DE3546136C2

DE3546136C2 -

Info

Publication number: DE3546136C2
Application number: DE3546136A
Authority: DE
Inventors: Masahiko Hino Tokio/Tokyo Jp Matsunawa
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1984-12-26
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1992-12-10
Also published as: DE3546136A1; US4783838A

Description

Die Erfindung betrifft ein Bildverarbeitungsverfahren und eine Bildverarbeitungsvorrichtung zum Wiederherstellen eines Tonbildes aus einem Binärbild.

Bisher gibt es kein Verfahren zum Wiederherstellen von aufgrund Binärdaten verabeiteten Bildern. Als Methoden zum Vergrößern oder Verkleinern eines Binärbildes mit Umsetzung der Bildelementdichte seien erwähnt: sogenannte "SPC- Methode", logische Summenmethode, "Teilung durch Neun"- Methode, Projektionsmethode u. dgl.

Es ist bisher noch nicht zuverlässig möglich, Binärdatenbilder zu verarbeiten. Wenn das Verarbeiten nicht vollständig ist, wird daher das Bilderfassen mehrmals ausgeführt, während die Bedingungen hierfür geändert werden. Zusätzlich ist es nicht möglich, ein Bild zu verarbeiten, wenn kein Vorlagenbild vorhanden ist.

Gemäß der herkömmlichen Methode des Vergrößerns (oder Dehnens) und Verkleinerns (oder Pressens) eines Binärbildes mittels Umsetzung der Bildelementdichte treten Probleme auf, da Linien fehlgestaltet oder weggelassen werden. Das größte Problem liegt jedoch darin, daß Moir´-Fransen auftreten, wenn versucht wird, ein Halbtonbild (Tonbild) mit periodischer Struktur, wie beispielsweise ein Binärbild, das durch eine geordnete Dither- bzw. Zittermatrix ausgedrückt ist, zu vergrößern oder zu verkleinern. Dies beruht darauf, daß das Abtasten doppelt erfolgt, d. h. zu der Zeit, in der Bildsignale in Digitalsignale umgesetzt werden, und zu der Zeit der Dehnung oder Pressung des Bildes. Daher wird das Bild oft nachteilhaft abhängig von der Vergrößerung beeinflußt. Um diese Erscheinung auszuschlaten, wurde daran gedacht, daß Bild aufgrund einer zufälligen Dither- bzw. Zittermethode auszudrücken, was jedoch zu einer komplizierten Schaltungsanordnung führt. Bei der MAE-Methode oder der ED-Methode (ED = Fehlerdiffusion) tritt weiterhin eine einer "gestreiften Domäne" gleichende Struktur auf dem Halbtonteil auf, was als unangenehm empfunden werden kann. Daher haben sich diese Methoden in der Praxis nicht durchgesetzt.

Bei der Behandlung von Binärhalbtonbildern dieser Art gibt es weiterhin keine Methode zum einfachen Filtern und Abstufungsverarbeiten.

Die herkömmliche Methode zum Dehnen oder Pressen des Bildes mit Bildelementdichte-Umsetzung wurde in Druckern und Faksimilegeräten verwendet, wie dies zum Vergrößern und Verkleinern hauptsächlich von Zeichnungen und Zeichen bekannt ist. Wird eine Methode dieser Art auf ein Bild mit Abstufung angewandt, erfolgt die Vergrößerung ganzzahlig, und die Teilung des Gitters nach der Vergrößerung ist gewöhnlich verschieden. Wenn weiterhin das Bild um eine rationale Zahl zu vergrößern ist, wird das Bild nachteilhaft derart beeinflußt (es treten Moir´-Fransen auf), so daß es nicht länger praktisch zu verwenden ist.

In der US 42 59 694 ist eine elektronische Drucktechnik für Halbtonbilder beschrieben. Bei dieser Drucktechnik berechnet ein Bereichsintegrierer einen Wert für jedes Pixel. Dieser Wert für jedes Pixel wird derart festgelegt, daß alle "1"- Bits in einem bestimmten Bitbereich gezählt werden, der das betreffende Pixel umgibt. Bei diesem bekannten Verfahren wird so ein Halbtonbild aus einem Binärbild gewonnen und dann einer Randverstärkung ausgesetzt. Zur Erzeugung eines Halbtonbildes aus dem Binärbild wird die Dichte von Bildern in einem Block vorbestimmter Größe integriert, um so einen Dichtepegel eines Bildes zu erhalten, das in der Mitte des betreffenden Blockes liegt. Dieser Vorgang wird sodann wiederholt, um schließlich Dichtepegel für alle Pixels zu erhalten.

Das durch die Dithermethode erhaltene Binärbild ist ein sog. Bereichstonbild, bei dem der Dichtepegel durch den Bereichswert ausgedrückt wird. In dem Bereichstonbild kann nun der Dichtepegel nicht ausgedrückt werden, wenn nicht eine vorbestimmte Größe, wie beispielsweise die Dithermatrix, vorhanden ist. Wird nun das Pixel als Bezugseinheit genommen, so können lediglich zwei Dichtepegel, nämlich "Schwarz" und "Weiß" ausgedrückt werden.

Wenn aber ein Halbtonbild aus dem durch die Dithermethode erhaltenen Binärbild mit Pixeln als Einheitsgröße wiedergegeben wird, wie dies bei der in der US 42 59 694 beschriebenen Methode der Fall ist, so geht ein großer Teil der in dem Ditherbild enthaltenen Dichteinformationen verloren. Das heißt, die bekannte Methode ist insbesondere dann wenig geeignet, wenn ein Halbtonbild aus einem Ditherbild gewonnen wird.

Weiterhin ist in der US 43 49 846 ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung beschrieben, bei denen - ähnlich wie in der US 42 59 694 - der Dichtepegel für einzelne Pixels ermittelt wird. Damit ist aber die Gewinnung eines Halbtonbildes aus einem Binärbild, das seinerseits nach der Dithermethode erhalten ist, kaum möglich.

Die US 42 90 084 beschreibt ebenfalls ein Verfahren, bei welchem Bilddaten in Pixeleinheiten verarbeitet werden.

Auch bei einem der US 43 56 555 entnehmbaren Verfahren wird der Dichtepegel in Pixeleinheiten für die Lieferung eines Halbtonbildes ermittelt.

Weiterhin ist in der US 42 10 936 ein Verfahren angegeben, mit dem der Grauwert eines Binärbildes geschätzt werden kann.

Schließlich wird von Stoffel, J. C.: "A survey of elekctronic techniques for pictorial image reproduction" in IEEE Trans. Commun., Vol. Com-29, Dezember 1981, Seiten 1898-1925, ein Überblick über verschiedene elektronische Techniken zur Bildwiedergabe gegeben. Dabei wird auch erläutert, wie ein Halbtonbild in ein Binärbild umgewandelt werden kann. Auf die Gewinnung eines Halbtonbildes aus einem Binärbild wird in dieser Druckschrift aber nicht eingegangen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bildverarbeitungsverfahren und eine Bildverarbeitungsvorrichtung zu schaffen, mit denen bei möglichst geringem Verlust an Bildinformation insbesondere ein Halbtonbild aus einem Ditherbild gewonnen werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß ein Bildverarbeitungsverfahren und eine Bildverarbeitungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. 5 vorgesehen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 4 und 6 bis 8.

Bei dem erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsverfahren bzw. bei der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsvorrichtung geht im Vorlagen-Dither-Binärbild enthaltene Dichteinformation nicht verloren, da dieses ein Halbtonbild ist, dessen Dichtepegel in Blockeinheiten ausgedrückt wird. Das Halbtonbild ist bei der vorliegenden Erfindung so eine "Ansammlung" von Blöcken, so daß das Halbtonbild selbst relativ grob ist. Wird dieses Halbtonbild nun der Ditherverarbeitung unterworfen, so kann das Binärbild ohne großen Verlust an Information des Vorlagenbildes reproduziert werden. Außerdem ist sogar die Bildqualität verbessert, da die Bildverarbeitung auf das Halbtonbild in Blockeinheiten anwendbar ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also das Binärbild in Blöcke unterteilt, wobei wenigstens ein Element aus der Anzahl der Schwarzbildelemente und der Anzahl der Weißbildelemente für jeden Block gezählt wird, und das Abstufungsverarbeiten und/oder Filtern erfolgt für diese Anzahl von Bildelementen. Weiterhin wird auf einfache Art und Weise ein Vergrößern und ein Verkleinern sowie ein Filtern selbst für ein Binärbild mit periodischer Struktur möglich, wobei keine Moir´-Fransen auftreten.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt einen ersten Schritt, bei dem das Binärbild in Blöcke unterteilt wird, und bei dem wenigstens ein Element der Anzahl von Schwarzbildelementen und der Anzahl von Weißbildelementen für jeden Block gezählt wird, und einen zweiten Schritt, der die Anzahl von Bildelementen einem Filtern unterwirft, der den Dichte- oder Konzentrationspegel jedes Blockes für die Anzahl der Bildelemente nach dem Filtern bestimmt und der ein zweites Dichte- oder Konzentrationsmatrixmuster eines Formats oder einer Größe entsprechend der Vergrößerung der Dehnung oder Pressung mittels eines ersten Konzentrationsmatrixmusters entsprechend dem vorbestimmten Konzentrationspegel für jeden der Blöcke liefert, wobei das durch das zweite Konzentrationsmatrixmuster wiedererzeugte oder wiederhergestellte Bild als das verarbeitete Bild erhalten wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsverfahren kann auf einfache Art und Weise ein Vergrößern und Verkleinern sowie ein Abstufungsverarbeiten selbst für ein Binärbild mit periodischer Struktur ohne die Entwicklung von Moir´-Fransen durchgeführt werden.

Hierzu umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren einen ersten Schritt, bei dem das Binärbild in Blöcke unterteilt wird und bei dem wenigstens ein Element der Anzahl der Schwarzbildelemente und der Anzahl der Weißbildelemente für jeden Block gezählt wird, und einen zweiten Schritt, bei dem die Anzahl der Bildelemente aufgrund einer Abstufungskurve umgesetzt wird, bei dem der Konzentrationspegel von jedem der Blöcke aus der Anzahl der umgesetzten Bildelemente festgelegt wird und bei dem ein zweites Konzentrationsmatrixmuster einer Größe oder eines Formats entsprechend der Vergrößerung der Dehnung oder Pressung mittels eines ersten Konzentrationsmatrixmusters entsprechend dem vorbestimmten Konzentrationspegel für jeden der Blöcke erhalten wird, wobei das durch das zweite Konzentrationsmatrixmuster wiedererzeugte Bild als das verarbeitete Bild erhalten wird.

Außerdem wird durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Vergrößern oder Verkleinern eines Bildes geschaffen, wobei die Teilung eines Gitters vor und nach der Dehnung und Pressung unverändert gehalten wird und wobei das Bild einige Male ohne nachteilhafte Beeinflussung des Bildes vergrößert oder verkleinert werden kann.

Hierzu zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren im einzelnen dadurch aus, daß das Binärbild in Einheitsbereiche unterteilt wird, daß ein Schnittbereich durch eine vorbestimmte Anzahl von benachbarten Einheitsbereichen gebildet wird, daß die Anordnung von Schwarzbildelementen mittels eines Großkonzentrationsmatrixmusters für die Schnittbereiche ermittelt wird, in denen die Anzahl der Schwarzbildelemente sich geringfügig in den Einheitsbereichen ändert, daß die Anordnung der Schwarzbildelemente mittels eines Kleinkonzentrationsmatrixmusters für die Schnittbereiche ermittelt wird, in denen sich die Anzahl der Schwarzbildelemente in den Einheitsbereichen stark ändert, daß die Anordnungen der Schwarzbildelemente in eine Vielzahl von Blöcken unterteilt werden, daß ein Muttermuster, in welchem die Muster zweidimensional angeordnet sind, für jeden der Blöcke abgebildet wird, daß das Muttermuster abhängig von einem Format oder einer Größe, das bzw. die der Vergrößerung einer Dehnung oder Pressung entspricht, in Abschnitte unterteilt wird, daß die Muster mit der gleichen Lagebeziehung ausgeschnitten werden und daß das wiedererzeugte Bild mittels der Muster als neue Muster der Blöcke als das vergrößerte oder verkleinerte Bild erhalten wird.

Durch die Erfindung wird auch eine Bildverarbeitungsvorrichtung geschaffen, die auf einfache Weise selbst ein Binärbild mit periodischer Struktur dehnen oder pressen kann, wobei keine Moir´-Fransen entwickelt werden.

Hierzu sieht die Erfindung eine Bildverarbeitungsvorrichtung vor, die ein vergrößertes Bild oder ein verkleinertes Bild liefert, indem eine vorbestimmte Bildverarbeitung für eine aus Binärdaten bestehende Bildmatrix bewirkt wird, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung wenigstens eine Einrichtung zum Befehlen der Abstufungsverarbeitung zur Zeit des Vergrößerns oder Verkleinerns des Bildes, eine Einrichtung zum Befehlen der Art des Bildmusters, das zu vergrößern oder zu verkleinern ist, und eine Einrichtung zum Befehlen der Bildabstufung aufweist, und wobei eine vorbestimmte Bildverarbeitung abhängig von diesen Befehlen ausgeführt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt auch eine Schaltung zum Ermitteln der Anzahl von Schwarzbildelementen für jeden Block aus einer Binärbildmatrix, eine Bildverarbeitungsschaltung zum Umsetzen des Ausgangssignals dieser Schaltung (Operationsschaltung) in andere numerische Werte (Zahlenwerte), eine Bildvorbereitungsschaltung zum Vorbereiten eines neuen Bilde aus dem Ausgangssignal der Bildverarbeitungsschaltung, eine Befehlsschaltung, die eine zugeordnete Lage auf dem Bild der Matrixmuster abhängig von der Vergrößerung für das Matrixmuster einer Zeile oder einer Spalte, erzeugt von der Bildvorbereitungsschaltung, befiehlt, und eine Bildwiedererzeugungs- oder Wiedergewinnungsschaltung, die das Bild abhängig von dem Befehl der Befehlsschaltung wiederherstellt.

Weiterhin kann gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung das Wiederherstellen des Tonbildes auf einfache Weise bewirkt werden, und es kann eine wirksame Bildverarbeitung erzielt werden, indem die Abstufungsverarbeitung, das Filtern, die Vergrößerung und die Verkleinerung kombiniert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 (a) und 1 (b) Flußdiagramme zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 (a), 2 (b) und 2 (c) Diagramme zur Erläuterung eines Beispiels für das Umsetzen der Daten in Binärwerte beim Verfahren der Fig. 1 (a) und 1 (b),

Fig. 3 (a), 3 (b) und 3 (c) Diagramme zur Erläuterung der Abstufungsverarbeitung bei dem Verfahren der Fig. 1 (a) und 1 (b),

Fig. 4 ein Diagramm, das Abstufungskurven zeigt,

Fig. 5 (a), 5 (b) und 5 (c) Diagramme zur Erläuterung des Filterns bei dem Verfahren der Fig. 1 (a) und 1 (b),

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung eines Raumfilters,

Fig. 7 (a), 7 (b) und 7 (c) Diagramme zur Erläuterung eines Verfahrens, mit dem ein Konzentrationsmatrixmuster zur Wiedererzeugung des Bildes erhalten wird,

Fig. 8 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 9 (a) und 9 (b) Diagramme zur Erläuterung eines zweiten Konzentrationsmatrixmusters (vergrößertes oder verkleinertes Bild) bei dem Verfahren der Fig. 1 (a) und 1 (b),

Fig. 10 ein Diagramm, das ein Verfahren erläutert, mit dem ein zweites Konzentrationsmatrixmuster aus einem ersten Konzentrationsmatrixmuster erhalten wird,

Fig. 11 und 12 Flußdiagramme zur Erläuterung weiterer Ausführungsbeispiele der Erfindung,

Fig. 13 (a) und 13 (b) Diagramme zur Erläuterung eines in Abschnitte unterteilten Bereiches,

Fig. 14 (a) und 14 (b) Diagramme, die erläutern, wie ein Bild in Blöcke unterteilt wird,

Fig. 15 (a) und 15 (b) Diagramme zur Erläuterung einer Zittermatrix für die Gewinnung des ersten Dichtematrixmusters,

Fig. 16 ein Blockdiagramm, daß eine Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,

Fig. 17 ein Diagramm zur Erläuterung der Wiedererzeugung eines Bildes, wenn dieses zu pressen ist,

Fig. 18 ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, und

Fig. 19 ein Diagramm, das den konkreten Aufbau der Bildverarbeitungsschaltung zeigt.

Das erfindungsgemäße Bildverarbeitungsverfahren wird im folgenden in Einzelheiten anhand der Fig. 1 bis 7 erläutert.

Zunächst wird ein zu verarbeitendes Binärbild auf einfache Weise erhalten, indem als ein Schwellenwert eine Zittermatrix eines Formats von beispielsweise 4×4 oder 8×8 verwendet wird. Die Breite des Schwellenwertes zur Bildung der Zittermatrix sollte etwa das 0,1 bis 0,4fache der Reflexionskonzentration bei einem Abstufungsbild und etwa das 0,1- bis 0,5fache der Reflexionskonzentration bei einem Linienbild (oder es sollte ein fester Schwellenwert verwendet werden) betragen. Dadurch soll verhindert werden, daß das Bild ausgelassen oder zu "dick" wird. Weiterhin kann eine unterschiedliche Zittermatrix für das Abstufungsbild und für das Linienbild benutzt werden. Zusätzlich zu dem Zitterverfahren können die Daten in Binärwerte, beispielsweise mittels der Konzentrationsmustermethode oder der Netzwerkmethode, umgewandelt werden.

Wenn bei dem anhand der Fig. 1 (a) und 1 (b) erläuterten Verfahren das Bild nicht aus Binärwerten zusammengesetzt ist, dann werden die Daten in Binärwerte umgewandelt (Schritt 1). Fig. 1 (a) zeigt insbesondere ein Flußdiagramm des Bildwiederherstellungsverfahrens und des Prozesses zum Wiederherstellen eines Tonbildes aus einem Binärbild. Fig. 2 zeigt ein Beispiel, bei welchem ein in Fig. 2 (c) gezeigtes Binärbild B erhalten wird, indem ein Vorlagenbild A (vgl. Fig. 2 (b)) in Binärwerte mittels einer Zittermatrix DM1 (vgl. Fig. 2 (a)) des Punktdispersionstyps (Bayer-Typ) mit einem Format von 4×4 umgesetzt wird. In Fig. 2 stellen Zahlen in der Zittermatrix DM1 und im Voralgenbild A normierte Dichtepegel dar, und schraffierte Bildelemente im Binärbild B sind Schwarzbildelemente.

Dann wird in einem Schritt 2 das Binärbild in Blöcke eines geeigneten Formats unterteilt. In Fig. 2 (c) ist das Binärbild in Blöcke eines Formats 4×4 unterteilt. Die Anzahl der Schwarzbildelemente (oder Weißbildelemente) in jedem Block wird gezählt (Schritt 3), die Dichte der Vorlage wird geschätzt, und das Programm schreitet zur Abstufungsverarbeitung fort. In der Abstufungsverarbeitung wird die Anzahl der Schwarzbildelemente (im folgenden als Vorlagenanzahl der Scharzbildelemente bezeichnet) in eine andere Anzahl von Scharzbildelementen (im folgenden als umgesetzte Anzahl der Schwarzbildelemente bezeichnet) aufgrund einer vorbestimmten Abstufungskurve umgesetzt (Schritt 4). In einem Beispiel von Fig. 3 werden die Vorlagenanzahlen der in Fig. 3 (b) gezeigten Bildelemente in Anzahlen von in Fig. 3 (c) gezeigten Schwarzbildelementen mittels einer in Fig. 3 (a) dargestellten Abstufungskurve umgesetzt. Welche Art von Abstufungsverarbeitung bewirkt wird, wird durch eine Abstufungskurve festgelegt, die zur Zeit der Umsetzung verwendet wird. Falls jedoch gewöhnlich eine Abstufungskurve C_A, die nach oben konvex ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, eingesetzt wird, dann steigt die Anzahl der Schwarzbildelemente an, und die Frequenz von Hochkonzentrationsteilen wächst. Falls eine Abstufungskurve C_B, die nach unten konvex ist, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, verwendet wird, dann nimmt die Anzahl der Schwarzbildelemente ab, und die Frequenz der Niederkonzentrationsteile wird geringer. Daher ist die Abstufungskurve C_A für ein blasses, helles oder mattes Binärbild wirksam, und die Abstufungskurve C_B ist für ein Bild wirksam, das dunkel gestaltet ist. Es ist selbstverständlich auch möglich, beispielsweise eine S-förmige Abstufungskurve zu verwenden, die aus einer Kombination der Abstufungskurven C_A und C_B besteht. Die Abstufungskurve sollte so ausgewählt sein, daß sie an die gewünschte Abstufungsverarbeitung angepaßt ist. Drei bis fünf Arten von repräsentativen Abstufungskurven sollten vorbereitet werden, und die Verarbeitung sollte durch die Bildverarbeitungsvorrichtung erfolgen, indem eine dieser Kurven gewählt wird, die an das Bild angepaßt ist.

Die oben umgsetzte Anzahl von Schwarzbildelementen (im folgenden als erste umgesetzte Anzahl der Schwarzbildelemente bezeichnet) wird dann einem Filtern unterworfen, so daß obige Anzahl von Schwarzbildelementen in eine andere Anzahl von Schwarzbildelementen (im folgenden als zweite umgesetzte Anzahl von Schwarzbildelementen bezeichnet) mittels eines vorbestimmten Raumfilters umgesetzt wird (Schritt 5). In einem Beispiel von Fig. 5 wird ein in Fig. 5 (a) gezeigter Raumfilter verwendet, um die erste umgesetzte Anzahl von in Fig. 5 (b) gezeigten Bildelementen in die zweite umgesetzte Anzahl von in Fig. 5 (c) gezeigten Bildelementen umzusetzen. Hier werden für das Filtern in die Blöcke des Außenrandes Daten von Schwarzbildelementzahlen der Außenseite benötigt. Zur Vereinfachung der Erläuterung sei hier das Filtern bewirkt, indem gepunktete Zahlen als angenommene Daten gegeben sind. Wenn die Anzahl der Schwarzbildelemente nach dem Filtern kleiner als Null wird, dann wird dies als Null behandelt. Wenn die Anzahl der Schwarzbildelemente nach dem Filtern größer als 16 wird, dann wird dies als 16 behandelt. Welche Art von Filtern bewirkt wird, wird durch ein Raumfilter festgelegt, das zu der Zeit der Umsetzung verwendet wird. Beispielsweise macht es die Verwendung des in Fig. 5 (a) oder in Fig. 6 gezeigten Raumfilters möglich, das Bild hervorzuheben. In Fig. 6 ist α eine reelle Zahl kleiner als 20, und β ist eine Konstante. Wenn α groß ist, kann der Rand sehr stark hervorgehoben werden.

Der Konzentrationspegel jedes Blockes wird aus der so erhaltenen Anzahl von Schwarzbildelementen festgelegt, um ein Konzentrationsmatrixmuster zu gewinnen (Schritt 6). Hier sollte das Blockformat das gleiche wie das Format (4×4 oder 8×8) der Zittermatrix (Gruppe von Schwellenwerten), die für die Gewinnung des Binärbildes verwendet wird, oder vorzugsweise kleiner als die Zittermatrix sein. Dies macht es möglich, ein hohes Auflösungsvermögen beizubehalten, während die Anzahl der Abstufungen vergrößert wird. Fig. 7 (b) zeigt ein Bild, in welchem eine zweite umgesetzte Anzahl von Schwarzbildelementen in jedem Block als ein normierter Durchschnittskonzentrationspegel jedes Blockes verwendet wird, und Fig. 7 (c) zeigt ein Bild, das durch Projizieren eines Konzentrationsmatrixmusters auf jeden Block aufgrund der zweiten umgesetzten Anzahl von Schwarzbildelementen jedes Blockes wiederhergestellt oder wiedererzuegt ist. Hier wird das erste Konzentrationsmuster durch Vergleichen des Konzentrationspegels jedes Blocks mit der Zittermatrix DM2 (vgl. Fig. 7 (a)) festgelegt, die die gleiche wie die obenerwähnte Zittermatrix DM1 ist (Schritt 7). Beispielsweise im Falle eines Blockes BK1 hat der Konzentrationspegel den Wert 9. In der Zittermatrix DM2 von Fig. 7 (a) werden daher die Teile der Konzentrationspegel, die kleiner als 9 sind, Schwarzbildelemente, wodurch ein Konzentrationsmatrixmuster gebildet wird, wie dieses durch einen Block BK1 in Fig. 7 (c) dargestellt ist.

Im vorliegenden Fall braucht die Matrix DM1 nicht so gebildet zu werden, daß sie gleich der Matrix DM2 wird; beispielsweise kann die Matrix DM2 vom punktkonzentrierten Typ (Wirbeltyp) sein. Außerdem kann die Reihenfolge der Abstufungsverarbeitung und des Filterns ausgetauscht werden, oder es kann lediglich eines von diesen ausgeführt werden.

Nach dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Binärbild in Blöcke unterteilt, um einen durchschnittlichen oder mittleren Konzentrationspegel (Anzahl von Schwarzbildelementen oder Anzahl von Weißbildelementen) zu ermitteln, und anschließend wird eine Abstufungsverarbeitung und/oder ein Filtern bewirkt, was es möglich macht, das Binärbild zu verarbeiten.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung tritt das Programm sofort in ein Filtern nach dem Schritt 3 des ersten Ausführungsbeispiels ein, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Dann wird wie beim ersten Ausführungsbeispiel ein erstes Konzentrationsmatrixmuster erhalten, und ein zweites Konzentrationsmatrixmuster eines Formates entsprechend der Vergrößerung oder Verkleinerung wird für jeden der Blöcke gewonnen (Schritt 6 in Fig. 8). Die zweiten Konzentrationsmatrixmuster werden dann in der Reihenfolge der Blöcke angeordnet, um ein gedehntes oder gepreßtes Bild zu gewinnen (Schritt 7 in Fig. 8). Fig. 9 (a) zeigt ein in der oben beschriebenen Weise gewonnenes, gedehntes Bild mit einer Dehnungsvergrößerung von 5/4, und Fig. 9 (b) zeigt ein verkleinertes Bild mit einem Verkleinerungsverhältnis von 3/4. Im vorliegenden Fall entspricht das Verhältnis der Formate des ersten und des zweiten Konzentrationsmatrixmusters der Dehnungs- oder Pressungsvergrößerung in vertikaler und seitlicher Richtung, und die vertikalen und seitlichen Formate des zweiten Konzentrationsmatrixmusters werden gewonnen, indem die vertikalen und seitlichen Formte des ersten Konzentrationsmatrixmusters mit den vertikalen und seitlichen Vergrößerungs- oder Verkleinerungsbildern bzw. Faktoren multipliziert werden. In dem Beispiel von Fig. 9 beträgt daher das Format 5×5 in Fig. 9 (a) und 3×3 in Fig. 9 (b).

In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Muttermuster, das durch zweidimensionales Anordnen entsprechender Muster im ersten Konzentrationsmatrixmuster erhalten ist, in Abschnitte unterteilt, wobei das Format des zweiten Konzentrationsmatrixmusters beibehalten wird. In diesem Zeitpunkt werden Muster mit der gleichen Beziehung in der Lage wie das zu ermittelnde zweite Konzentrationsmatrixmuster ausgeschnitten und als zweites Konzentrationsmatrixmuster verwendet. Fig. 10 ist ein Diagramm (Vergrößerung von 5/4) in welchem ein zweites Konzentrationsmatrixmuster aus einem ersten Konzentrationsmatrixmuster erhalten wird. Insbesondere zeigt Fig. 10 den Zustand, in welchem eine Ebene aus Blöcken F₁₁, F₁₂, F₁₃, . . ., F₂₁, F₂₂, . . ., eines ersten Konzentrationsmatrixmusters (mit einem Format von 4×4) in Blöcke F₁₁, F₁₂, F₁₃, . . ., F₂₁, F₂₂, . . ., eines zweiten Konzentrationsmatrixmusters (mit einem Format von 5×5) aufgeteilt wird. Zuerst wird als das zweite Konzentrationsmatrixmuster, das dem Block F₁₁ entspricht, ein Muster in der Lage des Blockes F₁₁ verwendet, der aus einem Muttermuster ausgeschnitten ist, wobei angenommen wird, daß das gleiche erste Konzentrationsmatrixmuster entsprechend dem Block f₁₁ in allen Blöcken f₁₁, f₁₂, f₁₃, . . ., f₂₁, f₂₂, . . ., enthalten ist. Auf änliche Weise wird als das zweite Konzentrationsmatrixmuster, das dem Block F₁₂ entspricht, ein Muster in der Lage oder Stellung des Blockes F₁₂ verwendet, der aus einem Muttermuster ausgeschnitten ist, wobei angenommen wird, daß das gleiche erste Konzentrationsmatrixmuster entsprechend dem Block f₁₂ in allen Blöcken f₁₁, f₁₂, f₁₃, . . ., f₂₁, f₂₂, . . . entahlten ist. Das heißt, als das zweite Konzentrationsmatrixmuster entsprechend dem Block F_ÿ wird ein Muster an der Stelle des Blockes F_ÿ verwendet, das aus einem Muttermuster ausgeschnitten ist, wobei angenommen wird, daß das gleiche erste Konzentrationsmatrixmuster entsprechend einem Block f_ÿ in allen Blöcken f₁₁, f₁₂, f₁₃, . . ., f₂₁, f₂₂, . . . enthalten ist. Fig. 9 (a) zeigt das Bild, wobei die so erhaltenen zweiten Konzentrationsmatrixmuster in einer Ebene angeordnet sind. Fig. 9 (b) zeigt das gleiche Bild.

Im vorliegenden Fall braucht die Matrix DM2 nicht gleich wie die Matrix DM1 gebildet zu sein; beispielsweise kann die Matrix DM2 vom punktkonzentrierten Typ (Wirbeltyp) sein.

Das heißt, das Muster jedes Blockes kann nach der Änderung einer Vergrößerung erhalten werden, indem das Muttermuster in einem Speicher gespeichert wird und die Daten einer vorbestimmten Adresse gelesen werden. Dies erfordert jedoch einen Speicher großer Kapazität. In der Praxis wird daher das Muttermuster nicht vorbereitet; vielmehr wird auf die periodisch auftretende Eigenschaft des Musters geachtet. Insbesondere wird das Muster nach der Änderung der Vergrößerung durch Ermitteln der Konzentration der Bildelemente erhalten.

Das heißt, im Fall einer Dehnung (Vergrößerung M/n) ist ein Muster der X-ten Linie im i-ten Block in der Richtung einer Zeile eines neuen Blockes (Block nach Dehnung) gleichwertig zu einem Muster der AD1-ten Zeile:

AD1 = mod [X + mod [(I - 1) (m - n), n] + 1 - 2, n] + 1 (1)

im I-ten Block in der Richtung einer Zeile des Blockes vor der Dehnung. Weiterhin ist ein Muster in der Y-ten Spalte im J-ten Block in der Richtung einer Spalte eines neuen Blockes gleichwertig zu einem Muster der AD2-ten Spalte:

AD2 = mod [Y + mod [(J - 1) (m - n), n] + 1 - 2, n] + 1 (2)

im J-ten Block in der Richtung einer Spalte des Blockes vor der Dehnung. Im Fall einer Pressung (Vergrößerung m/n) ist dagegen ein Muster der X-ten Zeile im i-ten Block in der Richtung einer Zeile eines neuen Blockes (Block nach der Pressung) gleichwertig zu einem Muster der AD1-ten Zeile:

AD1 = mod [X + mod [(I - 1) (n - |n - m|), n] + 1 - 2, n] + 1 (3)

im I-ten Block in der Richtung einer Zeile vor der Pressung. Weiterhin ist ein Muster in der Y-ten Spalte im J-ten Block in der Richtung einer Spalte eines neuen Blockes gleichwertig zu einem Muster der AD2-ten Spalte:

AD2=mod [Y+mod [(J-1) (n- | n-m |), n]+1-2, n] (4)

im J-ten Block in der Richtung einer Spalte des Blockes vor der Verkleinerung.

Im vorliegenden Fall bedeuten mod [p, q] den Rest von p : q, der kleiner als q ist.

Wenn daher die Bildelementkonzentrationen jedes der Blöcke vor der Änderung der Vergrößerung im Speicher gespeichert werden, dann kann das Muster eines neuen Blockes sofort erhalten werden, indem die Bildelement konzentrationen in dem Block vor der Änderung der Vergrößerung mit AD1 und AD2 als Adressen in den Richtungen von Zeilen und Spalten gelesen werden. Wenn das Muster einer gleichen Vergrößerung zu erhalten ist, sollten einfach die Daten von Bildelementkonzentrationen jedes im Speicher gespeicherten Blockes ausgelesen werden.

Gemäß dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das zweite Konzentrationsmatrixmuster entsprechend der Vergrößerung aus dem ersten Konzentrationsmatrixmuster für jeden Block gewonnen. Daher bleibt die Teilung des Gitterpunktes unverändert, und Moir-Fransen treten im Gegensatz zu dem herkömmlichen Verfahren kaum auf, bei welchem das vergrößerte oder verkleinerte Bild durch Ändern des Abtastintervalles erhalten wird. Weiterhin kann das Bild hervorgehoben werden, indem ein Filtern für den Durchschnittskonzentrationspegel (Anzahl an Schwarzbildelementen) des Blockes bewirkt wird.

Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Konzentrationspegel jedes Blockes aus der umgesetzten Anzahl von im Schritt 4 des ersten Ausführungsbeispiels erhaltenen Schwarzbildelementen auf die gleiche Weise wie im Schritt 6 des ersten Ausführungsbeispiels bestimmt, wie dies anhand von Fig. 11 erläutert ist, um so ein erstes Konzentrationsmatrixmuster zu gewinnen (Schritt 5).

Nach der Gewinnung des ersten Konzentrationsmatrixmusters wird das zweite Konzentrationsmatrixmuster eines Formats entsprechend der Dehnungs- oder Pressungsvergrößerung für jeden Block in der gleichen Weise wie beim zweiten Ausführungsbeispiel erhalten (Schritt 6). Die zweiten Konzentrationsmatrixmuster werden dann in der Reihenfolge von Blöcken angeordnet, um ein gedehntes oder gepreßtes Bild zu gewinnen (Schritt 7).

Nach diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das zweite Konzentrationsmatrixmuster eines Formats entsprechend der Vergrößerung aus dem ersten Konzentrationsmatrixmuster für jeden der Blöcke erhalten. Daher bleibt die Teilung des Gitterpunktes unverändert, und Moir-Fransen treten im Unterschied zum herkömmlichen Verfahren kaum auf, bei welchem das gedehnte oder gepreßte Bild durch Ändern des Abtastintervalles gewonnen wird. Durch Ändern des Durchschnittskonzentrationspegels (Anzahl der Schwarzbildelemente) der Blöcke kann weiterhin auf einfache Weise eine Abstufungsverarbeitung erzielt werden.

Ein viertes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Dehnen oder Pressen des Bildes gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 12 näher erläutert.

Im Schritt 1 dieses Ausführungsbeispiels wird das Binärbild in Einheitsbereiche UA eines geeigneten Formats wie im Schritt 2 des ersten Ausführungsbeispiels unterteilt. Dann wird die Anzahl von Schwarzbildelementen (oder die Anzahl von Weißbildelementen) in jedem der Einheitsbereiche UA gezählt.

Sodann wird ein Abschnittsbereich MA durch eine Vielzahl benachbarter Einheitsbereiche UA (eine Matrix mit vertikalen und horizontalen Seiten von 4×4 in diesem Ausführungsbeispiel) gebildet, und eine Veränderung oder Abweichung in der Anzahl an Schwarzbildelementen in den Einheitsbereichen UA wird für jeden der Abschnittsbereiche MA geprüft (Schritt 3). Im vorliegenden Fall wird eine Durchschnittsanzahl von Schwarzbildelementen von vier Einheitsbereichen UA, die beispielsweise den Abschnittbereich MA bilden, berechnet, und die größte Abweichung (Absolutwert) der Differenz zwischen der Durchschnittsanzahl von Schwarzbildelementen und der Anzahl von Schwarzbildelementen jedes der vier Einheitsbereiche wird als Änderungswert ε benutzt. Wenn der Änderungswert ε kleiner als ein vorbestimmter Bezugswert ε₀ ist, wid eine Anordnung von Schwarzbildelementen des Abschnittsbereiches MA ermittelt, indem ein Großkonzentrationsmatrixmuster verwendet wird. Wenn der Änderungswert ε größer als der Bezugswert ε₀ ist, wird eine Anordnung von Schwarzbildelementen des Abschnittbereiches MA mittels eines Kleinkonzentrationsmatrixmusters ermittelt (Schritt 4). D. h., die Zahlen in Fig. 13(a) stellen die Nummern der Schwarzbildelemente in den Einheitsbereichen UA dar. Entsprechend dem oben erläuterten Verfahren wird für den Änderungswert ε im linken Abschnittbereich MA (MA₁) der Wert ε=0,5 ermittelt, und für den Änderungswert ε im rechten Abschnittbereich MA (MA₂) wird ε=2,5 herausgefunden. Falls für den Bezugswert ε₀ beispielsweise ε₀=1,5 gilt, so wird eine Beziehung ε<ε₀ im Abschnittbereich MA₁ und eine Beziehung ε<ε₀ im Abschnittbereich MA₂ erhalten. In diesem Ausführungsbeispiel wird daher die Anordnung der Bildelemente mittels eines Großkonzentrationsmatrixmusters für den Abschnittbereich MA₁ und mittels eines Kleinkonzentrationsmatrixmusters für den Abschnittbereich MA₂ ermittelt. Für den Abschnittbereich MA₁ wird beispielsweise eine Anordnung von Schwarzbildelementen mit einem Konzentrationsmatrixmuster eines Formats (8×8) ermittelt, das dem Abschnittbereich MA entspricht, und für den Abschnittbereich MA₂ wird eine Anordnung von Schwarzbildelementen mittels eines Konzentrationsmatrixmusters eines Formats (4×4) erhalten, das dem Einheitsbereich UA entspricht. Fig. 14(a) zeigt ein Bild, in welchem ein Konzentrationsmatrixmuster auf jeden der Abschnittbereiche MA aufgrund der Anzahl von Schwarzbildelementen (vgl. Fig. 13(b)) in einem Abschnitt projiziert wird, der in ein Format des verwendeten Konzentrationsmatrixmusters unterteilt ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Konzentrationsmatrixmuster bestimmt, indem bei einem 8×8-Format eine Zittermatrix von Fig. 15(a) mit der Anzahl von Schwarzbildelementen (die einem Konzentrationspegel entspricht) in jedem Abschnitt verglichen wird, und sie wird bei einem 4×4-Format festgelegt, indem eine Zittermatrix von Fig. 15(b) mit der Anzahl von Schwarzbildelementen in jedem Abschnitt verglichen wird. Im Fall beispielsweise eines Abschnittes K beträgt die Anzahl der Schwarzbildelemente 10. In der Zittermatrix von Fig. 15(b) werden daher die Teile mit Konzentrationspegeln kleiner als 10 Schwarzbildelemente, und das in Fig. 14(a) dargestellte Konzentrationsmatrixmuster wird erhalten.

Dann wird die so erhaltene Anordnung von Schwarzbildelementen in Blöcke BK eines Formats von beispielsweise 4×4 unterteilt, wie dies in Fig. 14(b) gezeigt ist (Schritt 5), um ein erstes Konzentrationsmatrixmuster zu gewinnen. Dann wird ein neues zweites Konzentrationsmatrixmuster eines Formats entsprechend der Dehnungs- oder Pressungsvergrößerung für jeden der Blöcke erhalten (Schritt 6). Die zweiten Konzentrationsmatrixmuster werden sodann in der Reihenfolge von Blöcken (Blockreihenfolge) angeordnet, um ein vergößertes oder verkleinertes Bild in der gleichen Weise wie im Schritt 7 des zweiten Ausführungsbeispiels zu erhalten (Schritt 7 in Fig. 12).

In dem oben erläuterten Schritt 4 kann weiterhin das Bild auch hervorgehoben (gefiltert) werden, wenn anstelle der im Schritt 2 herausgefundenen Anzahl von Schwarzbildelementen Schwarzbildelemente verwendet werden, die mittels eines Raumfilters korrigiert sind, in dem die Anzahlen an Schwarzbildelementen in den umgebenden Einheitsbereichen berücksichtigt werden. Die Abstufungsverarbeitung kann weiterhin bewirkt werden, wenn die im Schritt 2 ermittelte Anzahl an Schwarzbildelementen in eine andere Anzahl von Schwarzbildelementen aufgrund einer vorbestimmten Abstufungsumsetzungskurve umgesetzt wird. Welche Art von Abstufungsverarbeitung bewirkt wird, hängt von einer Abstufungsumsetzungskurve ab (auf der Abszisse ist die Vorlagenanzahl von Schwarzbildelementen aufgetragen, während die Ordinate die Anzahl von Schwarzbildelementen nach einer Umsetzung wiedergibt).

Bei dem Verfahren dieses Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin möglich, im oben erwähnten Schritt 4 ein Muster eines Teiles eines Binärbildes (entsprechend Fig. 2(c)) zu verwenden, das im Schritt 1 in dem oben erläuterten ersten Konzentrationsmatrixmuster (kleines Format) ermittelt wurde.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung wird - wie dies oben erläutert wurde - das zweite Konzentrationsmatrixmuster eines Formats entsprechend der Vergrößerung aus dem ersten Konzentrationsmatrixmuster für jeden der Blöcke gewonnen. Daher bleibt die Teilung des Gitterpunktes unverändert, und Moir-Fransen treten im Gegensatz zum herkömmlichen Verfahren kaum auf, bei welchem ein vergrößertes oder ein verkleinertes Bild durch Ändern des Abtastintervalles erhalten wird. Weiterhin werden Konzentrationsmatrixmuster einer Vielzahl von Formaten vorbereitet. In einem Schnittbereich, in welchem sich die Konzentration schrittweise ändert, wird Vorrang eher dem Abstufungsausdruck als der Auflösung gegeben, indem ein Konzentrationsmatrixmuster eines großen Formats verwendet wird, und in einem Schnittbereich, in welchem sich die Konzentration auffallend ändert, wird der Auflösung Vorrang gegeben, indem ein Kleinkonzentrationsmatrixmuster benutzt wird. Daher zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch ein hervorragendes Abstufungs- und Auflösungsvermögen auf, wobei bei einer Dehnung des Bildes keine Einzelheiten verloren gehen.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll im folgenden näher erläutert werden.

Fig. 16 ist ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt, wobei eine Schaltung 1 zum Zählen der Anzahl von Schwarzbildelementen vorhanden ist, die die Anzahl von Mehrwertbildelementen (Schwarzbildelemente in diesem Ausführungsbeispiel) nach Empfang von Binärbildmatrixdaten ermittelt. Als das an die Schaltung 1 zum Zählen der Anzahl von Schwarzbildelementen anzulegende Binärbild (Eingangsbilddaten) wird eine Binärbildmatrix aus Binärwerten verwendet, die aufgrund von Schwellenwerten (beispielsweise eine Zittermatrix) erhalten sind. Die Schaltung 1 teilt die Binärbildmatrix für jeden der Einheitsblöcke und zählt die Anzahl der Schwarzbildelemente in jedem der Einheitsblöcke.

Eine Bildverarbeitungsschaltung 2 empfängt das Ausgangssignal der Schwarzbildelement-Zählschaltung 1 und setzt dieses in andere Werte entsprechend eines Konzentrationsumsetzungsbefehls von einer Befehlsschaltung 3 um. Über ein Bedienungsfeld 4 wird der Befehlsschaltung 3 ein Befehl bezüglich der Vergrößerung, des Abstufungsmusters, der Konzentrationsumsetzung u. dgl. übermittelt. Das Bedienungsfeld 4 besteht beispielsweise aus einem Tastenfeld und einer Elektronenstrahlröhren- Anzeigeeinheit. Eine Mustervorbereitungsschaltung 5 empfängt das Ausgangssignal der Bildverarbeitungsschaltung 2 und bereitet ein neues Muster entsprechend einem Befehl von der Befehlsschaltung 3 vor, und eine Bildwiederherstellungsschaltung 6 stellt das Bild entsprechend einem Befehl von der Befehlsschaltung 3 wieder her.

Die Befehlsschaltung 3 befiehlt die zugeordnete Lage oder Position abhängig von der Anzahl der Wiederholungen oder der "Verdünnungszahl" der Matrixmuster aufgrund der Vergrößerung für ein von der Mustervorbereitungsschaltung 3 geliefertes Matrixmuster einer Zeile oder einer Spalte. Die durch die Bildwiederherstellungsschaltung 3 wiederhergestellten Bildmusterdaten werden in einem (nicht gezeigten) Bildspeicher gespeichert. Im folgenden wird der Betrieb der so aufgebauten Vorrichtung näher erläutert.

Das Binärbildmatrix-Eingangssignal in die Schwarzbildelement-Zählschaltung 1 hat die in Fig. 2(c) gezeigte Gestalt. Die durch eine dicke Linie umgebene Matrix eines Formats 4×4 gibt einen Einheitsblock wieder, und schraffierte Teile stellen Schwarzbildelemente dar. Der Block sollte klein sein, so daß die Blockstruktur zur Zeit der Dehnung des Bildes verringert werden kann. Aus diesem Grund sollte der Einheitsblock ein Format von etwa 4×4 haben, wie dies in Fig. 2(c) gezeigt ist.

Ein derartiges Verarbeiten zum Umsetzen der Daten in Binärwerte wird in der unten erläuterten Weise ausgeführt. Die Schwarzbildelement-Zählschaltung 1 setzt das Vorlagenbild A, das durch eine Matrix von in Fig. 4(b) gezeigten Bildelementen gebildet ist, in Binärwerte aufgrund einer in Fig. 2(a) gezeigten Zittermatrix von 4×4 um. Daher wird eine Binärbildmatrix B erhalten, wie diese in Fig. 2(c) dargestellt ist. Die Schwarzbildelement-Zählschaltung 1 zählt die Anzahl der Schwarzbildelemente in jedem Block. Fig. 7(b) zeigt die so erhaltenen Zahlen von Schwarzbildelementen. Die Zahlen in den Blöcken geben dabei die Anzahl der Schwarzbildelemente an.

Die Bildverarbeitungsschaltung 2 empfängt von der Schwarzbildelement-Zählschaltung 1 die auf die Schwarzbildelemente für jeden der in Fig. 7(b) gezeigten Blöcke bezogenen Daten und führt die vorbestimmte Bildverarbeitung abhängig von dem Befehl von der Befehlsschaltung 3 aus. D. h., die Bildverarbeitungsschaltung 2 betrachtet den Block von 4×4 als ein einziges Großbildelement, und sie sieht die Anzahl von Schwarzbildelementen in diesem Block als einen Konzentrationswert eines Großbildelementes an. Die Bildverarbeitungsschaltung 2 bewirkt Bildverarbeitungen für die Konzentration dieses Großbildelementes in der unten erläuterten Weise.

(1) Abstufungsverarbeitung

Die Zahlen der Schwarzbildelemente werden abhängig von Eingangs/Ausgangs-Umsetzungskennlinien, die in Fig. 4 gezeigt sind, umgewandelt. Eine Kurve C_A ist zur Verarbeitung einer zunehmenden Anzahl von Schwarzbildelementen eines blassen Bildes und zur Dehnung von D. R. gestaltet, und eine Kurve C_B ist zur Verarbeitung mit abnehmender Anzahl von Bildelementen für ein Bild hoher Konzentration und zur Dehnung von D. R. gestaltet. Es ist selbstverständlich möglich, eine S-förmige Abstufungskurve oder eine ähnliche Kurve zu verwenden, die durch Kombinieren der Abstufungskurven C_A und C_B erhalten ist; d. h., es kann jegliche Abstufungskurve ausgewählt werden, um die gewünschte Abstufungsverarbeitung zu erreichen. Drei bis fünf repräsentative Abstufungskurven werden vorbereitet, und die Verarbeitung erfolgt durch die Bildverarbeitungsvorrichtung durch Wählen einer von diesen Kurven abhängig von dem Bild.

(2) Bildabstufungsverarbeitung

Die Vorlagenanzahl an Schwarzbildelementen, die durch die Schwarzbildelement-Zählschaltung 1 erhalten ist, wird in andere Anzahlen von Schwarzbildelementen mittels eines vorbestimmten Raumfilters umgesetzt. Fig. 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Verarbeitung mittels eines Raumfilters zeigt. Wenn die Anzahl von in Fig. 5(b) gezeigten Schwarzbildelementen mittels des in Fig. 5(a) dargestellten Raumfilters gefiltert wird, so wird eine in Fig. 5(c) gezeigte Umsetzungsmatrix gewonnen. Um hier das Filtern zu bewirken, benötigen die Blöcke des Außenrandes Daten, die auf die Anzahl von Schwarzbildelementen der Außenseite bezogen sind. Zur Vereinfachung der Erläuterung wird hier das Filtern bewirkt, indem gepunktete Zahlen als angenommene Daten gegeben werden. Wenn die Anzahl an Schwarzbildelementen nach dem Filtern kleiner als Null ist, so wird dies als Null behandelt. Wenn die Anzahl an Schwarzbildelementen nach dem Filtern größer als 16 wird, so wird dies als 16 behandelt. Die Art des zu bewirkenden Filterns wird abhängig von einem Raum- oder Leerstellenfilter festgelegt, das zur Zeit der Umsetzung benutzt wird. Beispielsweise kann durch Verwendung des in Fig. 5(a) oder Fig. 6 gezeigten Raumfilters das Bild hervorgehoben werden. In Fig. 6 ist α eine natürliche Zahl kleiner als 20. Wenn α groß ist, so kann die Kante oder der Rand beträchtlich hervorgehoben werden. Der Grad der Hervorhebung kann verändert werden, indem der Wert α geändert wird.

Nach Empfang der von der Bildverarbeitungsschaltung 2 erzeugten Schwarzbildelemente bestimmt die Mustervorbereitungsschaltung 5 den Konzentrationspegel jedes der Blöcke entsprechend dem Befehl von der Befehlsschaltung 3 und bereitet das Konzentrationsmatrixmuster vor. D. h., die Mustervorbereitungsschaltung 5 empfängt Befehlssignale, wie beispielsweise ein Abstufungsmuster, ein Gittermuster, ein Gitterwinkelmuster u. dgl., von der Befehlsschaltung 3 und bereitet ein Muster abhängig von dem Befehlssignal vor.

Im vorliegenden Fall sollte der Block ein Format gleich dem Format (4×4 oder 8×8) der Zittermatrix (Gruppe von Schwellenwerten) haben, die zu der Zeit verwendet wird, in der Binärbilder erhalten werden, oder er sollte vorzugsweise eine kleine Zittermatrix sein, um eine hohe Auflösung zu halten, während die Abstufungszahl gesteigert ist.

Es sei nun angenommen, daß ein Befehlssignal eines Abstufungsmusters von der Befehlsschaltung 3 erzeugt wird. Die Mustervorbereitungsschaltung 5 bereitet eine Konzentrationsmustermatrix, wie diese in Fig. 7(c) gezeigt ist, aus dem Ausgangssignal der Bildverarbeitungsschaltung 2 vor, das für jeden der Blöcke ausgesandt ist. D. h., wenn die Daten in Binärwerte entsprechend der Zittermatrix von Fig. 7(a) mit Zahlen von jedem der Blöcke als Bezugswerte umgesetzt werden, so wird eine in Fig. 7(c) gezeigte Konzentrationsmustermatrix erhalten. Wenn die Y-Adressen nacheinander mit den Ausgangsdaten der Bildverarbeitungsschaltung 2 als X-Adressen abgetastet werden, so wird ein Muster einer Spalte oder einer Zeile der Konzentrationsmustermatrix für jedes Ansteigen einer Adresse um 1 erzeugt.

Abhängig von dem Befehl von der Befehlsschaltung 3 stellt die Bildwiederherstellungsschaltung 6 ein Bild (Abbildung) eines (Einzel-)Bildes wieder her, das auf einer Spalte oder Zeile von Mustern beruht, die von der Mustervorbereitungsschaltung 5 ausgesandt sind. Um beispielsweise ein vergrößertes Bild zu erhalten, wird das gleiche Spaltenmuster (oder Zeilenmuster) in einer erforderlichen Anzahl wiederholt. Um ein verringertes (verkleinertes) Bild zu erzielen, wird dagegen das Bild durch "Verdünnen" einiger der Spaltenmuster (oder Zeilenmuster) und durch Auslassen einiger der Bildelemente wiederhergestellt. Die Befehlsschaltung 3 vermittelt der Bildwiederherstellungsschaltung 6 die Lage oder Position zum Beginnen der Wiederholung des Spaltenmusters (oder Zeilenmusters) und der Endposition, wenn das Bild zu vergrößern ist, sowie die Position zum Zuordnen des Spaltenmusters (oder Zeilenmusters) wenn das Bild zu verkleinern ist. Das Bildmuster eines durch die Bildwiederherstellungsschaltung 6 wiederhergestellten (Einzel-)Bildes wird im Bildspeicher (nicht gezeigt) gespeichert. Das vergrößerte Bild oder das verkleinerte Bild, das gespeichert ist, wird bei Bedarf herausgenommen und verarbeitet.

Fig. 17 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Wiederherstellung eines Bildes, wenn das Vorlagenbild in einem Verhältnis 3/4 zu verkleinern ist. Die in Fig. 17 gezeigten Muster sind diejenigen, die durch die Mustervorbereitungsschaltung 5 vorbereitet sind. Fig. 9 ist ein Diagramm, das ein Bild zeigt, welches aufgrund der in Fig. 7(c) dargestellten Konzentrationsmuster wiederhergestellt ist.

Bei der oben erläuterten erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Anzahl der Schwarzbildelemente einer Binärbildmatrix des Vorlagenbildes ermittelt, und die Abstufungsverarbeitung oder die Bildhervorhebung wird für die Anzahl der Schwarzbildelemente bewirkt. Dann wird ein neues Muster aus dem Konzentrationsmuster vorbereitet, das verarbeitet ist, und das so vorbereitete neue Muster wird herausgenommen und verschiedenen Bildwiederherstellungsverarbeitungen unterworfen, um ein vergrößertes oder verkleinertes Bild zu erhalten. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das neue Muster wiederholt, wenn das Bild zu dehnen ist, und es wird lediglich ein Teil des neuen Musters verwendet, wenn das Bild zu pressen ist. Selbst wenn daher ein Bild mit periodischer Eigenschaft zu verarbeiten ist, werden keine Moir-Fransen entwickelt oder Änderungen in der Anzahl der Gitterlinien hervorgerufen. Daher kann das Bild verarbeitet werden, während eine hohe Bildqualität aufrechterhalten wird.

Eine Vorrichtung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden näher erläutert.

Fig. 18 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt, wobei eine Schaltung 11 zum Umsetzen von Eingangsbildsignalen in Binärsignale und ein Speicher 12, der eine zuvor erhaltene Binärbildmatrix speichert, vorgesehen sind. Die Schaltung 11 kann von der Art sein, welche die Signale in Binärsignale mittels beispielsweise einer Zittermatrix umwandelt. Eine Operationsschaltung 13 ermittelt die Anzahl von Mehrwertbildelementen (Schwarzbildelementen) in einer von der Schaltung 11 oder dem Speicher 12 erzeugten Binärbildmatrix für jeden der Blöcke und eine Bildverarbeitungsschaltung 14 empfängt das Ausgangssignal der Operationsschaltung 13 und setzt dieses Ausgangssignal in einen anderen numerischen Wert oder Zahlenwert entsprechend einem Konzentrationsumsetzungsbefehl von einer ersten Befehlsschaltung 15 um.

Ein Operations- oder Bedienungsfeld 16 vermittelt der ersten Befehlsschaltung 15 den auf eine Vergrößerung, ein Abstufungsmuster, eine Konzentrationsumsetzung u. dgl. bezogenen Befehl. Die Operationstafel 16 besteht beispielsweise aus einem Tastenfeld und einer Elektronenstrahlröhren-Anzeigeeinheit. Eine Bildvorbereitungsschaltung 17 empfängt das Ausgangssignal von der Bildverarbeitungsschaltung 14 und bereitet ein neues Bild entsprechend einem Befehl von der ersten Befehlsschaltung 15 vor, und eine Bildwiederherstellungsschaltung 18 stellt das Bild gemäß einem Befehl von einer zweiten Befehlsschaltung 19 wieder her. Die zweite Befehlsschaltung 19 befiehlt die zugeordneten Positionen auf dem Bild abhängig von der Anzahl der Wiederholung oder der "Verdünnungszahl" der Matrixmuster aufgrund der Vergrößerung für eine Zeile oder eine Spalte eines Matrixmusters, das von der Bildvorbereitungsschaltung 17 gemäß dem Befehl von der ersten Befehlsschaltung 15 erzeugt ist. Die durch die Bildwiederherstellungsschaltung 18 wiederhergestellten Bilddaten werden in einem Bildspeicher 10 gespeichert. Im folgenden wird der Betrieb der so aufgebauten Vorrichtung näher erläutert.

Die Schaltung 11 setzt das Vorlagenbild A aus einer Matrix von in Fig. 2(b) gezeigten Bildelementen in Binärwerte aufgrund einer in Fig. 2(a) gezeigten Zittermatrix von 4×4 um. Demgemäß wird eine Binärbildmatrix B erhalten, die in Fig. 2(c) gezeigt ist. Schraffierte Bereiche stellen Schwarzbildelemente dar. Im vorliegenden Fall sind die Schwarzbildelemente diejenigen mit dem größten Wert. Die Operationsschaltung empfängt die in Fig. 2(c) gezeigten Binärbildmatrixdaten, die von der Schaltung 11 eingespeist oder im Speicher 12 gespeichert sind, und ermittelt die Anzahl von Schwarzbildelementen durch Berechnung für jeden der Blöcke. Im vorliegenden Fall bedeutet "Block" ein durch eine dicke Vollinie in Fig. 2(c) umrandeter Bereich, und er besteht hier aus 4×4 Bildelementen. Zur Verringerung der Blockstruktur zur Zeit der Dehnung des Bildes sollte der Block klein sein und vorzugsweise ein Format von etwa 4×4 haben, wie dies in Fig. 2(c) gezeigt ist. Fig. 7(b) ist ein Diagramm, das die so erhaltenen Zahlen von Schwarzbildelementen angibt.

Die Bildverarbeitungsschaltung 14 empfängt von der Operationsschaltung 3 die auf die Anzahl von Schwarzbildelementen für jeden Block bezogenen Daten, wie dies in Fig. 7(b) gezeigt ist, und führt die Operation aus, um diese in andere numerische Werte (Zahlenwerte) umzusetzen. Die Operation wird digital vorgenommen, während als Durchschnittskonzentration die Daten betrachtet werden, die die Anzahl von Schwarzbildelementen für jeden der Blöcke darstellen, wie dies in Fig. 7(b) gezeigt ist. In diesem Fall führt die Bildverarbeitungsschaltung 14 die unten erläuterte Verarbeitung gemäß einem Konzentrationsumsetzungsbefehl von der ersten Befehlsschaltung 15 aus. D. h., in Fig. 7(b) gezeigte numerische Werte werden als Durchschnittskonzentrationen verarbeitet und in Binärwerte aufgrund der in Fig. 7(a) gezeigten Zittermatrix von 4×4 umgesetzt. Hier werden die Daten in Binärwerte derart umgesetzt, daß Bildelemente eines Wertes gleich 9 oder kleiner als 9 in der Zittermatrix von Fig. 7(a) als Schwarzbildelemente betrachtet werden, und die Ergebnisse werden geliefert. Der oben erläuterte Betrieb wird für alle Blöcke ausgeführt. Fig. 7(c) ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der Umsetzung angibt.

Eine Vielzahl anderer Methoden kann angewandt werden, um die numerischen Werte durch die Bildverarbeitungsschaltung 14 umzusetzen. Beispielsweise wird durch die Bedienungstafel 16 eine Konzentrationskurve befohlen, und neu umgesetzte Zahlen werden beispielsweise aufgrund eines ROM-Tafel- oder -Tabellen-Nachschlagsystems erhalten. Wenn eine beliebige oder willkürliche Kurve anstelle einer festen Kurve gewünscht wird, kann jedoch eine gegebene Kurve mittels eines Funktionsgenerators anstelle des ROM (Festwertspeicher) gebildet werden, und die aus den Eingangsdaten umgesetzten Ausgangsdaten werden entsprechend der Kurve gewonnen.

Die Bildvorbereitungsschaltung 17 empfängt die so umgesetzten Daten von der Bildverarbeitungsschaltung 14 und bereitet ein neues Bild gemäß dem Befehl von der ersten Befehlsschaltung 15 vor. Beispielsweise empfängt die Bildvorbereitungsschaltung von der ersten Befehlsschaltung 15 die Befehlssignale, wie beispielsweise ein Gittermuster und ein Gitterwinkelmuster, und sie bereitet ein Muster abhängig von dem Befehlssignal vor. Die Einrichtungen zur Vorbereitung des Musters sind die gleichen wie diejenigen bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel.

Wie bei dem oben beschriebenen Beispiel stellt die Bildwiederherstellungsschaltung 18 ein Bild eines (Einzel-)Bildes mittels einer Spalte oder einer Zeile von Mustern wieder her, die von der Bildvorbereitungsschaltung 17 gemäß einem Befehl von der zweiten Befehlsschaltung 19 ausgesandt sind.

Fig. 19 ist ein Schaltbild, das schematisch den Aufbau der Bildverarbeitungseinheit aus der Bildverarbeitungsschaltung 14, der Bildvorbereitungsschaltung 17, der Bildwiederherstellungsschaltung 18 und der zweiten Befehlsschaltung 19 angibt. Die Anzahl der durch die Operationsschaltung 13 gezählten Schwarzbildelemente (vgl. Fig. 18) wird durch einen ROM 21 (Festwertspeicher) zum Speichern von Schwellenwerten empfangen und in andere numerische Werte (Zahlenwerte) umgesetzt. Die Umsetzungskennlinien können durch ein Schwellenwertwählsignal ausgewählt werden. Der Umsetzungsbetrieb erfolgt durch Taktimpulse CLK, die getrennt eingegeben werden.

Die so umgesetzten numerischen Daten liegen an einem RAM 22 (Schreib-Lese-Speicher), an den Adressen von einem Adressen-Einstell-ROM 23 gegeben wurden. Der Adressen-Einstell-ROM 23 empfängt ein Vergrößerungssignal, ein Ausgangssignal eines Zeilenzählers 24 und ein Ausgangssignal eines Spaltenzählers 25. Nach Empfang dieser Signale liefert der Adressen-Einstell-ROM 23 dem RAM 22 Adressen, die Eingangssignalen entsprechen. Der Zeilenzähler 24 empfängt einen ersten Taktimpuls CLK1, und der Spaltenzähler 25 empfängt einen zweiten Taktimpuls CLK2. Die Ausgangssignale dieser Zähler werden als Adressen an den Adressen-Einstell-ROM 23 geliefert.

Nach Empfang eines Vergrößerungssignales beurteilt der Adressen-Einstell-ROM 23, ob die Verarbeitung zum Vergrößern des Bildes oder die Verarbeitung zum Pressen bzw. Zusammenziehen des Bildes zu bewirken ist. Im Adressen-Einstell-ROM 23 wurden zuvor die Daten gespeichert, die dem Bild-Dehnmodus und dem Bild- Preß- bzw. Verkleinerungsmodus entsprechen. Wenn bestätigt wird, welche der beiden Betriebsarten oder Moden bewirkt werden soll, liefert der Adressen- Einstell-ROM 23 als Adressen die entsprechenden numerischen Daten, die gespeichert sind, und gibt diese an den RAM 22 ab.

Im RAM 22 wurde ein Muster von n×n (n=ganzzahlig) gespeichert, das durch die Anzahl von Schwarzbildelementen und das Schwellenwertmuster bestimmt ist. Der RAM 22 empfängt das Ausgangssignal von dem ROM 21, welcher Schwellenwerte und das Ausgangssignal vom Adressen- Einstell-ROM 23 speichert, als Adressen zum Angeben von Zeilen und Spalten und erzeugt nacheinander die Daten, die in den entsprechenden Adressen gespeichert sind. D. h., wenn das Bild zu vergrößern ist, wie dies oben erläutert wurde, dann werden die gleichen Daten kontinuierlich mehrmals geliefert. Wenn das Bild zu verkleinern ist, dann werden einige Adressen übersprungen oder Teile von Daten werden vernachlässigt. Die so erzeugten Bilddaten werden nacheinander im Bildspeicher 10 gespeichert, um ein gedehntes Bild oder ein gepreßtes Bild eines (Einzel-)Bildes wiederherzustellen.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Anzahl von Schwarzbildelementen der Binärbildmatrix eines Vorlagenbildes ermittelt, ein Konzentrationsmuster wird aus der Anzahl von Schwarzbildelementen vorbereitet, ein neues Bild wird aus dem Konzentrationsmuster (Bildwiederherstellungsmethode) vorbereitet, und das so vorbereitete neue Bild wird herausgenommen und einer verschiedenen Bildwiederherstellungsverarbeitung unterworfen, um ein vergrößertes Bild oder ein verkleinertes Bild zu gewinnen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die Teile des neuen Bildes verwendet, treten keine Moir-Fransen oder keine Änderungen in der Anzahl der Gitterzeilen auf, selbst wenn ein Bild mit einer periodischen Eigenschaft verarbeitet wird. Daher kann das Bild verarbeitet werden, während eine hohe Qualität aufrechterhalten wird.

Weiterhin kann gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung die Wiederherstellung des Tonbildes auf einfache Weise bewirkt werden, und es kann eine wirksame Bildverarbeitung erzielt werden, indem die Abstufungsverarbeitung, das Filtern, die Vergrößerung und die Verkleinerung zusammengefaßt werden.

Die Erfindung ist nicht nur auf ein Binärbild aus Schwarz- und Weißbildelementen anwendbar, wie dies oben anhand der Ausführungsbeispiele erläutert wurde, sondern kann auch bei einem Ternär-Bild aus Schwarz-, Grau- und Weißbildelementen oder einem anderen Bild vorgesehen werden.

Claims

1. Bildverarbeitungsverfahren, bei dem:

- ein erstes Binärbild, das durch die Dithermethode erhalten ist, in eine Vielzahl von Blöcken unter teilt wird,
- wenigstens die Zahl der Schwarzbildelemente oder die Zahl der Weißbildelemente, die in jedem der Blöcke enthalten sind, gezählt wird, wobei diese Zahl die mittlere Dichte des jeweiligen Blockes darstellt,
- die Reihe der Zahlen einer Bildverarbeitung unter worfen wird und
- die Reihe von Zahlen nach der Bildverarbeitung in ein zweites Binärbild mittels einer Matrix von Schwellenwerten umgesetzt wird.

2. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildverarbeitung ein Filtern ist.

3. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Binärbild einer wei teren Bildverarbeitung unterworfen wird.

4. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Bildverarbeitung eine Vergrößerung oder Verkleinerung ist.

5. Bildverarbeitungsvorrichtung, mit:

- einer Unterteilungseinrichtung zum Unterteilen eines ersten Binärbildes, das durch die Dither methode erhalten ist, in eine Vielzahl von Blöcken,
- einer Zähleinrichtung zum Zählen wenigstens der Zahl der Schwarzbildelemente oder der Zahl der Weißbildelemente, die in jedem der Blöcke enthal ten sind, wobei diese Zahl die mittlere Dichte des jeweiligen Blockes darstellt,
- einer Bildverarbeitungseinrichtung, um die Reihe von Zahlen einer Bildverarbeitung zu unterwerfen, und
- einer Umsetzereinrichtung, die das Ausgangssignal von der Bildverarbeitungseinrichtung in ein zwei tes Binärbild mittels einer Matrix von Schwellen werten umsetzt.

6. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildverarbeitungseinrich tung eine Filtereinrichtung zum Filtern der Reihe von Zahlen ist.

7. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 5, gekenn zeichnet durch eine weitere Bildverarbeitungsein richtung zum Verarbeiten des sekundären Binärbildes.

8. Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Bildverarbeitungs einrichtung eine Einrichtung zum Vergrößern oder Verkleinern des sekundären Binärbildes ist.