DE3129026A1 - "videosignal-verarbeitungseinrichtung" - Google Patents

Description

Videosignal-Verarbeitungseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Videosignal-Ver arbeitungseinrlchtung, mit der eingegebene analoge Videosignale unter Anwendung des Dither-Verfahrens in binäre Signale umsetzbar sind.

Bei Bildübertragungs- und Aufzeichnungssystemen wie Faksimile-Systemen bestehen Unzulänglichkeiten insbesondere dann, wenn die Ausgabe in Form einer Schwarz/
Weiß-Binäraufzeichnung erfolgt. Ein Übertragungssystem dieser Art ist zwar für die Zeichenübertragung geeignet, jedoch für die Übertragung von Lichtbildern ungeeignet, die Halbtöne enthalten.

Zur Lösung., di.eser Schwierigkeiten wurde bislang ein Verfahren -angewandt, das allgemein als systematische Dither-Verfahren bezeichnet wird. Nach diesem bekannten Verfahren wird eine Vorlagenbildfläche' in eine Mehrzahl von Bildelementgruppen aufgeteilt, von denen j'ede unge-

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fähr Λ bis 3? Hildelemente enthält. Das binäre Codieren erfoli'.t unter Verwendung eines Binärcodier-Schwellenwertpegels, der für eine jede Gruppe periodisch veränderbar ist. Ein Halbton wird als eine Fläche von in einer jeweiligen Bildelementgruppe gesammelten schwarzen Punkten dargestellt. . . _ "

Nach diesem Verfahren kann eine Vorlage in mehreren Tönungsstufen reproduziert werden, deren Anzahl im Prinzip unendlich sein kann. Falls jedoch eine Darstellung in sehr feiner Stufung erwünscht ist, steigt die für die Darstellung der feinen Stufen notwendige Anzahl von Bildelementen in einer jeden Gruppe an, so daß daher die Dither-Matrix derart groß wird, daß das Quasi-Halbtonraster unannehmbar grob wird. Die auf diese Weise erzielte Reproduktion ist undeutlich. Dies stellt einen Nachteil der Einrichtung dar. Wenn eine Vorlage zu übertragen ist, die zugleich Zeichen und Lichtbilder enthält, entsteht bei der Anwendung des systematischen Dither-Verfahrens oder "Zitterverzerrungsverfahrens" ein weiteres Problem. Obzwar die Tonstufung des Bilds richtig übertragen werden kann, wird der Zeichenteil der Vorlage schlecht übertragen und undeutlich reproduziert. Wenn im Gegensatz dazu eine Binärcodierung mit festgelegtem Schwellenwertpegel vorgenommen wird, wird der Bildteil verfälscht, während der Zeichenteil gut übertragbar ist. Diese Mangel stehen im Widerspruch zue inander.

Die Fig. 1 zeigt eine Form einer Dither-Schaltung nach dem Stand der Technik für das systematische Dither-Verfahren.- Zur- Vereinfachung wird die Schaltung anhand einer Darstellung eines Bilds in vier Tönungsstufen beschrieben.
...

-β- ^- DE 1426

In der Fig. 1 ist 1 ein Videosignal-Eingangsanschluß, über den analoge Signale in die Schaltung eingegeben werden. 2 ist ein Analog/Digital-bzw. A/D-Umsetzer, mit dem die eingegebenen Videosignale quantisiert werden. 3 ist eine Signalleitung für die digitalen Videosignale aus dem A/D-Umsetzer. Die Anzahl der Bits für die Quantisierung ist eine ganze Zahl n, die durch folgende Gleichung gegeben ist:

2ⁿ > N

wobei N die notwendige Anzahl von Dichtestufen (Schwärzungsstufen) ist. Wenn beispielsweise die Bilddichte in 16 Stufen widergegeben werden soll, dann ist die

■5 Anzahl der Bits für die Quantisierung gleich 4. Zur Vereinfachung der Darstellung sind in der Fig. 1 Signalleitungen mit der gleichen Funktion durch eine einzelne Linie unter Verwendung von Schrägstrichen darge stellt. Es ist daher ersichtlich, daß die mit den

^zw Schrägstrichen versehene Signalleitung tatsächlich aus mehreren Signalleitungen bestehen kann. Dies gilt auch für die nachfolgenden Figuren.

Mit 4 ist ein Größen-Vergleicher bezeichnet, mit dem

Signale an einer (nachstehend als Dither-Signalleitung bezeichneten) Vergleichs-Signalleitung in binärer Weise ■hinsichtlich der Größe verglichen werden. Das Ergebnis wird an einem Videosignal-Ausgangsanschluß 5 abgegeben. Das Videosignal an dem Ausgangsanschluß 5 ist ein binäres Signal, nämlich "0" oder "1". 7, 8, 9 und 10 sind Voreinstellschalter für die Einstellung von Dither-Motoren bzw. Dither-Matrizen. Durch Wahl der voreingestellten Dither-Matrize und Einleiten des Auslesens an dieser wird ein Dither-Signal 6 ge.formt. Die Wahl erfolgt mittels eines Datenwählers 11. Daher bildet

fl_. DE 1426

das AusRangsr.ip.nal des Datenwählers das Dither-Signal ϋ. Die Ablauffolge, nach der die Voreinstellschalter umgeschaltet werden, wird über eine Horizontaladressen-Steuerleitüng 16 und eine Vertikaladressen-Steuerleitung 17 gesteuert.

12 ist ein Videoübertragungs-Taktsignal, 13 ist ein Horizontalzähler, 14 ist ein Horizontalsynchronisiersignal und 15 ist ein Vertikalzähler. Da eine quadratisehe Dither-Matrix anzustreben ist, ist die Bitanzahl y der Horizontaladressen-Steuerleitung 16 gleich der Bitanzahl χ der Vertikaladressen-Steuerleitung 17. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel· kann durch Wahl der Bitanzahlen zu χ = y = 1 eine quadratische Dither-Matrix 2x2=4 gebildet werden.

Die Fig. 2 zeigt eine weitere Form einer Dither-Schaltung nach dem Stand der Technik► Bei dieser" zweiten Einrichtung sind die Voreinstellschalter 7, 8, 9 und 10 weggelassen. Statt dessen ist zur Durchführung des systematischen Dither-Verfahrens im Voraus ein Dither-Muster in einem Festspeicher (ROM) eingespeichert. Die den Bezugszeichen in Fig. 1 entsprechenden Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder einander entsprechende Elemente.

18 ist ein Festspeicher (ROM) für die Dither-Matrix. Die von dem Festspeicher 18 geforderte Speicherkapazität ist bei . dem dargestellten Beispiel 4 Bits. Die on ·

Bitanzahl ζ der Ausgangsleitung des Festspeichers 18, nämlich des Dither-Signals 6 kann gleich oder kleiner als die Bitanz-ahl η der Ausgangs-Signalleitung 3 des A/DUmsetzers 2 sein. Die Summe aus der Bitanzähl y der Horizontaladresssen-Steuerleitung 16 und der Bitan-

zahl χ der Vertikaladressen-Steuerleitung 17 kann

f- * *") ο ο

-W-§„ DE 1426

gleich der Bitanzahl η der Ausgangs-Signalleitung P-des A/D-Umsetzers 2, größer als diese Bitanzahl oder kleiner als diese Bitanzahl gewählt werden. Eine Darstellung mit maximaler Tönungsstufung bei minimalen Kosten ist jedoch nur dann möglich, wenn η = ζ = (χ + y) ist.

Die vorangehend beschriebenen Systeme nach dem Stand der Technik haben die eingangs genannten Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Videosignal-Verarbeitungseinrichtung zu schaffen, bei der die Unzulänglichkeiten der Einrichtungen nach dem Stand der Technik ausgeschaltet sind und die Videosignale unter Verwendung verschiedener Dither-Muster für verschiedene Flächen verarbeitet werden.

Ferner soll es die erfindungsgemäße Videosignal-Verarbeitungseinrichtung ermöglichen, unter Verwendung von Dither-Matrizen Bilder und Zeichenabbildungen zusammenzusetzen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Dither-Schaltung für das systematische Dither-Verfahren nach dem Stand der Technik.
30

Fig. 2 zeigt, eine weitere Dither-Schaltung nach dem •Stand -der Technik, bei der ein Festspeicher verwendet wird.

-XSr-J₁Q, DE 1426

' Fig. 3 zeigt eine Dither-Schaltung, die bei der VideosLgnal-Verarbeitungseinrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen anwendbar ist.

Fig. 4 zeigt die Anordnung von Fig. 4A und 4B, welche in dieser Anordnung eine Zusammensetzungs-Dither-Sehaltung .zeigen.

Fig. 5 zeigt ein Dither-Zusammensetzungs-Format.

ίο :

Fig. 6 zeigt ein Beispiel von Dither-Matrizen M_n, M, und M_n.

Fig. 7 zeigt eine X-Y-Koordinäten-Eingabeeinrichtung mit Tasteneingabe.

Fig.. 8 zeigt eine X-Y-Koordinaten-Eingabeeinrichtung mit einem Analog/Digital-Umsetzer.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel eines durch Dither-Verarbei-

tung ausgegebenen Zeichenmusters.

Fig. 10 zeigt Schwellenwerte einer Dither-Matrix, die

zur Erzielung der in Fig. 9 gezeigten Ausgabe

notwendig ist.

Fig. 11 zeigt die Anordnung von Fig. IiA und HB,' die in dieser Anordnung ein Schaltbild einer Zusammensetzungs-Dither-Schaltung für die Ausgabe von Zeichenmu-

stern zeigen.

Die Fig'. 3 zeigt eine Grundform einer Dither-Umschalt-Schaltung der Videosignal-VeFarbeitungseinrichtung.

· '·

In der Fig. 3 stellen gleiche Bezugszeichen wie in

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den Fig. 1 und 2 gleiche oder einander entsprechende Elemente dar. Wenn beispielsweise unter Umschaltung zwei 2 χ 2 - Dither-Matrizen verwendet werden, hat ein Festspeicher 18' eine Speicherkapazität, die doppelt so groß ist wie diejenige des in Fig. 2 gezeigten Dither-Matrix-Festspeichers 18; den Adressenleitungen ist eine Leitung hinzugefügt, die als Dither-Umschalt-Steuerleitung 19 verwendet wird. In diesem Fall wird das Programmieren dadurch erleichtert, daß die Dither-Umschalt-Steuerleitung 19 für das Bit mit dem höchsten Stellenwert der Adresse des Festspeichers 18' gewählt wird. Durch Einstellen eines hohen Pegels "H" oder eines niedrigen Pegels "L" an der Steuerleitung 19 kann augenblicklich ein Umschalten zwischen den beiden Dither-Matrizen herbeigeführt werden. Im einzelnen können zwei verschiedene Dither-Muster für ein und dieselbe Vorlage dadurch verwendet werden, daß die STeuerleitung 19 für eine vorbestimmte Fläche während des Vorgangs des Lesens der Vorlage auf einen bestimmten Wert geschaltet wird. Daher können für eine Vorlage, die ein Lichtbild und Linienzüge wie Zeichen enthält, die beiden Dither-Muster von demjenigen für die Lichtbild-Fläche auf dasjenige für die Linienzug-Fläche

und umgekehrt umgeschaltet werden.
25

Für diese Umschaltung zwischen Dither-Mustern ist es notwendig, eine Schaltung zur beliebigen Wahl der Fläche und eine Schaltung zur Zuordnung irgendeines der Dither-Muster zu der gewählten Fläche vorzusehen. Diese

Schaltungen werden nachstehend in Einzelheiten anhand der Fig.. 4 beschrieben.

Die Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer Zusammensetzungs-Dither-Schaltung.

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' In dor Fig. 4 bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie in den Fig. 1, 2 und 3 gleiche oder entsprechende Elemente .

20 ist eine AblaufSteuereinheit, die durch einen Mikrocomputer gebildet sein kann, dessen Datensammelleitung und Adressensaminelleitung herausgeführt sind. 21 ist eine Adressensammelleitung und 22 ist eine Datensammelleitung, 23 ist eine Lese/Schreib-Steuerleitung, '^ während 24 eine Speicherdirektzugriff-bzw. DMA-Steuerleitung ist, die über einen Ausgangskanal läuft, der Zwischenspeicherungsfunktion hat."

Alle von der AblaufSteuereinheit 20 ausgehende Steuerleitungen 21 bis 24 werden zur Steuerung von Schreib/Lese-Speichern (RAM) 28, 29 und 30 mit wahlfreiem Zugriff verwendet. Diese Speicher werden im folgenden im Hin blick auf ihre Funktion als Horizontalkoordinaten-Speicher 28, Vertikalkoordinaten-Speicher 29 und Dither-

Wählspeicher 30 bezeichnet. Die Eingangsdatenleitungen dieser Speicher 28, 29 und 30 sind mit der Datensammelleitung 22 verbunden, wogegen ihre Datenausgangsleitungen 34, 44 und 19 voneinander unabhängig sind. Die Speicher 28, 29 und 30 werden unabhängig voneinander mittels

. einer Speicherwähl-Steuerleitung 32 angewählt und gesteuert, die von einem Adressendecodierer 31 ausgeht. Bei Wahl und Steuerung über die Steuerleitung 32 wird an don gewählten Speichern das Einschreiben freigegeben. Fall;; im Gegensatz dazu die DMA-Steuerleitung 24 auf ■

die DMA-Betriebsart geschaltet ist, werden diese Speicher 28., 29 und 30 alle zugleich über eine (nicht gezeigte) 'gemeinsame Steuerleitung angewählt und gesteuert, um an allen Speichern das Lesen freizugeben.

-^Λ

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25, 26 und 27 sind Datenwähler, die an die Adressensammelleitung 21 angeschlossen sind, wenn an der DMA-Steuerleitung 24 kein DMA-Betrieb gewählt ist. Die Datenwähler 25,26 und 27 haben jeweils Ausgangsleitungen 37, 42 bzw. 47. Im Hinblick auf ihre Funktion werden diese Ausgangsleitungen nachstehend als Dithermatrix-Horizontaladressen-Steuerleitung 37, Ditherwahl-Speicheradressen-Steuerleitung 42 und Dithermatrix-Vertikaladressensteuerleitung 47 bezeichnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede der Steuerleitungen 37, 42 und 47 eine 2-Bit-Steuerleitung, wobei die Steuerleitungen in dieser Reihenfolge von der niedrigsten Stelle der Adressensammelleitung 21 an.zugeordnet sind.

Der Adressendecodierer 31 decodiert die Bits mit dem höchsten Stellenwert an der Adressensammelleitung 21. Bei diesem Aufbau können die Speicher 28, 29 und 30 in einem Teil des Speicheradressenraums in dem Mikrocomputer der Ablaufsteuereinheit 20 angeordnet sein und ohne die Notwendigkeit einer Unterscheidung von anderen Speichern in der AblaufSteuereinheit 20 abrufbar sein.

Nachstehend wird anhand der Fig. 5 der in die Speicher

28, 29 und 30 einzuschreibende Inhalt beschrieben.
25

Die Fig. 5 zeigt eine Dither-Zusammensetzungseinteilung, bei der A_n bis A_p Flächen bzw. Teilflächen sind. Y und X sind jeweils Horizontal-bzw. Vertikalkoordinaten. M_n, M₁ und M₀ sind Dither-Matrizen, die jeweils bei °- den Flächen A_n, A. und A anzuwenden sind. E ist ein Außenrahmen, dessen Format im Hinblick auf die Adressen dem Vorlagenformat entspricht. Die Dither-Matrix M_Q wird bei der Fläche A_n angewandt. Bei den beiden Teilflächen A₁ und A₀ werden jeweils beispielsweise die Dither-Matrizen M₁ bzw. t/L angewandt. Die Fläche A.

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ist durch Horizontalkoordinaten Y" und Y. sowie Vertikalkoordinaten X_n und X- definiert. Gleichermaßen ist die Fläche A,, durch Y₀ und Y„ bzw. X₀ und X₀ definiert* Wenn die Vorlage zwei Bilder enthält, werden Koordinaten X bis X und Y_n bis Y gewählt und als Dither-Matrix M₁ bzw. Mp eine für die Darstellung von Halbtönen geeignete Dither-Matrix bestimmt, wogegen.als Matrix M_n eine für die Darstellung von Zeichen geeignete Dither-Matrix bestimmt wird. Beispielsweise werden Dither-Matrizen gemäß der Darstellung in der Fig. 6 im Voraus in den Festspeicher 18' eingespeichert. Mit der Matrix M\. werden 16 Tönungsstufen reproduziert, mit der Matrix M„ werden 4 Tönungsstufen reproduziert und mit der Matrix M_n wird binär, nämlich weiß und schwarz reproduziert.

Die Bezeichnungen in jeweiligen Blöcken 60 der Matrizen geben Schwellenwertpegel· in hexadezimaler Ausdrucksweise an.

Bei der Schaltung nach Fig. 4 werden die Horizontalkoordinaten Y_n, Y₁ und Y_ in den Horizontalkoordinaten-Speicher 28 eingeschrieben, während die Vertikalkoordinaten X , X und Xp in den Vertikalkoordinaten-Speicher 29 eingeschrieben werden. In den Dither-Wählspeicner 30 werden Dithermatrix-Zeichen M_n, M^ und M_? eingeschrieben. .

Bei der Schaltung nach Fig. 4 ist bei dem Speicherdirektzujpjri ff- bzw. DMA-Betrieb die Dithermatrix-Horizontaladressen-Steuerleitung 37 mit der Horizontäl-Adressensteuerleitung 116 verbunden. Mit 33 ist ein Horizontalkoordinaten-Vergleicher bezeichnet, in welchem die Daten an dejr .Hprizontalkoordinatenspeicher-Ausgangsleitung 34 mit denjenigen an der Horizontal-Adressensteuerleitung 16 verglichen werden. 35 ist eine Ausgangsleitung des Vergleichers 33. Wenn die Anzahl von Horizon-

·>	M - - » „ - Λ - -* *	.j: - j £ b
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talkoordinaten-Daten Yn gleich 4 ist, werden vier Vergleicher 33 benötigt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden jedoch diese Aufgaben mit nur einer einzigen Schaltung nach dem Zeitmultiplexsystem gelöst. Zu diesem Zweck ist ein adressierbarer Zwischenspeicher 36 vorgesehen, der über die Dithermatrix-Horizontaladressen-Steuerleitung 37 adressiert wird und eine Zwischenspeicherung im Ansprechen auf das Videoübertragungs-Taktsignal 12 vornimmt. 38 sind Ausgänge des adressierbaren Zwischen-Speichers 36. Im Hinblick auf die Funktion werden diese Ausgänge nachstehend als Ditherflächen-Horizontalwählleitung 38 bezeichnet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Steuerleitungen 37 vorgesehen. Daher können durch binäres Codieren in dem adressierbaren Zwischenspeicher 36 vier Leitungen decodiert werden. D.h., die Ditherflächen-Horizontalwählleitung 38 umfaßt vier Leitungen, die jeweils den Horizontalkoordinatendaten Y„, Y₁, Y₀ bzw. Y„ entsprechen. Die Ditherflächen-Horizontalwählleitung kann die Flächen A. und A (in Fig. 5) nur in der Horizontalrichtung bestimmen. Daher werden auch in der Vertikalrichtung die Flächen auf eine Weise bestimmt, die zu der im Vorstehenden im Zusammenhang mit der Horizontalrichtung beschriebenen gleichartig ist. Daher dient als Ausgang eines adressierbaren Zwischen-Speichers 46 eine Ditherflächen-Vertikalwählleitung 39. Durch Bildung des logischen Produkts der beiden Ausgangssignale an den Leitungen 38 und 39 wird die Festlegung der Fläche sowohl in horizontaler Richtung als auch in vertikaler Richtung vollendet. Zu diesem Zweck sind ein UND-Glied 40 und eine Ditherflächen-Wählleitung ·■ 41 für die sowohl in der Horizontalrichtung als auch in der Vertikalrichtung festgelegte Fläche vorgesehen. Bei dem DMA-Betrieb wird von dem Datenwähler 26 diese Ditherflächen-Wählleitung 41, angewählt. Die Ausgangsleitung 42 des Datenwählers 26 wird im Hinblick auf ihre Funktion als Dither-^Wählspeicheradressen-Steuer-

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leitung bezeichnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt diese Steuerleitung 42 zwei Leitungen, so daß die zuvor eingespeicherte Dithermatrix-Bezeichnung ^M0' ^Ml . oder ^M2 mittels der Steuerleitung gewählt werden kann und die gewählte Dithermatrix-Bezeichnung an die Dither-Umschaltsteuerleitung 19 abgegeben werden kann. Die Funktion des Festspeichers 18' " für die Dithermatrix wurde schon anhand der Fig. 3 beschrieben. Die Flächenbestimmung in der Vertikalrichtung erfolgt im Prinzip auf die gleiche Weise wie in der Horizontalrichtung.

Hinsichtlich der Vertikalrichtung ist 43 ein Vertikalkoordinaten-Vergleicher, 44 die Vertikalkoordinaten-Speicherausgabe-Datenleitung, 45 eine Vertikalkoordinatenvergleicher-Ausgangsleitung, 46 der adressierbare Zwischenspeicher und 47 die Dithermatrix-Vertikaladressen-Steuerleitung.

Hinsichtlich des Formats der Dithermatrix ist ersicht-η

lieh, daß dann, wenn eine Seite der Matrix 2; (n = 1,2,3, 4....) eines Bildelements entspricht, alle Matrizen aus einer Matrix mit der größten Fläche gebildet werden können. Daher ist es notwendig, eine Einrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, die Fläche der dann verwendeten größten Dithermatrix zu bestimmen.

Die Fig. 7 und 8 zeigen konkrete Beispiele für XY-Koordinaten-Eingabeeinrichtungen für das Bestimmen der Flächen.

Eine in Fig. 7 gezeigte XY-Koordinaten-Eingabeeinrichtung

145 ist 'eine Tästeneingabeeinrichtung. 146 sind Zehnertastatur-Schalter,' 147 sind Tasten "X", "Y", "M", " = " und "AUSFÜHRUNG", 148 sind Funktionstasten und 149 ist or eine Leuchtanzeigevorrichtung. Falls··· beispielsweise mit dieser Eingabeeinrichtung eine Koordinate X_n von

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132 mm eingegeben werden soll, werden die Tasten folgendermaßen bedient:

ll_Xlt IIQ" ■■ = ■■ M₁Il H₃Il H₂" "AUSFÜHRUNG"

Durch ein derartiges Drücken der Tasten wird die Eingabeinformation an der Leuchtanzeigevorrichtung 148 angezeigt, und ein 132 mm entsprechender Wert in den Speicher 29 eingegeben. Die Eingabe anderer Koordinaten erfolgt auf gleichartige Weise. Die Funktion der Taste "AUSFÜHRUNG" besteht darin, den vorläufig gespeicherten und angezeigten Wert endgültig in der geeigneten Form zu speichern.

Eine in Fig. 8 gezeigte XY-Koordinaten-Eingabeeinrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 7 gezeigten Eingabeeinrichtung darin, daß die Koordinaten nicht in der Form von Zahlenwerten, sondern mittels eines Schreibstifts 153 eingegeben werden. In der Fig. 8 ist 150 ein Analog/Digitalumsetzer bzw. Impulsgeber, während 152 eine Koordinateneinstellfläche ist. Die Eingabe erfolgt dadurch, daß der Schreibstift 153 mit der Fläche 152 an dem Analog/Digitalumsetzer 150 in Berührung gebracht wird. Daher ist es mit dieser Einrichtung möglich, mit dem Schreibstift die Koordinaten unter Auflegen der Vorlage auf die Koordinaten-Einstellfläche 152 zu bestimmen. Die auf diese Weise festgelegte Fläche wird zusammen mit Zeichen wie X_Q, X. usw. graphisch an einer Anzeigebildröhre 154 angezeigt. Die mittels des Schreibstifts 153 bestimmten Koordinaten werden in die Ablaufsteuereinheit 20 als Digitalwerte eingegeben.

Eine solche Dithermatrix wie die Matrix M₀ in Fig. 6, bei der der Schwellenwertpegel über alle Zellen der Matrix konstant ist, kann auch als ein Beispiel einer systematischen Dithermatrix angesehen werden.

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. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde erläutert, daß der Dithermatrix-Festspeicher 18' eingespeicherte Dither-Muster hat; in den Festspeicher 18' können jedoch auch andere Daten eingeschrieben bzw. eingespeichert werden. Falls Dither-Daten, die gleich oder kleiner als der Minimalwert des quantisierten digitalen Videosignals an der Signalleitung 3 sind, oder Dither-Daten, die gleich oder größer als der Maximalwert des Signals an der Signalleitung 3 sind, in den Dithermatrix-Festspeicher 18' eingeschrieben werden, ist es möglich, unbhängig von dem Pegel des Videosignals an dem Eingangsanschluß 1 das Videosignal an dem Ausgangsanschluß 5 immer auf "schwarz" oder "weiß" zu halten. Unter Nutzung dieses Umstands kann der Festspeicher 18' auch als sog. Zeichengenerator verwendet werden. Falls' beispielsweise im Voraus in den Festspeicher 18' bestimmte Zeichen wie arabische Ziffern eingeschrieben werden, können die gespeicherten bestimmten Zeichen auch als Videosignale ausgegeben werden. Ferner ist es durch geeignetes Kombinieren des Horizontalkoordina -. ten-Speichers 28, des Vertikalkoordinaten-Speichers 29 und des Dither-Wählsoeichers 30 möglich, zusätzlich einip.e einfache Sätze bzw. Angaben wie "Seite" oder "Datum" durch deren Auslesen in Echtzeit zu schreiben.

Die Merkmale der Zeichenausgabe dieser Art werden nachstehend anhand der Fig. 9 und 10 beschrieben.

Die Fig. 9 zeigt ein Beispiel für die vorangehend beschriebene besondere Anwendungsform der Dithermatrix.

Bei diesem Beispiel wird als Ausgangssignal die Ziffer "2" erhalten. Die für diesen Zweck verwendete Dithermat.rix ist in <fer""FLp;. 10 p,ezeip;t. Die Anzahl der Stufun^en ist bei diesem Beispiel gleich 16. Die Ziffern bzw. Bezeichnungen in Fig. 10 geben die .Schwärzungspegel

im Hexadezimal-Code von 4-Bit-Binärwerten an. Die

λ% _ DE 1426

Fläche "O" in Fig. 10 wird unabhängig von dem Pegel des Videosignals schwarz, so daß daher die Ziffer "2" gemäß der Darstellung in Fig. 9 erscheint. Die Fläche "F" wird unabhängig von dem Pegel des Videosignals weiß, so daß daher die Ziffer "2" weiß umrahmt ist. Im Gegensatz dazu wird die Fläche "7" richtig durch die in Binärwerte umgesetzten Videosignale angezeigt, so daß daher diese Fläche zu dem in Fig. 9 mit den Schräglinien bezeichneten Teilbereich wird, in welchem keine Videosignaie verloren gehen. Auf diese Weise kann eine Zusammensetzung aus einem Bildmuster und einem Zeichenmuster in der Form erzielt werden, daß die Zusammensetzung optisch den Eindruck macht, als ob sie eine natürliche Darstellung wäre.

Die Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Signalverarbeitungseinrichtung, die für das vorstehend beschriebene Zusammensetzungs-Dither-Verfahren' geeignet ist. Mit den gleichen Bezugszeichen wie in der Fig. ^O 4 sind in der Fig. 11 gleiche oder entsprechende Elemente bezeichnet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind in einem Festspeicher 25

CROM) 18 zusätzlich zu den gewöhnlichen Dither-Matrizen auch Dither-Matrizen eingespeichert, die Zeichenmuster wie beispielsweise gemäß der Darstellung in Fig. 19 enthalten. 53 ist eine Zeichenwähleinheit. Ein Dither-Wählspeicher (RAM) 30' kann nicht nur eine gewöhnliche Dither-Matrix wählen, sondern auch

eine mittels der Zeichenwahleinhe.it 53 gewählte Dither-Matrix, ..die ein Zeichenmuster enthält. Daher hat eine Dither-Uiiischältsteuerleitung 19' eine größere Anzahl von Bits als die in Fig. 4 gezeigte Umschaltsteuerleitung 19. Von den in der Umschaltsteuerleitung 19' enthaltenen Leitungen ist 52 eine Zeichenmuster-Steuerleitung zum

-Oft-20 - DE 1426

Umschalten des Multiplikators für Multiplizierer 50 und 51 von einem zum anderen Wert. Wenn beispielsweise die gewöhnliche Dithermatrix verwendet wird, wird der Multiplikator auf "1" geschaltet. Wenn eines der eingespeicherten Zeichenmuster ausgegeben wird, wählt der Dither-Wählspeicher 30' eine das erwünschte Zeichenmuster enthaltende, in dem Festspeicher 18" gespeicherte Dithermatrix. Zugleich wird über die Steuerleitung 52 der Multiplikator auf "1/8" eingestellt, um in Fig. 10 gezeigte Punkte 61 schrittweise einzeln bei jeweils 8 Takten der Horizontal- und Vertikaltaktsignale vorzuschieben.

Daher erfolgt die Ausgabe des Zeichenmusters, bei dem ein Einzelpunkt 61 aus 8x8 Bildelementen zusammengesetzt ist, während zugleich um das Zeichenmuster herum ein auf dem Videosignal am Eingangsanschluß 1 beruhendes Bild abgebildet wird. ■

Falls die Steuerleitung 52 so ausgebildet ist, daß mehrere Bitanzahlen und auch mehrere austauschbare Multiplikatoren vorgesehen sind, ist es möglich, das Format der Zeichenmuster aus einer Gruppe verschiedener Formate zu wählen. Beispielsweise kann durch Einstellen des Multiplikators auf "1/16" ein Zeichenmuster erzeugt werden, bei dem ein Einzelpunkt 61 aus 16 χ 16 Bildelementen zusammengesetzt ist. Durch diese Einrichtung zur Veränderung des Multiplikators auf die beschriebene Weise kann die Speicherkapazität außerordentlich verrin-

gert werden.

Als Ablauf Steuereinheit 20 kann eine Einheit M 6800 von Motorola verwendet werden, während als Datenwähler 25, 26 und 27 Einheiten SN^: 74157 von Texas Instruments

verwendet werden können. Ferner kann beispielsweise als Horizontalkoordinaten-Speicher 28, Vertikalkoordinaten-Speicher 29 und Dither-Wählspeicher 30 bzw. 30'

. . <L \ „ZO

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der Speicher 13101 von Intel verwendet werden; als Horizontal- und Vertikalkoordinaten-Vergleicher können Vergleicher SN7485 von Texas Instruments verwendet werden; als Adressendecodierer 31 kann der Decodierer SN7442 von Texas Instruments verwendet werden; als adressierbare Zwischenspeicher 36 und 46 können Speicher SN74259 von Texas Instruments verwendet werden; als Horizontalzähler 13 kann der Zähler SN74163 von Texas Instruments verwendet werden, während als Vertikalzähler 15 der Zähler SN 74164 von Texas Instruments verwendet werden kann.

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß mit der Videosignal-Verarbeitungseinrichtung ein schwieriges Problem bei der Reproduktion von Bildern unter Anwendung eines binären Aufzeichnungsverfahrens gelöst ist. Wenn bei einer derartigen Bildreproduktion Zeichen und Bilder gleichzeitig aufzuzeichnen sind, muß gleichzeitig zwei verschiedenen Bedingungen genügt werden, die zueinander im Widerspruch stehen. Für die Zeichenaufzeichnung ist das Auflösungsvermögen von Bedeutung. Demgegenüber wird bei der Bildaufzeichnung großer Wert auf die Fähigkeit zur Darstellung der Tönungsstufen gelegt. Das Problem liegt darin, wie die einander widersprechenden Bedingungen erfüllt werden können. Bei der Videosignal-Verarbeitungseinrichtung wird das Problem dadurch gelöst, daß eine Einrichtung zur Festlegung unterschiedlicher Flächen und eine Verarbeitungsschaltung für die Verarbeitung von Videosignalen unter Verwendung verschiedener Dither-

Muster für die unterschiedlichen Flächen verwendet werden-30

Darüber hinaus.können bei der Videosignal-Verarbeitungseinrichtung "Zeichen und Bilder in einer natürlichen Form dadurch zusammengesetzt werden, daß in den Dithermatrix-Speicher ein Zeichenmuster eingespeichert wird

bzw. mehrere Zeichenmuster eingespeichert werden.

^{DE 1426}

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde zwar dargestellt und erläutert, daß die Dither-Muster in dem Dithermatrix-Festspeicher 18' festgelegt sind, es kann jedoch'der Speicher 18' oder 18" ein
Schreib/Lesespeicher sein. In diesem Fall kann der Speicher 18' oder 18" wie die anderen Speicher 28, 29,. 30 oder 30' an die Sammelleitungen angeschlossen sein, um damit eine Fülle von Dither-Mustern in der Ablaufsteuereinheit 20 in einer Form neu einzuschreiben, die für die Dither-Muster-Anwendungszwecke geeignet ist.

Ferner ist es nicht immer notwendig, die Adressensammelleitung 21 und die Datensammelleitung 22 direkt mit den Sammelleitungen des Mikrocomputers in der Ablauf-Steuereinheit 20 zu verbinden. Vielmehr kann die Verbindung über Ein/Ausgabekanäle erfolgen.

Im Hinblick auf die vorangehend angeführten Lehren können offensichtlich mancherlei andere Abwandlungen und Änderungen der besonderen dargestellten Ausführungsbeispiele vorgenommen werden. .

Beispielsweise besteht hinsichtlich der Anzahl der Flächen, die zur Bestimmung der Dither-Flächen verwendet werden, keine Einschränkung auf nur zwei. Es können auch drei oder mehr Flächen vorgesehen .werden. Während bei den Ausführungsbeispielen die Ermittlungen der Horizontaladresse und der Vertikaladresse unter Verwendung jeweils eines einzelnen Vergleichers 33 bzw. 43 im Zeit-

^OKJ multiplexverfahren ausgeführt wurden, kann für einen jeden Adressendatenwert jeweils ein Vergleicher und ein Speicher-verwendet werden. Ferner kann eine Kombination aus der bei den Ausführungsbeispielen gezeigten •Ausführung und der vorangehend beschriebenen Ausführung angewandt werden.

^{DE 1426}

Weiterhin kann zur Zählung der Vertikaladressen der in der AblaufSteuereinheit 20 enthaltene Mikrocomputer verwendet werden, so daß die Zählung durch eine Programmierung anstelle, einer Schaltungsausrüstung, erfolgt. 5

Ferner können ganz oder teilweise die Schaltungsaufbau funktionen zur Ansteuerung der Speicher 28, 29 und 30 und/oder ganz oder teilweise die Funktionen dieses Horizontalkoordinaten-Speichers 28, dieses Vertikalkoordinaten-Speichers 29 und dieses Dither-Wählspeichers 30 durch Verarbeitungsvorgänge aufgrund einer Programmausstattung ersetzt werden, wobei der in der AblaufSteuereinheit 20 enthaltene Mikrocomputer eingesetzt wird.

Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen werden die Dithermatrix-Daten auf digitale Weise mittels des Größen-Vergleichers 4 über die Leitung für das Dither-Signal 6 verglichen; statt dessen kann jedoch- anstelle der Verwendung des A/D-Umsetzers 2 das Dither-Signal 6 einer Digital/Analog-Umsetzung unterzogen werden. In diesem Fall wird das Digital/Analog-Umsetzungssignal als Bezugssignal für einen Analog-Vergleicher verwendet, um auf diese Weise eine Umsetzung in Binärsignale vorzunehmen.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen wurde die Videosignal-Verarbeitungseinrichtung als eine Verarbeitungseinrichtung beschrieben, die gleichzeitig mit einer Leseeinrichtung verwendet wird. Hierauf besteht jedoch keine Einschränkung. Vielmehr kann die Videosignal-Verarbeitungseinrichtung als eine Verarbeitungseinrichtung ausgeführt sein, bei der die quantisierten Videosignale an der Signalleitung 3 zuerst in einem Speicher gespeichert werden und danach verarbeitet werden.

Es wird eine Videosignal-Verarbeitungseinrichtunp, zum

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Codieren von Videosignalen in binäre Signale durch Anwenden des Dither-Verfahrens angegeben, die eine Einrichtung zur Wahl mehrerer Teilflächen eines Vorlagenbilds und eine Verarbeitungsschaltung zur Verarbeitung der den jeweiligen Teilflächen entsprechenden Videosignale unter Verwendung unterschiedlicher Dither-Muster aufweist.

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Claims (14)

1. Patentansprüche

   ill Videosignal-Verarbeitungseinrichtung zur Umsetzung von Videosignalen in binäre Signale unter Anwendung des Dither-Verfahrens, gekennzeichnet durch eine Flächenwähleinrichtung (Fig.7;Fig.8) zur Wahl mehrerer Flächen (A_n bis A) durch Aufteilung eines Vorlagenbilds in die Flächen und eine Verarbeitungsschaltung (12 bis 47; 12 bis 53) zur Verarbeitung der den jeweiligen Teilflächen entsprechenden Videosignale unter Verwendung unterschiedlicher Dither-Muster. (M_n bis
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungsschaltung (12 bis 47; 12 bisi ,53) eine Speichereinrichtung (18'; 18") zur Speicherung mehrerer Dither-Muster (M_n bis M_?) und eine Wählschaltung (30) zur Wahl der jeweils den Teilflächen (A_n bis Ap) entsprechenden Dither-Muster aufweist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Speichereinrichtung (18") mindestens ein Dither-Muster gespeichert l.-.t, (inr. oln Zc;ichenrnuster enthält.

   VI/22

   Deutsche Bank (München) Klo. 51/61070

   Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844

   Postscheck (München) Kto. 670-43-804

   m 2- DE 1426
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignal ein von dem Vorlagenbild abgelesenes analoges Signal ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Analog/Digital-Umsetzschaltung (2) zum Umsetzen des analogen Signals in ein digitales Signal.
6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis '" 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Flächenwähleinrichtung eine Koordinatenwähleinrichtung (Fig.7) mit Tasteneingabe verwendet ist.
7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis '5 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Flächenwähleinrichtung eine Koordinatenwähleinrichtung (Fig.8) mit einem Analog/Digital-Umsetzer verwendet ist.
8. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

   *^v 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungsschaltung (12 bis 47; 12 bis 53) eine Diskriminatorschaltung (28,29,33,43) aufweist, die entsprechend der Wahl mittels der Flächenwähleinrichtung (Fig.7;Fig.8) bestimmt, ob ein gerade ausgegebenes Videosignal ein

   aus der gewählten Teilfläche (A_Q bis A_) stammendes

   Videosignal ist oder nicht. .
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Diskriminatorschaltung einen Speicher (28,29) zur Speicherung der Vertikal-und Horizontalkoordinat.en der gewählten Teilfläche (A„ bis A_.) und einen Vergleicher (33,43) zum Vergleich des Ausgangssignals des Speichers mit einem Signal aufweist, das die Vertikal- und Horizontalkoordinatenlage des gerade abgegebenen Videosignals angibt.

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10. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Dither-Muster (M₀ bis Mp) ein für die Reproduktion von Halbtönen geeignetes Dither-Muster ist und ein anderes der Dither-Muster ein für die Zeichenreproduktion geeignetes Dither-Muster (Fig.10) ist.
11. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Zeichenreproduktion geeignete Dither-Muster (Fig.10) einen Schwellenwertpegel hat, der auf einen bestimmten Wert festgelegt ist.
12. 12. Videosignal-Verarbeitungseinrichtung, gekennzeichnet dur.ch eine Videosignalgebereinrichtung (1), eine Zeichenwähleinrichtung (53), eine Schwellenwertsignalgebereinrichtung (12 bis 52) und eine Binärwertformereinrichtung (4) aufweist, die das Videosignal mit dem Schwellenwertsignal vergleicht, um ein binäres Signal zu erzeugen, wobei die Schwellenwertsignalgebereinrichtung entsprechend dem Ausgangssignal der Zeichenwähleinriehtung ein Schwellenwertsignal abgibt, das für einen Zeichenteilbereich gleich dem oder größer als der Maximalwert des Videosignals ist und für einen dem Zeichen nahen Bereich gleich dem oder kleiner als der Minimalwert des Videosignals ist (Fig.9;Fig.10).
13. 13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenwertsignalgebereinrichtung (12 bis 52) für von dem Zeichenbereich und dem dem

    Zeichen nahen Bereich verschiedene Bereiche ein Schwellenwertsignal -mit dem mittleren Pegel des Videosignals erzeugt; " *"
14. 14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch

    gekennzeichnet, daß in der Schwellenwertsignalgeberein-

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    1 richtung (12 bis 52) mindestens eine Dither-Matrix gespeichert ist.