DE3444366C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildverarbeitungseinrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1. Eine solche Bildverarbeitungseinrichtung ist
z. B. für die Verwendung in einem Digital-Kopiergerät,
einer elektronischen Datei oder dergleichen geeignet.
Eine herkömmliche Einrichtung dieser Art weist eine
Vergleicherschaltung für das Vergleichen eines Bildsignals
mit einem Bezugssignal auf, wobei eine Dichteeinstellung
für ein Ausgangssignal durch Verändern des Bezugssignals
erzielt wird, während eine Pseudo-Tönungswiedergabe
durch Verändern des Bezugssignals nach einer
bestimmten Regel unter Synchronisierung mit dem Bildsignal
erreicht wird.
Ein Beispiel einer vorgeschlagenen Bildsignal-Verarbeitungsschaltung
ist in Fig. 1 gezeigt.
In jedem von jeweils durch gestrichelte Linien umrahmten
Blöcken 1 und 2 wird eine binäre Codierung vorgenommen,
während eine mehrpegelige bzw. eine mehrwertige
Codierung wie eine ternäre oder quaternäre Codierung
durch Erhöhung der Anzahl dieser Blöcke erreichbar ist.
Ein Vergleicher 10 oder 20 vergleicht ein Bildeingangssignal
mit einem über einen Wähler 11 oder 21 zugeführten
mehrpegeligen Bezugssignal und gibt das Vergleichsergebnis
aus.
Mit dem Wähler 11 oder 21 wird entweder ein festes Bezugssignal
oder ein Bezugssignal zur Pseudo-Tönungswiedergabe
gewählt. Ein Zwischenspeicher 13 oder 23 erzeugt
ein festes Bezugssignal als Schnittpegel zur binären
Codierung und ist beispielsweise durch eine Zentraleinheit
oder einen Digitalschalter (DIP-Schalter)
gebildet.
In einem Dither-Festspeicher (ROM) 12 oder 22 sind Bezugssignale,
und zwar vorzugsweise mehrere Sätze von
Bezugssignalen für die Pseudo-Tönungswiedergabe gespeichert,
so daß im voraus mehrere Dithermuster gespeichert
sind. Ein Hauptabtastzähler 30 steuert die Synchronisierung
in einer Hauptabtastrichtung durch das
Zählen von synchron mit dem zu vergleichenden Bildsignal
eingegebenen Bildelemente-Taktsignalen. Ein Zwischenspeicher
32 wählt eines der mehreren, in dem
Dither-Festspeicher 12 oder 22 gespeicherten Dithermuster
beispielsweise entsprechend der Bildqualität.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltung sind für ein
mehrwertiges digitales Codieren die Blöcke 1 bzw. 2 in
einer der Anzahl der Werte entsprechenden Anzahl erforderlich,
nämlich beispielsweise zwei Blöcke zum ternären
Codieren oder drei Blöcke zum quaternären Codieren.
Infolgedessen nehmen die Ausmaße der Schaltung mit Vergrößerung
der Anzahl der Werte bzw. Pegel zu.
Ferner muß bei einer mehrwertigen Signalumsetzung zum
Erzielen von Signalen "00", "01", "10" und "11" in Binärzahlen
eine Codierung der von diesen Blöcken abgegebenen
binär codierten Bildsignale in einer sehr umfangreichen
Schaltung vorgenommen werden, was in der Praxis
nicht akzeptabel ist.
Darüber hinaus ist eine derartige Vergleicherschaltung
für eine schnelle Verarbeitung eines Bildsignals mit
einer großen Datenmenge wie 14 oder 16 Bits ungeeignet,
da wegen der Serienschaltung der Schaltungen die Verzögerungszeit
bei der Verarbeitung zunimmt. Der Einsatz
schneller logischer Elemente würde zwar diese Unzulänglichkeit
beheben können, jedoch zu einer deutlichen Kostensteigerung
führen.
Aus der DE 32 25 415 A1 ist eine dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 entsprechende Bildverarbeitungseinrichtung
bekannt, bei der die gelesenen Bilddaten einer
Dither-Verarbeitung unterzogen werden. Die zur Dither-
Verarbeitung erforderlichen Schwellwerte werden aus einem
Dither-Matrix-Speicher ausgelesen, der eine Vielzahl
von Matrixgruppen mit unterschiedlichen Frequenzverteilungen
der Schwellenwerte erzeugt. Durch eine
Zentraleinheit wird der jeweilige Bildtyp des gerade
betrachteten Bildbereichs ermittelt, d. h. erkannt, ob
es sich um ein Linienbild oder um ein Halbtonbild handelt,
und abhängig vom Unterscheidungsergebnis auf den
Dither-Matrix-Speicher derart zugegriffen, daß eine für
den jeweiligen Bildtyp geeignete Dither-Matrix ausgelesen
wird. Die der ausgelesenen Dither-Matrix entsprechenden
Schwellwerte werden dann an einen Vergleicher
als Vergleichswerte angelegt, an dessen anderem Eingang
die gelesenen Bildsignale anliegen. Auch hier treten
die vorstehend bereits diskutierten Probleme auf.
In der DE 32 37 393 A1 ist ein Verfahren zum Korrigieren
der Gradation von Ausgangsdaten beschrieben, bei
dem in Abhängigkeit von den Eingangs-Bilddaten auf Tabellenspeicher
zugegriffen wird. Den aus den Tabellenspeichern
ausgelesenen Daten werden die niedrigwertigeren
Bits der Eingangs-Bilddaten hinzugefügt, um eine
feinere Korrektur zu erreichen. Die Anzahl der hinzuaddierten
geringerwertigen Bits der Eingangs-Bilddaten
ist abhängig vom jeweiligen Grauwert der Bilddaten variabel.
Die US-PS 36 22 698 offenbart ein Faksimilesystem, bei
dem angestrebt wird, die Systemantwort im Dichtegradientenbereich
insgesamt zu linearisieren, um verhältnismäßig
exakte Halbtonwiedergaben zu erreichen. Die
Umsetzung erfolgt hier allerdings nicht durch Zugriff
auf Tabellenspeichern.
In der DE 27 12 286 A1 ist eine Informationsdichte-Bestimmungsschaltung
beschrieben, die mit mehreren Flipflops
und Zählern arbeitet.
Weiterhin ist aus der DE 31 01 552 A1 ein Verfahren zum
Vor-Verarbeiten eines Bildsignals bekannt, bei dem die
gelesenen Bildsignale unter Zugriff zu einem Speicher
umgesetzt und dann nochmals derart umgewandelt werden,
daß der Dichtebereich der Vorlage gut reproduzierbar
ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bildverarbeitungseinrichtung
zu schaffen, die eine verhältnismäßig
rasche und einfache Verarbeitung eingegebener
Bildsignale ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genannten
Merkmalen gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung
gibt die Speichereinrichtung abhängig von den eingegebenen
Bilddaten somit unmittelbar die verarbeiteten
Bilddaten aus, so daß für diesen Verarbeitungsschritt
keine weitere Umsetzung oder ein nachgeschalteter Vergleicher
erforderlich ist. Zudem speichert die Speichereinrichtung
mehrere Datensätze für die Binär- oder
Mehrwert-Codierung, so daß ein jeweils geeigneter Datensatz
ausgewählt werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer vorgeschlagenen Bildsignal-
Verarbeitungsschaltung,
Fig. 2 eine Schnittansicht eines Digital-Kopiergeräts,
bei dem die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung
verwendet wird,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Signalverarbeitungsschaltung
als Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Bildverarbeitungseinrichtung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung, die einen grundlegenden
Schaltungsaufbau der erfindungsgemäßen
Bildverarbeitungseinrichtung zeigt,
Fig. 5 eine schematische Ansicht, die das Prinzip der
binären Codierung veranschaulicht,
Fig. 6 eine schematische Ansicht, die das Prinzip der
quaternären Codierung veranschaulicht,
Fig. 7 eine grafische Darstellung, die eine Korrektur
eines Bildsignals veranschaulicht,
Fig. 8 ein Beispiel von in einem Speicher gespeicherten
Daten,
Fig. 9 ein Beispiel für eine Schwellenwert-Matrix,
Fig. 10 ein anderes Beispiel von in einem Speicher
gespeicherten Daten,
Fig. 11, 12 und 13 Blockschaltbilder, die jeweils ein
Beispiel für eine Bildsignal-Umsetzschaltung zeigen.
Fig. 2 zeigt ein Digital-Kopiergerät, das die erfindungsgemäße
Bildverarbeitungseinrichtung enthält und das
aus einem Leser A zum fotoelektrischen Lesen eines zu kopierenden
Vorlagenschriftstücks und einem Drucker B zur Bildaufzeichnung
auf einem Aufzeichnungsmaterial entsprechend einem
von dem Leser A abgegebenen Bildsignal gebildet ist. In
dem Leser A wird die zu kopierende Vorlage mit der Bildfläche
nach unten auf eine Vorlagenauflage-Glasplatte 83
aufgelegt und in, von der Vorderseite des Kopiergeräts
gesehen, hintere linke Ecke versetzt. Die Vorlage wird
mittels einer Vorlagenabdeckung 84 gegen die Glasplatte gedrückt
und mittels einer Fluoreszenzlampe 82
beleuchtet. Über Spiegel 85 und 87 sowie ein Objektiv 86
ist ein optischer Weg gebildet, über den das reflektierte
Licht auf eine Ladungskopplungsvorrichtung (CCD) bzw. einen
Bildsensor 81 geleitet wird, wobei sich die Spiegel 87
und 85 in einem Geschwindigkeitsverhältnis von 2 : 1 bewegen.
Diese optische Einheit wird mittels eines Gleichstrom-Servomotors
unter konstanter Geschwindigkeit von links nach
rechts versetzt. Die Geschwindigkeit beträgt 180 mm/s bei
dem Kopieren im Maßstab 1 : 1 bei der Vorlaufbewegung, bei
der die Vorlage beleuchtet wird, und 468 mm/s bei der Rücklaufbewegung.
Das Auflösungsvermögen in dieser Unterabtastrichtung
beträgt 16 Linien/mm. Mit dem Leser können Vorlagen
in den Formaten von A5 bis A3 gelesen werden, wobei
eine Vorlage im Format A5, B5 oder A4 von der Bedienungsperson
gesehen in Längsrichtung aufgelegt wird, während eine
Vorlage im Format B4 oder A3 in Querrichtung aufgelegt
wird.
Eine Hauptabtastungsbreite beträgt 297 mm entsprechend der
Länge der längeren Seite des Formats A4, welches auf die
vorstehend genannte Weise aufgelegt wird. Zum Auflösen dieser
Breite mit einem Auflösungsvermögen von 16 Bildelementen/mm
sind 297×16=4752 Bits in der Ladungskopplungsvorrichtung
81 erforderlich.
Anhand der Fig. 2 wird nun der unterhalb des Lesers A angeordnete
Drucker B beschrieben. Das aus dem Leser A erhaltene
bitserielle Bildsignal wird einer optischen Laserabtastungseinheit
105 des Druckers B zugeführt. Diese Einheit
weist einen Halbleiterlaser, eine Kollimatorlinse, einen
umlaufenden Polygonalspiegel, eine f-0-Linse und ein
optisches Bildneigungs-Korrektursystem auf. Das Bildsignal
des Lasers wird dem Halbleiterlaser zur elektro-
optischen Umsetzung zugeführt, wonach die dabei abgegebenen
Laserstrahlen mittels der Kollimatorlinse zu parallelen
Strahlen umgesetzt und dem Polygonalspiegel zugeführt
werden, der mit 2600 Umdrehungen/min umläuft, um ein
fotoempfindliches Material 88 auf einer Abtastbreite von
ungefähr 400 mm bzw. einer der längeren Seite des Formats
A4 entsprechenden wirksamen Abtastbreite von 297 mm zu überstreichen.
Infolgedessen nimmt unter diesen Bedingungen der
Halbleiterlaser ein Signal mit einer Frequenz von ungefähr
20 MHz auf. Die Strahlen aus dieser Einheit treffen über
einen Spiegel 104 auf das fotoempfindliche Material 88, auf
welchem damit ein dem Bildsignal aus dem Laser A entsprechendes
Ladungsbild erzeugt wird.
Das fotoempfindliche Material 88 hat beispielsweise einen
dreischichtigen Aufbau aus einer leitenden Schicht, einer
fotoleitfähigen Schicht und einer Isolierschicht, längs
der Verarbeitungseinheiten zur Bilderzeugung angeordnet
sind. Fig. 2 zeigt einen Vorentlader 89, eine Vorentladungslampe
90, einen Primärlader 91, einen Sekundärlader
92, eine Totalbelichtungslampe 93, eine Entwicklungseinheit
94 für das Sichtbarmachen des auf dem fotoempfindlichen
Material 88 erzeugten Ladungsbilds, eine Blattkassette 95,
eine Blattzuführwalze 96 für das vereinzelte Herausziehen
von Aufzeichnungsblättern aus der Blattkassette 95, eine
Blatt-Transportführung 97, eine Registrierwalze 98, einen
Übertragungslader 99 für das Übertragen des Bilds von dem
fotoempfindlichen Material auf ein Aufzeichnungsblatt, eine
Ablösewalze 100, eine Transportführung 101, eine Fixiereinheit
102 und ein Austragfach 103, auf das das Aufzeichnungsblatt
ausgestoßen wird. Die Geschwindigkeiten des fotoempfindlichen
Materials 88 und des Transportsystems betragen
180 mm/s und sind damit gleich der Geschwindigkeit der Vorlaufbewegung
in dem Leser A. Infolgedessen wird bei der
Kombination des Leser A mit dem Drucker B bei dem Format A4
eine Kopiergeschwindigkeit von 30 Blatt/min erzielt. In dem
Drucker B wird an der Vorderseite des Geräts ein Ablöseband
für das Lösen des Aufzeichnungsblatts von der Trommel bzw.
dem fotoempfindlichen Material 88 verwendet, so daß das
Bild auf einer der Breite des Bands entsprechenden Breite
entfällt. In dem Leser A wird von vorneherein das Bildsignal
entsprechend der Breite (von 8 mm) dieses Ablöseband abgeschnitten,
da sonst bei der Eingabe eines Bildsignals für
den dem Ablöseband entsprechenden Bereich der auf diesem Bereich
abgelagerte Toner das Band und die nachfolgenden Aufzeichnungsblätter
verschmutzen würde. Ferner wird in dem
Leser A von vorneherein das Bildsignal für einen Vorderrandbereich
von 2 mm des Aufzeichnungsblatts abgeschnitten, da
der an dem Vorderrandbereich abgelagerte Toner ein Festsitzen
des Blatts durch Umwickeln einer Fixierwalze verursachen
würde.
Das Kopiergerät bei diesem Ausführungsbeispiel hat bestimmte
programmierbare Funktionen wie Bildaufbereitungsfunktionen,
jedoch werden diese Funktionen in
dem Leser A durch Verarbeiten des mittels der Ladungskopplungsvorrichtung
81 gelesenen Signals ausgeführt, während
das von dem Leser A abgegebene Bildsignal immer 4752 Bits
bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit bzw. Frequenz enthält.
Zu diesen Funktionen zählen Bildformatänderungsfunktion
für das Vergrößeren oder Verkleinern des Bilds mit
einem beliebigen Bildvergrößerungsfaktor im Bereich von 0,5
bis 2,0, eine Ausschnittfunktion zum Herausziehen eines gewählten
Bildbereichs, eine Versetzungsfunktion zum Bewegen
des Ausschnittbilds in eine beliebige Lage auf dem Aufzeichnungsblatt,
eine Vorlagenerkennungsfunktion für das Erfassen
bzw. Prüfen einer auf die Auflageglasplatte aufgelegten
Vorlage, eine Pseudo-Tönungswiedergabe-Funktion, bei der
eine mittels Tasten gewählte Ditherverarbeitung angewandt
wird, eine Belichtungsautomatik-Funktion zum binären Codieren
entsprechend der Dichte des Vorlagenbilds sowie Kombinationen
aus diesen Funktionen.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels
einer Schaltung für das Verarbeiten des Bildsignals
in dem Leser A. Eine Vorlage 40 wird mittels einer Lichtquelle
wie beispielsweise einer Fluoreszenzlampe beleuchtet.
Das Bild der Vorlage wird mittels eines Objektivs 41 auf
einem linearen bzw. Zeilensensor 42 fokussiert, der beispielsweise
durch eine Ladungskopplungsvorrichtung gebildet
ist. Das Bild der Vorlage wird durch elektrische Hauptabtastung
in der Leserichtung des Zeilensensors 42 in Verbindung
mit einer mechanischen Unterabtastung mittels eines
nicht gezeigten Unterabtastungs-Antriebssystems gelesen.
Eine Sensortreiberstufe 43 erzeugt Ansteuersignale für
den Zeilensensor 42 beispielsweise durch Frequenzteilung
von Signalen eines Oszillators 44 sowie ferner Bildtaktsignale,
die dem Auslesen der Bildsignale aus dem Zeilensensor
42 entsprechen, und ein Hauptabtastungs-Synchronisiersignal,
das einer jeweiligen Zeile bei der Hauptabtastung
entspricht.
Ein Verstärker 45 verstärkt das analoge Bildsignal, das von
dem Zeilensensor 42 abgegeben wird und jeweils den Dichtepegel
des gelesenen Bilds darstellt. Das verstärkte analoge
Bildsignal wird in einem A/D-Wandler 46 in ein digitales
Signal umgesetzt. Das auf diese Weise erzielte, den Bilddichtepegel
darstellende digitale Signal wird einer Bildsignal-
Umsetzschaltung 47 zugeführt und einer einfachen binären
Codierung, einer binären Codierung zur Pseudo-Tönungswiedergabe
oder einer mehrwertigen digitalen Codierung unterzogen.
Über einen Schalter 48 wird gewählt, ob das Verfahren zur
Pseudo-Tönungswiedergabe anzuwenden ist oder nicht, während
über einen Dichteschalter 49 ein Bilddichtepegel bei der binären
oder mehrwertigen Codierung gewählt wird. Dieser Dichteschalter
49 entspricht bei einem Kopiergerät einem bedienbaren
Dichteregler, mit dem die Bedienungsperson die Kopiendichte
wählt. Diese Schalter 48 und 49 sind für die Handhabung
durch die Bedienungsperson an der oberen Fläche des
Leser A angeordnet.
Zur Erläuterung des Bearbeitungsprinzips bei der Bildsignal-
Umsetzschaltung 47 der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung
wird nun auf die Fig. 4 bis 10 bezug genommen.
Fig. 4 zeigt eine Grundschaltung zum binären oder
mehrwertigen Codieren.
Ein Schreib/Lesespeicher 50 mit beliebigem Zugriff (RAM)
erlaubt das Einspeichern von Lesedaten an einer Adresse,
die durch ein Signal bestimmt ist, welches über eine Adressenleitung
51 zugeführt wird. Als Speicher 50 kann beispielsweise
ein löschbarer programmierbarer Festspeicher (EPROM)
oder ein statischer Schreib/Lesespeicher (RAM)
verwendet werden. Bei der Verwendung eines
nichtflüchtigen Speichers wie eines löschbaren programmierbaren
Festspeichers (EPROM) oder eines maskierten Festspeichers
(ROM) können im voraus nachfolgend erläuterte Muster
eingespeichert werden. Andererseits erfordert ein flüchtiger
Speicher wie ein statischer Schreib/Lesespeicher (RAM)
einen zusätzlichen Schaltungsaufwand, über dem bei jedem Einschalten
der Stromversorgung Musterdaten eingeschrieben werden,
jedoch ergibt sich dabei die Möglichkeit, die Muster
nach Belieben zu verändern.
Das zu verarbeitende digitale Bildsignal wird der Adressenleitung
51 für das Adressieren des Speichers 50 zugeführt,
wodurch ein binär oder mehrwertig codiertes Bildausgangssignal
an einer Datenleitung 52 erzielt wird.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 das Verfahren
zum Erzielen eines binär codierten Signals erläutert.
In Fig. 5 stellt die Abszisse den Wert des eingegebenen
Bildsignals dar, während die Ordinate den Wert des ausgegebenen
Bildsignals darstellt. Es sei angenommen, daß das
eingegebene Bildsignal einen Bereich von 8 Binärbits bzw.
256 Dezimalwerten (0 bis 255) hat, wobei die Pegel 0 bzw.
255 jeweils "Weiß" bzw. "Schwarz" darstellen. Bei dem Ausgangssignal
entsprechen die Pegel 0 bzw. 1 jeweils "Weiß"
bzw. "Schwarz".
Das binäre Codieren wird dadurch erzielt, daß das eingegebene
Bildsignal derart an die Adressenleitung 51 angelegt
wird, daß die Werte des eingegebenen Bildsignals den Adressen
in dem Speicher 50 und damit den diesen Adressen entsprechenden,
im voraus in den Speicher eingespeicherten
Binärmustern entsprechen.
Die Fig. 5A, 5B und 5C stellen jeweils in den Speicher einzuspeichernde
Muster für das Erzielen eines Bildausgangssignals
hoher Dichte, mittlerer Dichte bzw. geringer Dichte
dar.
Nach Fig. 5A wechselt das Bildausgangssignal von "0" auf
"1" bei einem dem Pegel "0" verhältnismäßig nahe gelegenen
Wert des eingegebenen Bildsignals, wodurch die Wahrscheinlichkeit der Besetzung
des ausgegebenen Bildsignals mit dem Pegel "1" (für "Schwarz")
zunimmt, so daß sich ein Bild hoher Dichte ergibt. Auf
gleichartige Weise wechselt gemäß den Fig. 5B und 5C
das ausgegebene Bildsignal von "0" auf "1" jeweils bei einem
mittleren Pegel des eingegebenen Bildsignals bzw. bei
einem nahe dem Pegel "255" liegenden Pegel, wodurch sich
ein Bild mittlerer Dichte bzw. geringer Dichte ergibt.
Fig. 6 veranschaulicht das Verfahren zur quaternären
Codierung, bei der das Bildeingangssignal einen Bereich von
8 Binärbits hat, während das Bildausgangssignal einen Bereich
von 2 Binärbits bzw. 4 Dezimalpegeln (0, 1, 2, 3) hat.
Die Fig. 6A, 6B und 6C zeigen Beispiele für eine lineare
quaternäre Codierung des eingegebenen Bildsignals, die dadurch
erzielt wird, daß auf gleichartige Weise wie gemäß
Fig. 5 in den Speicher 50 Muster für 00, 01, 10 und 11 gespeichert
werden. Die Fig. 6A, 6B und 6C stellen jeweils
Bildausgangssignale für mittlere Dichte, hohe Dichte, bzw.
geringe Dichte dar.
Statt der linearen quaternären Codierung gemäß Fig. 6 ist
es auch möglich, eine mehrwertige digitale Codierung für
eine Sichtkontrast-Korrektur oder einen besonderen Sichteffekt
auszuführen.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer derartigen Codierung,
bei der die Bilddichte des Bildausgangssignals in der Aufeinanderfolge
von Kurven a, b, c, d und e zunimmt. Infolgedessen
wird gleichzeitig mit dem quaternären Codieren eine
Bildumsetzung dadurch erzielt, daß die Daten in dem Speicher
50 nach dem in Fig. 6 veranschaulichten Prinzip abgewandelt
werden.
Der vorangehend genannten Festspeicher
hat zwölf Adressenleitungen (4 kByte) und acht Datenleitungen
(8 Bit). Daher sind bei einem Bereich von 8 Bits des
eingegebenen Bildsignals vier Adressenleitungen unbenutzt,
während für das binäre Codieren sieben Datenleitungen unbenutzt
sind. Infolgedessen ist es möglich, die Dichte bei
der binären Codierung durch mehrere Binärcodierungs-Muster
gemäß Fig. 5A, 5B und 5C im unbenutzten Teil des Speichers
und durch Wählen dieser mehreren Muster mit geeigneten Wählsignalen
über die unbenutzten Adressenleitungen zu ändern.
Falls als Speicher 50 dieser Festspeicher benutzt
wird, wird dadurch die Wahl von 2⁴×8=128 Binärcodiermustern
ermöglicht.
Fig. 8 zeigt ein Beispiel von in den Speicher 50 einzuspeichernden
Daten für das binäre Codieren eines eingegebenen
Bildsignals mit 8 Bits. Bei dem dargestellten Beispiel
stellen die 8-Bit-Daten jeweils unterschiedliche Pegel
für das binäre Codieren dar, wobei sie zu dem siebenten
Bit hin jeweils höhere Bilddichte ergeben. Bei der Nutzung
der gemäß den vorstehenden Ausführungen überschüssigen Adressenleitungen
können die werthohen vier Bits für die
Wählsignale benutzt werden, während die wertniedrigen acht
Bits für die Bildsignale benutzt werden können. In diesem
Fall können mehrere, der Darstellung gemäß Fig. 8 gleichartige
Muster bereitgestellt werden, die Adressen
"0000XXXXXXXX", "0001XXXXXXXX" und so weiter entsprechen.
Auf diese Weise ändert sich für das gleiche Bildsignal das
binär codierte Ausgangssignal entsprechend einer Änderung
des Werts des Wählsignals.
Im folgenden wird die Pseudo-Tönungswiedergabe erläutert.
Fig. 9 zeigt ein Beispiel einer 8×8-Schwellenwert-Matrix
für das Ditherverfahren. Eine jede Zahl in der Matrix stellt
einen Schwellenwert für ein binäres Codieren dar, wobei ein
eingegebenes Signal im Bereich von 0 bis 255 im 8-Bit-Bereich
als "Schwarz" bewertet wird, falls es bei der binären
Codierung den Schwellenwert übersteigt. Die herkömmliche
Pseudo-Tönungswiedergabe unter Nutzung der Sichtwirkung
wird dadurch erzielt, daß diese Matrix beispielsweise in
einem Festspeicher gespeichert wird, die Speicherdaten synchron mit den Bildtaktsignalen
und den Hauptabtastungs-Synchronisiersignalen
aus diesem Festspeicher ausgelesen werden
und diese Daten aufeinanderfolgend mit dem eingegebenen
Bildsignal verglichen werden, um ein Schwarz/Weiß-Verhältnis
einer Flächeneinheit zu bestimmen.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine diesem
Ditherverfahren gleichwertige Pseudo-Tönungswiedergabe durch
Anwendung des vorangehend beschriebenen binären oder mehrwertigen
digitalen Codierens dadurch erzielt, daß in dem
Speicher 50 binäre oder mehrwertige Codiermuster für das
Codieren des eingegebenen Bildsignals (mit dem Pegel 0 bis
255) gespeichert werden, die jeweils den in Fig. 9 gezeigten
64 Elementen der Matrix entsprechen, und daß bei den
Adressenleitungen Elementewahl-Signalleitungen hinzugefügt
werden.
Fig. 10 zeigt ein Beispiel für in dem Speicher 50 gespeicherte
Daten, von denen die wertniedrigen acht Bits
des Adressensignals dem eingegebenen Bildsignal zugeordnet
sind, während die werthöheren sechs Bits einem zusätzlichen
Adressensignal mit 3 Bit und einem Hauptadressensignal mit
3 Bit für die Bestimmung eines Elements in der 8×8-Matrix
zugeordnet sind. In diesem Fall sind 14 Adressenleitungen
erforderlich, so daß für diesen Zweck beispielsweise ein
löschbarer programmierbarer Festspeicher (EPROM) mit
16 k×8 Bit verwendet werden kann.
Für jedes der durch das zusätzliche Adressensignal und das
Hauptadressensignal bestimmten Elemente 0 bis 63 wird ein
Muster gespeichert, das dem in Fig. 8 gezeigten gleichartig
ist. Im einzelnen enthält dieses Muster die binären
Ausgangssignale 1 oder 0, die dadurch erzielt werden, daß
alle Pegel 0 bis 255 des eingegebenen Bildsignals mit einem
der Schwellenwerte der in Fig. 9 gezeigten Dithermatrix
verglichen werden.
Ferner werden die 8-Bit-Datenleitungen unterschiedlichen
Binärcodierungs-Daten für alle eingegebenen Bilddaten entsprechend
mehreren Dithermatrizen zugeordnet, die durch Anwendung
von in Fig. 7 gezeigten Charakteristikumsetzungen
auf die in Fig. 9 gezeigten Matrixdaten erzielt werden. Auf
diese Weise ist es möglich, durch mehrere Pseudo-Tönungswiedergabe-
Verarbeitungen Bildausgangssignale für hohe,
mittlere oder niedrige Dichten zu erhalten.
Daher ist - wie bei dem vorangehend beschriebenen Fall des
binären Codierens - die Wahl mehrerer Muster dadurch möglich,
daß die Adressenleitungen des Speichers 50 für Wählsignale
erweitert werden. Falls ferner ein mehrpegeliges bzw. mehrwertiges
Ausgangssignal erforderlich ist, können aus acht
Datenbits mehrere Bits gewählt werden.
Fig. 11 zeigt ein Beispiel einer Bildsignal-Umsetzschaltung,
bei der ein Speicher für das digitale Codieren
mit einem festen Schwellenwert und für die vorstehend erläuterte
Datenverarbeitung zur Pseudo-Tönungswiedergabe
benutzt wird. Ein Dither/Festwert-Festspeicher 60 speichert
Muster für das digitale Codieren mit einem festen Schwellenwert
und für die Pseudo-Tönungsverarbeitung, wobei jede
Verarbeitung durch das Wählen der Muster angewandt werden
kann. Es sind mehrere Datenleitungen wie beispielsweise für
8 Bit vorgesehen, von denen vier Bit für Daten CS für den
festen Schwellenwert benutzt werden, während die anderen
vier Bit für Daten DS aus der Ditherverarbeitung benutzt
werden. Die Ausgangssignale mit acht Bit stellen zwei gleichzeitig
abgegebene Signalfolgen dar, welche mittels eines
Wählers 61 gewählt werden, der durch ein Wählsignal aus dem
Tönungsverarbeitungs-Wählschalter 48 geschaltet wird. Dieser
Wähler 61 wählt beispielsweise für das Erzielen des
Bildausgangssignals im Falle des binären Codierens ein Bit
oder im Falle des quaternären Codierens zwei Bits. Auf diese
Weise wird über den Wähler 61 entweder der feste Schwellenwert
oder die Ditherverarbeitung gewählt, wobei mit dem
Wähler zugleich die Dichte entsprechend dem in Fig. 3 gezeigten
Dichteschalter 49 gewählt wird.
Bei dem in Fig. 11 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das
Dichtesignal aus dem Dichteschalter 49 direkt als Adressensignal
für den vorstehend beschriebenen Dither/Festwert-
Festspeicher 60 zugeführt.
Das dem Festspeicher 60 zugeführte Adressensignal muß zwischen
der Festschwellenwert-Verarbeitung und der Ditherverarbeitung
in einer Periode geschaltet werden, die dem
Elementewählsignal entspricht, da bei der Ditherverarbeitung
ein Elementewählsignal für die Dithermatrix unter
Synchronisierung mit dem eingegebenen Bildsignal einzugeben
ist, wogegen bei der Festschwellenwert-Verarbeitung ein
festes Adressensignal zuzuführen ist. Dieses Schalten des
Adressensignals erfolgt mittels eines Wählers 65, der durch
das Wählsignal aus dem Schalter 48 geschaltet wird und der
entweder ein Signal aus einem Dichtefeineinstellungs-Schalter
62 bei der Festschwellenwert-Verarbeitung oder ein Dithermatrix-
Wählsignal aus einem Unterabtastzähler 63 und
einem Hauptabtastzähler 64 bei der Ditherverarbeitung wählt.
Der Dichtefeineinstellungs-Schalter 62 dient dazu, eine
feinere Dichtesteuerung als mit dem Dichteschalter 49 zu
erzielen, und ist zusammen mit dem Dichteschalter an eine
Adressenleitung des Festspeichers 60 angeschlossen.
Bei dem in Fig. 11 gezeigten Ausführungsbeispiel wird bei
einer Steigerung der Anzahl von Dithermatrizen die Kapazität
des Dither/Festwert-Festspeichers groß. Daher wird bei
einem in Fig. 12 gezeigten Ausführungsbeispiel zuerst eine
Bildverarbeitung gemäß Fig. 7 mittels eines Korrektur-Dichtesignals
ausgeführt.
Ein Korrekturfestspeicher 70 für eine in Fig. 7 gezeigte
Korrektur eines Eingangssignals ist durch einen Speicher
gemäß Fig. 4 gebildet, der das eingegebene Bildsignal und
das Dichtesignal über die Adressenleitungen aufnimmt und
in dem das Verarbeitungsergebnis an einer durch das Bildsignal
bestimmten Adresse gespeichert ist. Beispielsweise
sind in dem Speicher die Daten in der Weise gespeichert,
daß durch ein eingegebenes Bildsignal mit acht Bit ein Bildausgangssignal
mit acht Bit entsprechend den in Fig. 7 gezeigten
Eingabe/Ausgabe-Kennlinien erzielt wird. Die Kennlinien
a bis e werden durch das Dichtesignal vom Dichteschalter
49 gewählt.
Ein Dither/Festwert-Festspeicher 71 ist dem in Fig. 11 gezeigten
Festspeicher 60 gleichartig, kann jedoch geringere
Kapazität haben, da in diesem Fall die Dichtewahl im voraus
in dem Korrekturfestspeicher 70 vorgenommen wird, so daß
in dem Festspeicher 71 keine Daten zur Dichtekorrektur gespeichert
werden müssen.
Ein Wähler 72, ein Dichtefeineinstellungs-Schalter 73, ein
Unterabtastzähler 75, ein Hauptabtastzähler 74 und ein Wähler
76 entsprechen den in Fig. 11 mit 61, 62, 63, 64 und 65
bezeichneten Einheiten.
Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Bildsignal-Umsetzschaltung 47, bei dem eine Belichtungsautomatik
für das Einregeln der binären oder mehrwertigen
Codierung entsprechend der Vorlagenbilddichte wie beispielsweise
entsprechend dem Hintergrunddichtepegel der Vorlage
vorgesehen ist, wodurch eine zufriedenstellende Wiedergabe
des Vorlagenbilds erzielt wird. In Fig. 13 sind die
gleichen Einheiten wie in Fig. 11 mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet. Nach Fig. 13 ist der Dichtefeineinstellungs-
Schalter 62 gemäß Fig. 11 durch einen Dichtedetektor
66 ersetzt, der an den Eingangsanschluß des Wählers 65 angeschlossen
ist.
Der Dichtedetektor 66 nimmt das Bildsignal vom A/D-Wandler
46 auf und erfaßt bei jeder Zeile des Bildsignals
einen Weiß-Spitzenwert und/oder einen Schwarz-Spitzenwert.
Auf diese Weise erkennt der Dichtedetektor den Inhalt (wie
beispielsweise die Hintergrunddichte oder die Bilddichte)
jeder Zeile des Bildsignals und führt dem Wähler 65
ein Erfassungssignal zu, um damit ein dem Bildsignal entsprechendes,
binär oder mehrwertig codiertes Ausgangssignal
zu erhalten.
Wenn durch das Wählsignal die Festschwellenwert-Verarbeitung
gewählt ist, wird von dem Wähler 65 das Erfassungssignal
vom Dichtedetektor 66 gewählt und das Erfassungssignal
als Wählsignal für den Festspeicher 60 abgegeben. Infolgedessen
werden in dem Festspeicher 60 entsprechend dem über
die Adressenleitung zugeführten Erfassungssignal Daten für
eine binäre oder mehrwertige Codierung gewählt, die für das
Bildsignal geeignet sind. Der Dichtedetektor 66 kann das Erfassungssignal
entsprechend Spitzenwerten in mehreren Zeilen
oder entsprechend dem Zustand der ganzen Vorlage dadurch erzeugen,
daß vor dem tatsächlichen Lesen des Bilds eine Vorabtastung
der Vorlage ausgeführt wird. Es ist darüberhinaus
möglich, für eine den Erfordernissen entsprechende Wahl sowohl
den in Fig. 11 gezeigten Dichtefeineinstellungs-Schalter
62 als auch den in Fig. 13 gezeigten Dichtedetektor 66
vorzusehen. Auf diese Weise kann das binäre oder mehrwertige
Codieren auf eine dem Vorlagenbild besser angepaßte Weise
erreicht werden.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird
von der Bedienungsperson mittels des Schalters 48 entweder
die Tönungswiedergabe-Verarbeitung oder die Festschwellenwert-
Verarbeitung gewählt, jedoch ist es auch möglich, den
Zustand des Bilds aus dem daraus erzielten Bildsignal zu
ermitteln und auf automatische Weise das Wählsignal in Abhängigkeit
davon zu ändern, ob das Vorlagenbild ein Linienbild
oder ein Bild mit kontinuierlicher Tönung ist. Auf
diese Weise ist es möglich, auf zufriedenstellende Weise
ein Bild zu verarbeiten, bei welchem eine kontinuierliche
Tönung und Linien gemischt auftreten.
Die vorstehende beschriebene Bildsignalverarbeitung ist
natürlich nicht nur bei einem Digital-Kopiergerät, sondern
auch bei anderen Geräten wie Faksimilegeräten oder elektronischen
Dateien anwendbar.
Gemäß der vorstehenden Erläuterung kann mit einer einfachen
und preiswerten Schaltung das binäre oder mehrwertige Codieren
eines Bildsignals unter hoher Geschwindigkeit erreicht
werden.
Die beschriebene Bildverarbeitungseinrichtung weist somit eine Einrichtung
zum binären oder mehrwertigen digitalen Codieren
auf, die das digitale Codieren von Bildsignalen mittels
mehrerer Sätze von Schwellenwerten über eine einfache
und kompakte Schaltung ermöglicht, da die mehreren Sätze von
Schwellenwerten in einem Speicher gespeichert sind und
entsprechend dem die Bilddichte darstellenden Pegel des
Bildsignals gewählt werden.
Claims (12)
1. Bildverarbeitungseinrichtung mit einer Eingabeeinrichtung
zum Eingeben eines einen Dichtepegel eines Bilds repräsentierenden
Bildsignals, einer mehrere Datensätze speichernden
Speichereinrichtung, in der Daten für die Binär-
oder Mehrwert-Codierung jedes Dichtepegels des Bilds gespeichert
sind, und einer Adressiereinrichtung zum Adressieren
der Speichereinrichtung in Abhängigkeit von dem über die Eingabeeinrichtung
eingegebenen Bildsignal, dadurch gekennzeichnet,
daß die Speichereinrichtung (50, 60) durch das Bildsignal
oder durch ein durch Modifikation des Bildsignals gewonnenes
Signal adressiert wird und abhängig von dem Dichtepegel
des Bildsignals binär- oder mehrwert-codierte Ausgangs-Daten
abgibt, und daß die mehreren, in der Speichereinrichtung (50,
60) gespeicherten Datensätze Daten für die Binär- oder Mehrwert-
Codierung für jeden Dichtepegel des Bildsignals darstellen.
2. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (50, 60)
zur Neubespeicherung ausgelegt ist, so daß die gespeicherten
Daten durch andere Daten ersetzt werden können.
3. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung (42,
45, 46) eine Leseeinrichtung zum Lesen eines Vorlagenbilds
und zum Erzeugen eines den Bilddichtepegel repräsentierenden
Bildsignals aufweist.
4. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung
(42, 45, 46) zur Erzeugung eines den Dichtepegel
des Bilds darstellenden digitalen Signals mit mehreren Bits
ausgelegt ist.
5. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wähleinrichtung
(48, 49; 61, 65; 72, 76) zum Wählen einer Verarbeitungsart
für das Bildsignal vorgesehen ist, daß die
Adressiereinrichtung (51) die Speichereinrichtung (50; 60)
unter Heranziehung sowohl des über die Eingabeeinrichtung
eingegebenen Bildsignals als auch eines Wählsignals der
Wähleinrichtung als Adreßdaten für die Speichereinrichtung
adressiert, und daß die Speichereinrichtung zur selektiven
Abgabe der binär- oder mehrwert-codierten Daten entsprechend
dem Dichtepegel des Bilds in Abhängigkeit von der
Adressierung mittels der Adressiereinrichtung und entsprechend
der über die Wähleinrichtung gewählten Betriebsart
ausgelegt ist.
6. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtung zur Einstellung
der Dichte des Ausgabe-Bildsignals ausgelegt ist.
7. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Speichereinrichtung in Abhängigkeit vom Adressenzugriff der
Adressiereinrichtung zur Ausgabe mehrerer binär- oder mehrwert-
codierter Daten entsprechend einem Dichtepegel des
Bilds ausgebildet ist.
8. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet
durch eine Wähleinrichtung zum Wählen eines der
mehreren von der Speichereinrichtung abgegebenen Daten.
9. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 7 oder
8, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung zur
gleichzeitigen Ausgabe mehrerer binär- oder mehrwert-codierter
Daten ausgelegt ist.
10. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umsetzeinrichtung
(70) zum Umsetzen einer Charakteristik des
von der Eingabeeinrichtung zugeführten Bildsignals vorgesehen
ist, daß die Adressiereinrichtung die Speichereinrichtung
unter Heranziehung des über die Eingabeeinrichtung eingegebenen
und durch die Umsetzeinrichtung umgesetzten digitalen
Bildsignals als Adreßdaten für die Speichereinrichtung
adressiert.
11. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umsetzeinrichtung (70) zur
Durchführung mehrerer Charakteristikumsetzvorgänge ausgebildet
ist.
12. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Zähleinrichtung zum Zählen eines Synchronisationssignals,
das mit dem über die Eingabeeinrichtung eingegebenen Bildsignal
synchronisiert ist, vorhanden ist, und daß die Adressiereinrichtung
die Speichereinrichtung auf der Basis des
Zählstands der Zähleinrichtung und des über die Eingabeeinrichtung
eingegebenen Bildsignals als Adreßdaten für die
Speichereinrichtung direkt adressiert.
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