DE3505796A1 - Verfahren zum verdichten von bildsignalen - Google Patents

Description

Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd., 1-1, Tenjinkitamachi, Teranouchi-Agaru 4-chome, Horikawa Dori, Kamikyo-ku, Kyoto, Japan

Verfahren zum Verdichten von Bildsignalen

Verfahren zum Verdichten von Bildsignalen, die durch Abtasten einer farbigen Vorlage mittels einer Vorrichtung zum Abtasten und Wiedergeben von Bildern, etwa einem Farbscanner, gewonnen wurden.

Bei einer derartigen Farbvorlage sind eine Vielzahl von Tönen vorhanden. Bei einem digitalisierten Bild muß eine Darstellung der Signale möglich sein mit nicht weniger als 200 Tönen (8 Bits) für jede der Primärfarben, d.h. rot (R), grün (G) und blau (B) oder für jede der Druckfarben zyan (C), magenta (M), gelb (Y) und schwarz (K).

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BOEHMERT & BOEHMFFT

Es ist daher für jedes Bildelement eine so große Anzahl von Bit erforderlich, daß die Speicherkapazität des Speichers bei Speichern von Bildelementen eines bestimmten Abtastgebietes in einem Speicher für jeden Farbauszug über das ganze Abtastgebiet, sehr groß sein muß. Um die Gesamtspeicherkapazität bei dem Abtasten von Farbbildern klein zu halten, wird ein Abtastabstand bei dem Gewinnen der Bildsignale gewählt, der eine natürliche Wiedergabe für das menschliche Auge gerade noch ermöglicht. Die Korrelation zwischen benachbarten Bildelementen ist entsprechend nicht so eng oder hoch, auch bei Verdichten der Bildsignale jeden Bildes von Farbauszügen in R, G, B oder C, M, Y, K ist es gewohnlich schwierig, das Verdichtungsverhältnis zu verbessern, ohne eine optisch schlechte Wiedergabe des Bildes zu bewirken.

Von der Anmelderin wurde bereits ein Verfahren zum Aufzeichnen von Farbvorlagen vorgeschlagen, bei dem die Kapazietät des Speichers auf ein bestimmtes Ausmaß beschränkt wird, ohne die optische Qualität zu verschlechtern, diese ist in der JP-OS 55-22708 (basierend auf der japanischen Patentanmeldung 53-94507) offenbart. Nach diesen bekannten Verfahren wird ein zweidimensionales Verdichten und eine zweidimensionale Wiedergabe durchgeführt in Bezug auf die Farbvorlage, wobei der Umstand genutzt wird, daß das menschliche Auge Schwankungen der Helligkeit in einem kleinen Abstand sehr viel besser unterscheiden kann als die Variation von Farbe in einem solchen kleinen Abschnitt.

Die bekannten Verfahren betreffen mit anderen Worten ein Verfahren zum Verdichten von Bildsignalen und ein

BOEHMERT & BOEHMERT

Verfahren zu deren Reproduktion, bei dem wenigstens eines der Signale der Farbvorlage (typischerweise ein die Helligkeit darstellender Wert) unverändert gelassen wird, während die anderen Digital-Signale ausgeschieden werden, um in einer vorgegebenen Beziehung gespeichert zu werden.

Unter Bezugnahme auf ein Verfahren zum Verdichten jedes Bildes von vier Farbplatten C, M, Y, K, wie dies in der japanischen Offenlegungsschrift 55-22708 offenbart ist, zeigt Figur 1 ein Bild, in dem das Signal der Farbplatte M verwendet wird als Helligkeitswert, da dieses Signal dem menschlichen Auge relativ nahe ist, während in Bezug auf die anderen Signale der Farbplatten C, Y, K lediglich ein repräsentatives Bildelement aus einer Mehrzahl von Bildelementen eines zu verdichtendes Gebiets von 2x2 Bildelementen, die zur Führung der Signale bestimmt sind, wobei die verbleibenden Bildelemente ausgeschieden werden, um die Signale der Färb- -^ platten C, Y, K zu führen, so daß lediglich das Signal der Farbplatte M entsprechend dem Helligkeitswert gleichgelassen wird für jedes Bildelement.

In diesem Zusammenhang hat das Signal der Farbplatte M entsprechend dem Helligkeitswert Informationen von 8 Bits, ob es ein repräsentatives Bildelement oder ein anderes Bildelement ist.

Für die Reproduktionen von Signalen von Farbplatten C, Y, K die - anders als das repräsentative Bildelement vernachlässigt worden sind, werden Indizes (00), (01), (10), (11) festgesetzt, die die räumliche Beziehung der Bildelemente zueinander angeben, in diesem Fall sind die folgenden Gleichungen anwendbar. Die Position des

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Bildelementes (01) kann auf folgende Weise erhalten werden:

C01	= coo	+ Mq1	- «οο
«01	= «01	= «00	- «οι
Y01	= γοο	+ «01	- «οο
K01	- κοο	+ «01	- MOO

OO

Dieses Verfahren zur Reproduktion ist mit jedem zu verdichtenden Gebiet durchzuführen, soweit die Variation dieses Gebietes betroffen ist. Der Faktor ¹¹Mq₁ - Mqq", der obigen vier Gleichungen gemeinsam ist, zeigt die Differenz der Helligkeit zwischen den Orten von zwei Bildelementen, das Verfahren hat den Vorteil, mit jeder kleinen Einheit des Bildelementes durchgeführt zu werden.

Obwohl die obigen Gleichungen einen Fall zeigen, in denen die repräsentativen Bildelemente Cqq, Yqq und Kqq verwendet werden für die Berechnung von Cq₁, Yq₁ und Kq₁ , ist es auch möglich, einen Interpolationswert zu verwenden, der basierend auf den Werten der repräsentativen Elemente von vier Ecken des zu gewinnenden Bildelementes erhalten wurde, dies ist in der obigen erwähnten japanischen Offenlegungsschrift 55-22708 beschrieben. Eine eingehendere Beschreibung dieses Verfahrens wird hier nicht vorgenommen, da sie nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

Nach diesem Verfahren wird die Farbinformation lediglich des repräsentativen Bildelementes jeden zu verdichtenden Gebietes gegeben, während die Information der anderen Bildelemente vernachlässigt wird, wodurch die Speicherkapazität stark gemindert wird. Beim Spei-

BOEHMERT & BOEHMEKT.

ehern jedes Bildsignales C, M, Y, K mit einer Information von 8 Bits für das Bildelement der zu verdichtenden Region von 2x2, wird gewöhnlich eine Speicherkapazität von 2x2 Bildelementen χ 4 Farben =16 Bytes erforderlich, durch Vernachlässigen der Bildsignale C, Y, K in den Bildelementen, die nicht das repräsentative Element sind, wird die Speicherkapazität eines Speichers auf 2 Bildelemente χ Helligkeitswert + 3 Farben = 7 Bytes reduziert.

Bei dem erwähnten Verfahren werden also die Bildsignale der Platten C, Y, K vernachlässigt oder um 1/4 reduziert (in dem Fall, daß eine zu kondensierte Einheit aus 3x3 Bildelementen besteht, werden die Signale um 1/9 reduziert) ist die Verdichtung nicht ausreichend, da die Bildsignale der Platten C, M, Y, K als Ganzes insoweit als das die Helligkeit wiedergebende Signal der Platte M für alle Bildelemente erhalten bleibt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren zum Kondensieren eines Bildsignales zu schaffen, in dem die durchschnittliche Anzahl von Bits pro Bildelement des die Helligkeit eines zu verdichtenden Einheitsbereiches darstellenden Signals reduziert werden kann, ohne daß die Betrachtung des wiedergegebenen Farbbildes durch das menschliche Auge beeinträchtigt wird, wobei die Verdichtung der Speicherkapazität, die bei dem Stand der Technik nicht zufriedenstellend ist, verbessert wird.

Die genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Verdichten von Bildsignalen bei dem von den Farbauszugssignalen lediglich das die Helligkeit repräsentierende Signal (im folgenden als "Helligkeitswert"

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_/_ 3505798

bezeichnet) nicht vernachlässigt wird, während die anderen Signale vernachlässigt werden unter Beibehaltung einer vorgegebenen Beziehung, wobei der Vorteil genutzt wird, daß eine Korrelation (Redundanz) zwischen jedem der Helligkeitswerte aus einer Vielzahl von Bildelementen in dem zu kondensierenden Bereich besteht, obwohl der Abtastabstand so groß gewählt worden ist, daß er gerade noch keine Beeinträchtigung durch das menschliche Auge mit sich bringt. Dabei wird der Helligkeitswert codiert, um die durchschnittliche Anzahl von Bit pro Bildelementen zu reduzieren, wodurch ein verdichtetes Bildsignal gewonnen wird.

Erfindungsgemäß wird also ein Verfahren zum Verdichten von Bildsignalen geschaffen, in dem ein zu verdichtender Einheitsbereich aus einer Vielzahl von Bildelementen geschaffen wird, alle aus einer Vielzahl von den Farbsignalen entsprechenden, zum Zeitpunkt der Reproduktion des Farbbildes erforderlichen Bildsignale durch repräsentative Bildelemente des zu verdichtenden Gebietes erhalten werden, und nur das einem Helligkeitssignal aus der Vielzahl von Bildsignalen von jedem Bildelement, das nicht das repräsentative Bildelement des zu verdichtenden Gebietes ist, erhalten wird, so daß die Gesamtanzahl von Bits des durch Abtasten einer Vorlage erhaltenden Bildsignals reduziert werden kann, wobei das Verfahren zum Kondensieren von Bildsignalen dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens der Wert des dem Helligkeitssignal entsprechenden Bildsignals, der von einem Bildelement, das nicht ein repräsentatives Bildelement in dem zu verdichtenden Gebiet ist, erhalten wird und ein codierter Wert ist.

Durch ein derartiges Verfahren wird die Verdichtung des

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Bildsignales als Ganzes deutlich verbessert, da das die Helligkeit darstellende Bildsignal (das bei dem bekannten Verfahren für jedes Bildelement der Farbvorlage erhalten wird) verdichtet wird, wobei die Qualität des Bildes für praktische Verwendung ausreichend ist.

Dabei wird nach der Erfindung neben der Vernachlässigung von Bildsignalen, die nicht den Helligkeitswert wiedergeben, bei weiterer Durchführung der Verdichtung in bezug auf den Helligkeitswert eine ausreichende Verdichtung bewirkt.

Da die Verdichtung basierend auf der Korrelation der Helligkeitswerte zwischen benachbarten Bildelementen ausgeführt wird, ist eine geringere Möglichkeit einer negativen Beeinflußung der Einzelheiten in dem zu verdichtenden Gebiet gegeben, eine exakte Reproduktion wird auch in Bezug auf den Ton durchgeführt, wodurch ein Bild hergestellt werden kann, das mit der Vorlage weitgehend übereinstimmt.

Da das Verdichten und die Reproduktion unabhängig voneinander für jedes zu verdichtende Gebiet durchgeführt wird, wenn eine graphische Darstellung oder ein Muster aus der Vorlage entnommen wird unter Bildung eines zu verdichtenden Gebietes als Grundeinheit, wird das Bild des gesonderten Abschnitts exakt reproduziert einfach basierend auf dem gesonderten Abschnitt auf dieselbe Weise wie bei dem bekannten Verfahren, wobei durch Setzen des zu verdichtenden Einheitsbereiches auf eine kleine Bildeinheit für die Ausgabe das erfindungsgemäße Verfahren einen Vorteil in der Geschwindigkeit der Wiedergabe entsprechend der Verdichtung ermöglicht.

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AO

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert wird. Dabei zeigt:

Fig. 1 das bekannte Verfahren zum Verdichten von Bildsignalen nach einer typischen Ausführungsform,

Fig. 2 ein Verfahren zum Verdichten des Bildsignals, bei dem ein vorhersagendes Codierverfahren angewandt wird als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 ein Beispiel einer Übertragungscharakteristik für die Anwendung einer nichtlinearen Quantifizierung unter Berücksichtigung eines vorhersagbaren Fehlersignals;

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel, wobei ein Bildsignal unter Verwendung der Übertragungscharakteristik von Figur 3 reproduziert wird;

Fig. 5 ein Beispiel auf das eine Hadamard-Wandlung in zwei Spalten und zwei Reihen als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung angewandt wird;

Fig. 6 ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verdichten des Bildsignals wiedergibt;

BOEHMERT & BOEHMERT

Fig. 7 eine Ausführungsform eines Verdichtungsschaltkreises unter Verwendung der nicht-linearen Quantifizierung;

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel eines Verdichtungsschaltkreises unter Verwendung der Hadamard-Wandlung; und

Fig. 9 jeweils Ausführungsformen der den Figu- und 10 ren 7 und 8 entsprechenden Reproduktionsschaltkreisen.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden jetzt verschiedene Ausführungsformen des Verfahrens zum Kondensieren von Bildsignalen nach der Erfindung im einzelnen beschrieben.

Wie oben erwähnt, werden die Bildsignale erfindungsgemäß verdichtet unter Einbeziehung des Helligkeitswertes und Nutzung der Redundanz zwischen Helligkeitswerten in einer Mehrzahl von Bildelementen in dem zu verdichtenden Bereich. Davon ausgehend zeigt Figur 2 einen typischen Zustand von erfindungsgemäß verdichteten Bildsignalen, wobei die Signale C, M, Y, K der repräsentativen Bildpunkte jedes zu verdichtenden Einheitsgebietes dieselben sind, wie dies bei dem in Figur 1 gezeigten Verfahren der Fall ist. Die Indizes (00), (01), (10), (11) zeigen das Positionsverhältnis mit deren jeweiligen repräsentativen Bildelementen in derselben Weise wie in Figur 1. Die Bildelemente, die nicht repräsentative Bildelemente sind, werden nach Gewinnung der Differenz zwischen dem Helligkeitswert jeden Bildelements und dem des repräsentativen Bildelements durch

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Anwendung einer nicht-linearen Quantifizierungs-Charakteristik auf das Differenzsignal verdichtet. Dabei wird das für jedes Bildelement gewonnene Differenzsignal mit ^mO1 ^{= M}01 " ^M00' ^m10 ^{= M}10 ~ ^M00 ^{und m}11 ^{= M}11 ~ ^M00' was den vorhersagbaren Fehlern entspricht. Wenn eine Redundanz zwischen Mqq, Mq-j, ^m10' ^M11 besteht, werden die Signale trqi, πι-jq, m^ meist klein, entsprechend wird die Verdichtung ausgeführt durch Anwenden einer nicht-linearen Quantifizierung auf die vorhersehbaren Fehler rag^, m-|Q, m-|i, die umzuformen sind in m'g-j, ^m'i 0' ^m'i 1 ·

In diesen Zusammenhang ist es üblich, eine Codierung von variabler Länge zu verwenden, da aber angenommen wird, daß die Separation von jedem möglichen Ort im Verhältnis zu der Vorlage ein wichtiger Faktor dieses Ausführungsbeispieles ist, wird im folgenden eine Codierung von vorgegebener Länge als Beispiel angegeben.

Figur 3 zeigt die Übertragungscharakteristik für nichtlineare Quantifizierung, wobei die Differenzen in Stufen kleiner werden, wenn die vorhersehbaren Fehlersignale mg.], m^Q, m.| .j ungefähr Null sind und die repräsentativen Werte In¹Qi, ^m'i0' ^m*11 ^m^*~ 9^r°Beren Differenzen in Stufen versehen sind, wenn sie sich von Null entfernen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Gesamtanzahl von Schritten weit geringer als der gesamte Tonwert, was bedeutet, daß die Anzahl von Bits um dieses Ausmaß reduziert wird. Unter Bezugnahme auf Figur 4 wird die Reproduktion bei Vorsehung der unten beschriebenen nicht-linearen Quantifizierungen erläutert.

In dem Abschnitt (A) von Figur 4, wo die Variation des Tones gering ist, da der vorhersehbare Fehler klein

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Kb

ist, können die vorbereiteten repräsentativen Werte in einer richtigen und genauen Weise reproduziert werden. In dem Abschnitt (B) dagegen, wo die Variation des Tones plötzlich ist, da der vorhersehbare Fehler groß ist, kann die Abweichung von dem unmittelbar benachbarten repräsentiven Wert groß sein, der reproduzierte Wert ist daher ein wenig von der Vorlage abweichend. Wenn der vorhersehbare Fehler zu groß ist, wie es geschehen kann, wenn der repräsentative Wert nicht vorbereitet ist, wird die Abweichung von dem repräsentativen Wert größer. In der Charakteristik der nicht-linearen Quantifizierung, die in Figur 3 gezeigt wird, sind die repräsentativen Werte nahe einem bestimmten Wert, da die repräsentativen Werte m'₀₁, m'io ^{mit 5 Bits} (³² Stufen) festgelegt werden und der Wert m'-|i mit 6 Bit (64 Stufen) angegeben wird, wenn die absoluten Werte der vorhersehbaren Fehler in Bezug auf die Werte Hn¹Q₁, m'iQ besonders groß sind. Da die Positionen (01), (10) näher zu der Position (00) des repräsentativen Bildwertes sind als die Position (11) in dem zu verdichtenden Einheitsgebiet, geschieht es selten, daß die repräsentativen Werte einander nahe sind.

Obwohl die Helligkeitswerte Mq₁, M₁Q, M₁₁, die nicht das repräsentative Bildelement sind, nicht verdichtet sind, sind jeweils 8 Bit erforderlich, so daß die totale Anzahl von Bits 3 Bytes sind, die Gesamtzahl von Bits wird auf die Werte m'gi (5 Bits) m'-jg (5 Bits), m'i1 (6 Bits) durch deren Codierung verdichtet, was bedeutet, daß lediglich 2 Bytes ausreichend sind für die Speicherkapazität.

Unter Bezugnahme auf Figur 5 soll jetzt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden.

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4M

In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Hadamard-Wandlung in zwei Spalten und Reihen verwendet, um die Helligkeitswerte durch Codieren zu verdichten. Vorausgesetzt, daß M ein Helligkeitswert vor der Wandlung ist, daß m ein Helligkeitswert nach der Wandlung ist und daß die Indizes., ein räumliches Verhältnis zwischen der Position jedes der zu verdichtenden Einheitsbereiche (2x2 Bildelemente) und die Position (00) die des repräsentativen Elements ist, ist es bekannt, daß die zweidimensionale Hadamard-Wandlung in die folgende eindimensionale Hadamard-Wandlung reduziert werden kann:

^m(00) ^M(00) ⁺¹# ⁺¹# ⁺¹' ^{+1 M}(00)

^m(01) ^M(01) ⁺¹' "¹' ⁺¹ ' ~^{1 M}(01)

^m(10) ⁼J ⁽V ^M(10) ⁼J +1, +1, -1, -1 M₍₁₀)

^m( 11 ) "(11) +1,-1,-1,+I M/ -j -j \

Mit Bezug auf die neuen Helligkeitswerte ni/nn», ^m(oi)» ^m(10)' ^m(11)' ^^^e durch obige Gleichungen ermittelt worden sind, ist es bekannt, daß diese eine enge Korrelation mit den Originalwerten M/qq\, ^m(01)' ^m(10)' M/.j-|\ haben, wobei die Gesamtanzahl der zur Darstellung der Werte m/gn), ^m(01)' ^m(10)' ^m(11) erforderlichen Bits geringer sein kann als die Gesamtzahl von Bits, die notwendig ist, um die Werte M/qq\, M(Oi)' "(10)' M/.J1 j darzustellen sind. Das Ausmaß dieser Reduktion hängt von der Intensität der Korrelation zwischen den Werten M/qq\, M/q-jw M/^qv, M/^» ab, bei einem durch Abtastung unter Verwendung eines Farbscanners für graphische Drucke gelesenen Farbbildern ist der Koeffizient der Korrelation nicht immer hoch, um eine bestimmte Qualität zu haben, die für die praktische Verwendung ausreicht, sind wenigstens 8 Bits, erforderlich

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für den Wert ni(Qg), 6 Bits für den Wert m ^ -j -j j und 5 Bits für die Werte m^₀₁j und m^g)·

Um die Originalwerte M^qqj, ^m(01)» ^m(10)' ^m(11) rend auf den Werten πι/qqj, m / q -j j , ^m(-]0)r ^m(ii) ^{zu re}~ produzieren unter Verwendung der Orthogonalität des Walsh'en Koeffizienten, der bei der Hadamard-Wandlung verwendet wird, werden diese leicht auf folgende Weise erhalten:

^m(00) ^M(00) ⁺¹' ⁺¹' ⁺¹' ^{+1 M}(00)

^m(01)_ ^M(01)_ ⁺¹» ~¹' ⁺¹' "^{1 M}(01)

^m(10) " J ^{4 M}(10) ~ J ⁺¹' ⁺¹» -¹' ~^{1 M}(10)

m₍₁₁₎ Men) +1, -1, -1, +1 M₍₁₁ )

In diesem Zusammenhang ist zu. beachten, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf solche Signale beschränkt ist, obwohl das obige Ausführungsbeispiel beschrieben ist anhand der Signale von vier Farbplatten C, M, Y, K, es ist weiter anwendbar auf die Signale, die in drei Farben R, G, B separiert sind, in diesem Fall wird das Auszugssignal der Farbe G als die Helligkeit wiedergebendes Signal verwendet.

Obwohl das obige Ausführungsbeispiel beschrieben wurde anhand eines zu verdichtenden Einheitsbereiches mit 2 χ 2 Bildelementen, ist es natürlich auch möglich, den zu verdichtenden Einheitsbereich der Bildelemente mit 3 χ 3, 4 χ 4 Bildelementen usw. zu wählen.

Figur 6 zeigt ein Blockdiagramm, wobei das erfindungsgemäße Verfahren bei einem Layout Scannersystem beispielhaft verwendet wird, wobei das System in einen Teil 1 zum Abtasten der Vorlage (im folgenden "Vorlage-

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abtastteil") und einen Teil 2 zum Aufzeichnen (im folgenden "Aufzeichnungsteil") aufgeteilt ist. Der Vorlageabtastteil 1 weist einen Vorlagezylinder 3, einen Motor 4, durch den der Zylinder 3 in der Hauptabtastrichtung gedreht wird, einen Drehwinkelcodierer 5 zum Erfassen des Drehwinkels des Zylinders 3, einen Umdrehungscodierer 6 zum Feststellen jeder Drehung des Zylinders 3, einen Abtastkopf 7 zum Abtasten der auf dem Zylinder 3 aufgebrachten Farbvorlage, eine Führungsspindel 3 zum Bewegen des Abtastkopfes 7 in der Unterabtastrichtung und einen Antriebsmotor 9 zum Drehen der Führungsspindel 8 auf.

Auf fast dieselbe Art und Weise wie der Vorlageabtastteil 1 weist der Aufzeichnungsteil 2 einen Aufzeichnungszylinder 10, einen Motor 11, durch den der Zylinder 1 0 in der Hauptabtastrichtung gedreht wird, einen Drehwinkelcodierer 12 zur Feststellung des Drehwinkels des Zylinders 10, einen Umdrehungscodierer 13 zur Feststellung jeder Umdrehung des Zylinders 10, einen Aufzeichnungskopf 14 zum Aufzeichnen des reproduzierten Bildes auf einem auf dem Zylinder 10 angeordneten Film oder dergleichen, eine Führungsspindel 15 zum Bewegen des Aufzeichnungskopfes 14 in der Unterabtastrichtung und einen Antriebsmotor 16 zum Drehen der Führungsspindel 15 auf.

Eine Farbseparationseinheit 17 ist auf dem Abtastkopf 7 vorgesehen, die Farbauszugseinheit 10 gibt ein durch Abtasten in der farbigen Vorlage gewonnenes Bildsignal in Form von drei Farbauszugssignalen, nämlich beispielsweise rot (R), grün (G) und blau (B) und ein unscharfes Signal (U) ab. Die drei Farbauszugssignale (R, G, B) und das unscharfe .Signal (U), die von der

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Farbseparationseinheit in einen Tonrechenkreis 18 eingegeben werden, werden nach einer Reihe von erforderlichen Berechnungen wie logarithmischer Wandlung, Farbkorrektur, Tonkorrektur, Detailverstärkung oder Vergrößerung als vier Farbdrucksignale zyan (C), magenta (M), gelb (Y) und schwarz (K), die der Menge der Drucktinte jeder Farbe entspricht, ausgegeben, so daß der Ton der Vorlage auf dem Druckerzeugnis wiedergegeben wird.

Währenddessen erzeugt ein Taktimpulsgeber 26 einen Taktimpuls (P-] ) und einen Umdrehungsimpuls (P₂) entsprechend den Ausgangsimpulssignalen des Drehwinkelcodierers 5 und des ümdrehungscodierers 6.

Wenn ein Signal der Platte M entsprechend der ersten Abtastlinie von dem Tonrechenkreis 18 ausgegeben wird nach Digitalisierung durch einen Analog/Digital-Wandler 20 entsprechend der Taktimpulse P-j in Übereinstimmung mit dem Abtastabstand der Bildelemente in der Hauptabtastrichtung, wird ein Signal in einen Pufferspeicher (first in first out) in sequentieller Reihenfolge über einen Schalter 21 eingelesen.

Signale der Platten C, Y und K, die von dem Tonrechenkreis 18 ausgegeben sind, werden doppelt so häufig ausgegeben wie das Signal der Platte M und werden in einen Multiplexer 24 eingegeben. Da der Multiplexer 24 so gesteuert wird, daß er nicht von dem Umdrehungsimpuls betätigt wird während der Zeit, wenn das Signal der Platte M in dem Pufferspeicher 22 eingelesen wird, werden die Signale der Platten C, Y, K, die eine Abtastlinie entsprechen, abgeschnitten.

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Wenn das Signal der Platte M entsprechend der zweiten Abtastlinie von dem Tonrechenkreis 18 über einen Analog/Digital-Wandler 19 ausgegeben wird, da der Schalter 21 durch den Umdrehungsimpuls P2 eingeschaltet wird, wird das Signal M direkt einem unten beschriebenen Verdichtungskreis 23 eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt werden die Signale der Platte M der Abtastlinie in den Verdichterkreis 23 eingegeben unmittelbar bevor sie in den Pufferspeicher 22 eingelesen werden, wobei die Reihenfolge des Einlesens synchron mit dem Signal der Platte M, welche jeweils in den Verdichterkreis 23 eingegeben wird, ist, entsprechend werden die Signale der Platte M entsprechend einem Paar von Bildelementen, die in der Nebenabtastrichtung benachbart sind, beider Abtastzeilen in den Verdichterkreis 23 in Form eines Paares eingegeben. In diesem Verdichterkreis 23 wird jedesmal, wenn die Signale der Platte M entsprechend den Bildelementen des zu verdichtenden Einheitsbereiches von beispielsweise 2x2 Elementen sind, ein Paar gebildet, wobei das Codieren durch Verwendung der nicht-linearen Quantifizierung oder durch Hadamard-Wandlung durchgeführt wird und dem Multiplexer 24 zugeführt.

Da die Signale der Platten C, Y, K dem Multiplexer 24 eingegeben werden, und zwar doppelt so viele, wie es dem Abtastabstand der Bildelemente in der Abtastrichtung entspricht, bilden die von dem Multiplexer 24 ausgegebenen Bildsignale einen Satz von Signalen Mqq, ^m'01' ^m'i0' ^m'i1» ^C00' ^Y00' ^K00 ^oder einen Satz von Signalen m₍₀₀₎, m₍₀₁₎, m_(1Oj, m₍₁₁), C₀₀; diese werden eines nach dem anderem in einen Bildspeicher 29, etwa einer Magnetplatte, über einen Pufferspeicher 25 eingelesen.

BOEHMERT & BOHHMERT _:

Figur 7 ist ein Blockdiagramm/ welches ein Beispiel des Verdichtens des Bildsignals durch ein Verfahren der nicht-linearen Quantifizierung verdeutlicht. Das parallel dem Verdichterkreis 23 von dem Pufferspeicher 22 und dem Analog/Digital-Wandler 19 über den Schalter 21 eingegebene Signal in der Platte M wird Datenselektoren 4Oi und 4O₂ zugeführt, von denen die Signale Mqq, Mq₁, M-J Q_f M-J-) des zu verdichtenden Einheitsgebietes parallel ausgegeben werden. Die Signale der Platte M werden sodann zwei Addierern 4I₁, 41₂, 413 eingegeben, so daß die vorhersagbaren Fehlersignalwerte (M₁₁ - M₀Q)» (^M1O - ^Moo)' (M₀-] - Mqq) berechnet werden. Zu diesem Zeitpunkt werden die Datenselektoren 40-j, 4O₂ eingeschaltet, in zeitlicher Abstimmung mit dem Abtastabstand des abzutastenden Bildelements, die Signale Mqq, Mq₁, M₁Q, M₁₁ der M-Platte werden nicht simultan ausgegeben. Dieser Nachteil wird jedoch durch ein geeignetes Vorsehen der gezeigten Datenselektoren 4O₁, 4O₂ überwunden, die einen Sample and Hold Schaltkreis oder eine Verzögerungseinrichtung bilden.

Die vorhersehbaren Fehlersignalwerte M₁₁ - Mqq, M₁Q-Mq₀, Mq₁ - Mq₀, die von den Addierern 4I₁, 41₂, 41₃ ausgegeben werden, werden sodann Tafelspeichern 42₁ , 42₂ bzw. 42-j zugeführt als Adressensignale, von den Speichern 42-|, 42₂, 42g werden die repräsentativen Werte m'11, ^m'io^{f m}'oi ^w^^e °b^en unter Bezugnahme auf Figur 3 dargestellt ausgegeben.

Die repräsentativen Werte, in denen m¹^ durch 6 Bits und Hi¹Q₁, m'.|Q wie oben beschrieben in 5 Bits und das Signal Mq₀ in 8 Bits dargestellt sind, werden von dem sample- and hold-Schaltkreis 43 einem Multiplexer 44

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zugeführt, von dem ein verdichtetes Bildsignal m von insgesamt 24 Bits (= 3 Bytes) zu einem Zeitpunkt entsprechend des Abtastens des zu verdichtenden Einheitsbereiches ausgegebene wird.

Figur 8 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform, in der das Bildsignal mittels der Hadamard-Wandlung verdichtet wird. Das Signal der Platte M, das parallel Datenselektoren 45-j, 45₂ des Verdichterkreises 23 von dem Pufferspeicher 22 und dem Analog/Digital-Wandler 19 über den Schalter 21 eingegeben wird, wird von den Datenselektoren 4S₁ , 45₂ als Signale Mf₀₀), ^M(01)' M(IQ)₁ ^M(11) ^^er Platte M in jedem zu verdichtenden Einheitsbereich auf die gleiche Weise wie in Figur 7 gezeigt, ausgegeben. Diese Signale der Platte M werden sodann jedem Addiersubtrahierer (nachfolgend "Addierer" genannt) 46-| ... 464 jeweils zu einem Paar zusammengeführt, von den Addierern 4O₁ ... 46₄ werden Signalwerte ^M(10) - ^M(11)' ^M(10) ^{+ M}(11)' ^M(00) * ^M(01)' ^M(00) ⁺ M/g-] 1 ausgegeben. Die Ausgangssignalwerte bilden den Eingang von Addierern 47-j ... 47^ unter weiterer Zusammenführung zu einem Paar, von den Addierern 47-| ... 47^ werden Signalwerte Mzqqj - MzQ₁» - Mz-j ₀) + M/^» = 2 m (11)' ^M(00) - ^M(01) ^{+ M}(10) ^{+ M}(11)^{= 2 m} (01)' ^M(00) ^{+ M}(01) - ^M(10) - ^M(11) = ^{2 m}(10)' ^M(00) ^{+ M}(01) ^{+ M}(10) + Mz-i^x = 2 mzQQj ausgegeben.

Da die Signale Mzqq», Mzq-jv, Mz^qj, Mz₁₁* Bildsignale von 8 Bits sind, sind die durch Addieren (Subtrahieren) der Signalwerte erhaltenen Werte möglicherweise 10 Bits lang.

In diesem Zusammenhang entspricht eine Gleichung m/QQ\ = 1/2 (Mz₀₀) + M(₀₁₎ + M₍₁₀₎ + M₍₁₁₎) dem durchschnitt-

BOEHMERT & BOEHMEFT

2Λ

lichen Ton der jeweiligen Töne der Signale M(OO)' ^M(01)' ^M(10)' ^M(11)' ^es ^^s^ daher erforderlich, wenigstens eine Kapazität zur Darstellung des Tones in einer Stufung zu haben, die der des Originalsignals entspricht. Zu diesem Zweck werden die geringstwertigen Bits durch einen Bitreduktionskreis 48^ abgeschnitten, die 8 höchstwertigen Bits werden einem Multiplexer 49 als Wert iiiqq zugeführt. Da jeweils zwei der Werte ^M(00)' ^M(01)' ^M(10)' ^M(11) ^{addiert und die} verbleibenden beiden Werte subtrahiert werden, sind die Werte ^m(01)' ^m(10)' ^m(11) ⁿ*^ckt ^so gr°^ß/ wenn eine bestimmte Korrelation zwischen den Werten M/qq\, M/qi)/ M(IO)' Mz-Ji \ besteht, wie es der Fall ist bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Entsprechend werden bei dieser Ausführungform die höherwertigen Bits weggeschnitten nach Durchführung des Schrittes der Substitution durch einen bestimmten Wert, wenn die Werte πι/qi \, ^mM o)^{f m}(11) 9^r°ßer sind als ein bestimmter Wert, in Bitreduktionsschaltkreisen 48-|, 48₂ werden die fünf geringstwertigen Bits einem Multiplexer 49 als Wert m/^\ bzw. m#q-j \ zugeführt, während ein Bittreduktionsschaltkreis 48₃ die sechs geringstwertigen Bits einem Multiplexer 49 als Wert ni/^Q» zuführt. Da die Reduktion der Anzahl von Bits in Bezug auf die unteren 5 Bits und die höheren 5 Bits in diesem Zusammenhang entschieden wird entsprechend der Korrelation zwischen den Werten M,qq», M/q^j, M/^q», M/^\, wenn 10 Bits durch das Addieren und Subtrahieren der Werte ^M(00)' ^M(01)' ^M(10)' ^M(11) ^ernalten werden, ist es auch möglich, daß die Werte ni/^\, πι/qi» die mittleren 5 Bits sind durch Abschneiden des geringstwertigen Bits und der 4 höchstwertigen Bits beispielsweise. Obwohl oben angegeben ist, daß bei Werten mjQi)' ^m(i0)' ^m(11)'

BOEHMERT & BOEHMHFT

die größer sind als ein bestimmter Wert, diese Werte durch den letzteren Wert ersetzt werden, ist es weiter möglich, eine Reduktion der Anzahl von Bits mittels eines Tafelspeichers für nicht-lineare Qualifizierung in derselben Weise wie bei dem obigen Ausführungsbeispiel zu bewirken.

Nach der Verdichtung der Bildsignale von einer Vielzahl von Vorlagen, die für jedes zu verdichtende Bild verdichtet sind und deren Einschreiben in einen Bildspeicher 27 in der oben beschriebenen Weise, wird ein Prozeß der Umordnung der Bilddaten durch jedes Muster entsprechend der Wiedergabeanordnung in dem Bildspeicher 27 oder in einem anderen Bildspeicher durch eine Ausgabeeinrichtung (nicht gezeigt) basierend auf der Anordnung des Layouts durchgeführt.

Sodann wird der Bildspeicher 27¹, in dem die derart bearbeiteten Bilddaten eingeschrieben worden sind, auf die Ausgangsseite gesetzt, die Aufzeichnung des Reproduktionsbildes wird gestartet.

Das über den Pufferspeicher 30 ausgelesene Bildsignal des verdichteten Einheitsbereiches wird, genauer gesagt, in die Signale der Platten C, Y, K und das verdichtete Bildsignal aufgeteilt, die Signale der Platten C, Y, K werden direkt einem Rechenkreis 33 der Farbauszugsplatte zugeführt, während das verdichtete Bildsignal (m) dem Rechenkreis 33 über eine Reproduktionseinheit 32 zugeführt wird. In dem Rechenkreis 33 der Farbauszugsplatte werden die Signale der vier Farben C, M, Y, K in jedes Bildelement unter Bildung des verdichteten Einheitsbereiches aufgeteilt, die Signale der vier Farbplatten entsprechend zwei Abtastlinien, beispiels-

BOEHMERT & BOEHMERT

weise, werden parallel einem Pufferspeicher 34 zugeführt. Der Pufferspeicher 34 weist wenigstens zwei Spaltenspeicher (first-in-first-out) auf, in den die Signale der vier Farbplatten entsprechend den aufzuzeichnenden Abtastlinien jetzt direkt einem anderen Ausgangssteuerkreis 35 ausgegeben werden, während die Signale der vier Farbplatten der Bildelemente entsprechend der aufzuzeichnenden Abtastlinie an dem folgenden Platz in dem Pufferspeicher 34 eingeschrieben werden.

Figuren 9 und 10 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Reproduktionseinheit 32 entsprechend den Figuren 7 bzw. 8.

Figur 9 verdeutlicht, daß bei Eingabe des Bildsignals (m), das auf 24 Bits (3 Bytes) verdichtet ist, dieses in das Signal Mqq und die Signal m'-j-j, m'iQ, In¹Qi ^en^~ sprechend dem repräsentativen Wert dieses mittels des Datenselektors 50 aufgeteilten Werten. Jedes Signal m'iir ^m'i0' ^mOi ^w^^r^ einem der Tabellenspeicher 51 ^, 512» bzw. 52ß als Adressignal zugeführt. Von den Tabellenspeichern 51-j, 512 und 513 werden die vorhersehbaren Fehlersignale M^ - Mqq, M-j q - Mqq, Mq-j - Mqq entsprechend der Signale n¹^, ^m'io/ ^m'oi jeweils ausgegeben, nach der Addition zu dem Signal Mqq wird der den Werten ^M11' ^M10' ^M01' ^M00 entsprechende Signalwert Addierern 52·,, 52₂, 52₃ der nächsten Stufe zugeführt.

In Figur 10 wird das auf 24 Bits (3 Bytes) verdichtete Bildsignal in Signale m^-j-jj, m^_1Oj, m^₀₁j, m^_OOj mittels eines Datenselektors 53 aufgeteilt, jedes der Signale m/f-jx, ffl/iQw ^m(01)' ^m(00) ^w;"-^r<3 ^a^^s Adressignal den Reproduktionstabellenspeichern 54-j, 542, 54^, 54^ der nächsten Stufe zugeführt, oder aber entweder das

BOEHMERT & BOEHMEFT

höchstwertige oder das geringswertige Bit wird jedem der Signale m (·]-j ) / ^m(i0)' ^m(01)' ^m(00) zugeführt oder aber beide dieser Bits werden diesem aufaddiert, sodann werden diese in ein auszugebendes 8 Bit Signal umgewandelt. In der nächsten Stufe werden die Ausgangssignale von den Reproduktionstabellenspeichern 54-| ... 544 einem Addier- oder Subtrahiervorgang unterzogen mittels der Addiersubtrahierer 55-, ... 55₄, 5O₁ ... 56₄ zur Reproduktion als Werte M^-j ■])/ ^M(1O)' ^M(01)' ^M(00)*

Da das Signal m^₀₀j einen Ton von 8 Bits als Durchschnittswert jeder der Signalwerte M(qq\, ^m(01)' ^μ(10)' M(i -j j hat, wie oben beschrieben, wird das Signal m(go) in Bezug auf die Reduktion von Bits geprüft in einem Addier- oder Subtrahierschritt, so daß die reproduzierten Werte M^qqj, ^M(01)' ^M(10)' ^M(11) natürlich auch einen Ton von 8 Bits haben.

Bei dem bekannten Verfahren werden, vorausgesetzt, daß der zu verdichtende Einheitsbereich aus vier Bildelementen zusammengesetzt ist, die Werte Mqq, Mq-j , M-jq, M^ durch jeweils 8 Bits, also insgesamt 4 Bytes wiedergegeben. Entsprechend der oben wiedergegebenen Ausführungsform beträgt die notwenige Anzahl von Bits bei Anwendung der vorhersagbaren Codierung 8 Bits für Mqq, 5 Bits jeweils für In¹Qi ^un<^ ^m'i0 ^un(^ ^ Bits für m'^, was 3 Bytes insgesamt ergibt. Im Fall der Anwendung von Umwandlungscodierung sind dies 8 Bits für πι/qq», 6 Bits für m# 1 -] \ und 5 Bits jeweils für m/n·]) und ^mq\ zusammen gleich 3 Bytes, was bedeutet, daß der Helligkeitswert insgesamt auf 3/4 gegenüber dem bekannten Verfahren verdichtet werden kann.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung

BOEHMERT & BOEHMEHT

sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

BOEKMERT £ BOEHMERY

Bezugszeichenliste

1	Vorlagenabtasttei1
2	Aufzeichnungsteil
3	Vorlage Zylinder
4	Motor
5	Drehwinkelcodierer
6	Umdrehungscodierer
7	Abtastkopf
8	Führungsspindel
9	Antriebsmotor
10	Aufzeichnungszylinder
11	Motor
12	Drehwinkelcodierer
13	Umdrehungscodierer
14	Aufzeichnungskopf
15	Führungsspindel
16	Antriebsmotor
17	Farbseparationseinheit
18	Tonrechenkreis
19	Analog/Digital-Wandler
20	Analog/Digital-Wandler
21	Schalter
22	Pufferspeicher
23	Verdichterkreis
24	Multiplexer
25	Pufferspeicher
27	Bildspeicher

BOEHMERT & 3OEHMEKf-

29	Bildspeicher
30	Pufferspeicher
13	Rechenkreis
32	Reproduktionseinheit
34	Pufferspeicher
35	Ausgabesteuerkreis
4O1	Datenselektor
4O2	Datenselektor
41I	Addierer
41 2	Addierer
413	Addierer
42I	Tafelspeicher
422	Tafelspeicher
423	Tafelspeicher
43	Sample and Hold-Schaltkreis
4S1	Datenselektor
452	Datenselektor
46I	Addierer
462	Addierer
463	Addierer
464	Addierer
47I	Addierer
47?	Addierer
473	Addierer
474	Addierer
48I	Reduktions-Schaltkreise
48?	Reduktions-Schaltkreise
48λ	Reduktions-Schaltkreise
484	Reduktions-Schaltkreise
49	Multiplexer
50	Datenselektor
5I1	Tabellenspeicher
51?	Tabellenspeicher
51,	Tabellenspeicher

BOßHMEST & BUEHMERT

52-j Addierer 52₉ Addierer 523 Addierer 53 Datenselektor

54-| Tabellenspeicher 54₂ Tabellenspeicher 543 Tabellenspeicher

54₄ Tabellenspeicher

55^ Addierer

552 Addierer

55₃ Addierer

55₄ Addierer 56-j Addierer

562 Addierer

56₃ Addierer

56₄ Addierer

-as -

Leerseite

Claims (3)

BOEHMERT & BOEHMERT : Ansprüche

1) Verfahren zum Kondensieren von Bildsignalen, wobei ein zu verdichtender Einheitsbereich aus einer Vielzahl von Bildelementen besteht, alle von einer Mehrzahl von Bildsignalen entsprechend der zum Zeitpunkt der Reproduktion der Farbvorlage erforderlichen Farbsignale durch repräsentative Bildelemente des zu verdichtenden Einheitsbereiches gehalten werden und nur das einem Helligkeitssignal entsprechende Bildsignal aus einer Vielzahl von Bildsignalen bei jedem Bildelement, das nicht das repräsentative Bildelement des zu verdichten- j

τ* den Einheitsgebietes ist, gehalten werden, so daß eine " Gesamtanzahl von Bits des durch Abtasten einer Farbvor- * lage erhaltenen Bildsignals reduziert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Wert des dem Helligkeitssignal entsprechenden Bildsignals, das durch die Bildelemente, die nicht das repräsentative Bildelement in dem zu verdichtenden Bereich ist, ein codierter Wert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine nicht-lineare Quantifizierung ausgeführt wird zum Codieren auf der Basis der Differenz zwischen den dem Helligkeitssignal des repräsentativen Bildelements entsprechenden Bildsignals in jedem zu verdichtenden Einheitsgebiet und den dem Helligkeitssignal des BiId-

BOEHMERTaBOEHMERl'

elements entsprechenden Bildsignals.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Codieren durch Wandlung unter Verwendung von dem Helligkeitssignal entsprechenden Bildsignals jedes Bildelements des zu verdichtenden Einheitsbereiches ausgeführt wird.

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