. 4 können durch einen im Handel erhältlichen digitalen Rechner mit geeignetem Speicher ersetzt werden. Mit Hilfe eines entsprechend entworfenen Programms lassen sich dann die Funktionen, die durch die einzelnen Schaltkreisbausteine in der Fig. 4 durchgeführt werden, ausführen.

Claims (14)

1. Verfahren zur Erzeugung von binären Drucksignalen durch Kombination

• - von Videopunktsignalen einer Vorlage,
  • - die durch Abtastung der Vorlage in lückenlos angeordneten Bildpunkten (101) eines Rasters (100) zur Bildung eines Videopunktbildes erzeugt werden, und
• - von Rasterpunktsignalen,
  • - die in Form von periodischen Rasterzellen (104) bereitgestellt werden, die in einer m×n-Matrix von sich von der Mitte nach außen ändernden und die Rasterpunktsignale darstellenden Schwellwerten ausgebildet sind,

gekennzeichnet durch die folgenden für jede Rasterzelle durchzuführenden Schritte:

• a) Zuordnung eines Videopunktes zu jeweils einem Rasterpunkt der Rasterzelle,
• b) Ermittlung der Mitte extremer Dichte der Videopunktsignale der gem. a) zugeordneten Videopunkte,
• c) Verschieben der Mitte der Rasterzelle in m- und n-Richtung zur unter b) ermittelten Position der Mitte extremer Dichte der Videopunktsignale und
• d) Vergleich der Videopunktsignale mit den Rasterpunktsignalen der gem. c) verschobenen Rasterzelle zur Bildung des Drucksignals.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt c) das Verschieben der Mitte der Rasterzelle in m- und in n-Richtung jeweils um einen Rasterzellenpunkt durchgeführt wird und der Schritt c) wiederholt wird, bis die Mitte der Rasterzelle mit der in Schritt b) ermittelten Position der Mitte extremer Dichte der Videopunktsignale übereinstimmt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die periodischen Rasterzellen (104) derart ausgebildet sind, daß für eine Hintergrundfarbe die Schwellwerte von der Mitte nach außen zunehmen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die periodischen Rasterzellen (104) derart ausgebildet sind, daß für die entgegengesetzte Hintergrundfarbe die Schwellwerte von der Mitte nach außen abnehmen.

5. Binärer graphischer Drucker zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit

• a) binären graphischen Druckmittel (155) zum Ausbilden eines Bildpunktes auf einem graphischen Medium entweder mit hoher oder mit niedriger Bilddichte abhängig von dem binären Drucksignal, wobei auf dem graphischen Medium eine Reproduktion der Vorlage erzeugt wird,
• b) einer Eingangsklemmeneinrichtung (150), der zur Erzeugung der Videopunktsignale Videosignale zugeführt werden, welche Halbton-Bilddichten von Bildpunkten der zu reproduzierenden Vorlage darstellen,
• c) einem elektrischen Rastergenerator (154) zur Erzeugung der Rasterpunktsignale mit Bilddichtepegeln in Form des Rastermusters,
• d) einer Kombinierschaltung (153), der die Video- und Rasterpunktsignale zur Erzeugung der binären Drucksignale zugeführt werden, und
• e) einer Verschiebeschaltung (170), die die Videopunktsignale in einer für die Verschiebung der Rasterzelle geeigneten Quantität aufnimmt.

6. Binärer graphischer Drucker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinierschaltung (153) durch einen Komparator gebildet wird, der die binären Drucksignale nach der Maßgabe erzeugt, ob die Video- oder die Rasterpunktsignale die größeren sind.

7. Binärer graphischer Drucker nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein erster und ein zweiter Puffer (151, 152) zum Speichern einer Anzahl von Rasterabtastlinien der Videopunktsignale vorgesehen sind und daß Gatterschaltungen (165, 157, 163, 164) für das wechselweise Laden und Entladen von Videopunktsignalen in die bzw. aus den Puffern (151, 152) vorgesehen sind.

8. Binärer graphischer Drucker nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeschaltung (170) eine mit der Eingangsklemme (150) verbundene Zeilensummierschaltung (171) zur Berechnung der Summe der Videopunktsignale in jeder Zeile innerhalb einer Zelle und eine Spaltensummierschaltung (172) zur Berechnung der Summe der Videopunktsignale in jeder Spalte innerhalb einer Zelle aufweist.

9. Binärer graphischer Drucker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeschaltung (170) eine Zeilentestvorrichtung (174) zum Überprüfen der Zeilensummen und zur Ermittlung der Zeile mit der größten Zeilensumme und eine Spaltentestvorrichtung (175) zum Überprüfen der Spaltensumme und zum Ermitteln der Spalte mit der größten Spaltensumme aufweist.

10. Binärer graphischer Drucker nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeschaltung (170) eine Verschiebungslogikschaltung (177) mit Speicher zur Aufnahme einer Adresse der Mitte einer Rasterzelle und Mittel zum Erzeugen von Zeilen- und Spaltenschiebesignalen abhängig von der Differenz zwischen den Zeilen- und Spaltenadressen für die Zeilen und Spalten mit den größten Summen und der Zeilen- und Spaltenadresse der gespeicherten Mitte der Rasterzelle aufweist.

11. Binärer graphischer Drucker nach einem der Ansprüche 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeschaltung (170) eine mit der Eingangsklemme (150) verbundene Kontrastermittlungsschaltung (179) zur Veränderung der Zeilen- und Spaltenschiebesignale proportional zur Differenz zwischen den größten und kleinsten Videopunktsignalen innerhalb einer Zeile aufweist.

12. Binärer graphischer Drucker nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die binären graphischen Druckmittel ein Farbstrahldrucker sind.

13. Binärer graphischer Drucker nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die binären graphischen Druckmittel (155) ein xerographischer Drucker mit photoleitfähigem Element sind, das einer Laserstrahl-Abtastvorrichtung ausgesetzt ist.