DE3639029A1

DE3639029A1 - Halbtonbild-schaetzverfahren fuer zitterbilder

Info

Publication number: DE3639029A1
Application number: DE19863639029
Authority: DE
Inventors: Seiichiro Hiratsuka; Masahiko Matsunawa; Yoshinori Abe
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1985-11-15
Filing date: 1986-11-14
Publication date: 1987-05-27
Also published as: US4803558A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Bildverarbeitungsver fahren und betrifft insbesondere ein Bildverarbeitungs verfahren für Zitterbilder (dither images).

Die meisten derzeit benutzten Ausgabevorrichtungen, wie Wiedergabe- und Druckgeräte, geben Bilder nur in zwei Farben, nämlich Schwarz und Weiß, wieder. Für die Pseudo-Wiedergabe von Halbtonbildern mittels der ge nannten Ausgabevorrichtungen sind ein Dichtemuster verfahren (Hellemusterverfahren) und ein Zittermuster verfahren bekannt. Diese beiden Verfahren stellen je weils Flächengradationsverfahren dar, bei denen die Zahl der aufzuzeichnenden Punkte in einer bestimmten Fläche (Matrix) variiert wird.

Gemäß Fig. 30-b zeichnet das Dichtemusterverfahren mittels einer Schwellenwertmatrix eine Vielzahl von Punkten in einer einem Pixel (Bildelement) in einer Vorlage entsprechenden Fläche (area) auf. Gemäß Fig. 30-a wird beim Zitterverfahren ein Punkt in einer einem Pixel einer Vorlage entsprechenden Fläche aufgezeichnet. Nach diesen beiden Verfahren gemäß Fig. 30-a und 30-b werden Zitterausgaben (dither outputs) erhalten, welche Pseudo-Halbtonbilder in weißen und schwarzen Punkten wiedergeben.

Wenn diese binären Pseudo-Halbtonbilder wieder in ursprüngliche oder Vorlagen-Halbtonbilder (entsprechend den Eingabedaten gemäß Fig. 30) umgesetzt werden kön nen, ermöglicht das Verfahren verschiedene Arten von Datenverarbeitungen unter Gewährleistung eines weiten Vielfaltsbereichs im Bildverarbeitungsverfahren. Beim Dichtemusterverfahren kann durch Erfassung der Muster pegelanordnung unmittelbar ein Pseudo-Halbtonbild wie der in ein Original-Halbtonbild umgewandelt werden; dabei ist jedoch die Auflösung(sleistung) im Vergleich zur Eingabedatenmenge niedrig. Die Auflösung ist beim Zitterverfahren dagegen größer als beim Dichteverfah ren; es ist dabei aber schwierig, nach dem Zitterver fahren die Pseudo-Halbtonbilder wieder in Original- Halbtonbilder (zurück) umzuwandeln. Nur nach dem Zit terverfahren können daher verschiedene Bildumwandlun gen nicht durchgeführt werden.

Bisherige Verfahren zum Vergrößern oder Verkleinern eines binären Bilds sind folgende:

1. SPC-Verfahren
Bei diesem Verfahren werden ein am dichtesten an einem umzuwandelnden oder umzusetzenden Pixel liegendes Pixel auf einer Vorlage gewählt und der Dichtewert des gewählten Pixels als Wert oder Größe für das umzuwandelnde Pixel bestimmt.
2. Logisches Summierverfahren
Bei diesem Verfahren wird Ir, als umzusetzende Pixeldichte, als logische Summe der Dichten Ia, Ib, Ic und Id von vier Pixel auf einer Vorlage, die einem umzusetzenden Pixel am nächsten liegen, aus gegeben.
Dabei läßt sich Ir wie folgt ausdrücken: Ir = Ia U Ib U Ic U Id (1)3. 9-Divisionsverfahren
Bei diesem Verfahren wird eine Dichte Ir eines umzu setzenden Pixels mittels einer vorbestimmten logischen Operationsformel bestimmt, wobei eine quadratische Fläche auf einer Vorlage, deren Scheitelpunkte Originalpixel A, B, C und D auf der Vorlage sind, in 9 Bereiche G 1-G 9 dividiert, wobei die logische Formelgleichung nach Maßgabe des das umzusetzende Pixel enthaltenden Bereichs Gm (m = 1-9) bestimmt wird. Wenn z.B. m = 8 gilt, bestimmt sich Ir nach folgender Gleichung:Ir = Id U Ia (2)4. Projektionsverfahren
Bei diesem Verfahren wird eine mittlere Dichte fr eines Originalpixels, das auf ein umzusetzendes Pixel projiziert ist, bestimmt, worauf der fr-Wert mit einem Schwellenwert verarbeitet wird, um einen Kon versions- oder Umwandlungspixelwert Ir zu erhalten.

Die Vergrößerung oder Verkleinerung eines binären Bilds nach dem SPC-Verfahren ist einfach; dieses Ver fahren ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß leicht Lücken oder Auslassungen auftreten können, und zwar wegen der Unterbrechungen von Strichen (strokes) aufgrund der Wahrscheinlichkeit dafür, daß sich die Striche bei der Verkleinerung eines binären Bilds verschmälern. Obgleich die Striche beim logischen Summierverfahren dicker sind, ist dieses Verfahren ebenfalls mit dem Nachteil be haftet, daß unnötige Verbindungen (Übergänge) be nachbarter Striche bei der Verkleinerung eines binären Bilds auftreten und damit das Bild ver zeichnet wird. Durch Verdickung der Striche bei der Verkleinerung eines binären Bilds gewähr leistet das 9-Divisionsverfahren zwar ein klares bzw. scharfes Bild; nachteilig daran ist jedoch, daß die Striche auch bei Vergrößerung des binären Bilds dicker werden, wodurch die Bildgüte verschlech tert wird. Schließlich sind beim Projektionsverfahren die Lücken oder Auslassungen und Verzeichnungen in einem umgesetzten Bild auf eine sehr kleine Größe verringert, und das Originalbild kann vorteilhaft mit genauer Ahnlichkeit (Wiedergabetreue) vergrößert oder verkleinert werden; nachteilig dabei ist aber, daß die Verarbeitung des binären Bilds wegen der großen Zahl von arithmetisch zu verarbeitenden Daten eine lange Zeit in Anspruch nimmt.

Eine Verkleinerung oder Vergrößerung eines binären Bilds, z.B. eines Zitterbilds, nach einem bisherigen Verfahren ist mit unerwünschten Erscheinungen, wie Moire, verringerte Auflösung, Änderung eines Grada tionsmusters und dgl., verbunden. Bei der Vergröße rung eines binären Bilds aus Zeichen und Linien zeichnungen werden weiterhin Zeichen verzerrt oder verzeichnet, während bei der Bildverkleinerung feine Linien unscharf werden, wodurch die Güte von umge setzten binären Bildern erheblich beeinträchtigt wird.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Schätzverfahrens (estimation method) für Halbton zitterbilder, bei dem der Aufwand für eine digitale elektronische Schaltung, welche ein Original-Halb tonbild aus einem Zitterbild zufriedenstellend abzu schätzen oder zu taxieren bzw. zu bestimmen vermag, verringert ist und die Bilder schnell verarbeitet werden können. Mit diesem Verfahren sollen dabei auch binäre Bilder mit binären Abbildungen von Zeichen und Linienzeichnungen, die im wesentlichen aus zwei Farben (Schwarz und Weiß) bestehen, oder Zitterbilder, welche Halbtonbilder auf Pseudobasis wiedergeben, zu friedenstellend vergrößert oder verkleinert werden können.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 10 gekennzeichneten Maßnahmen gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich da durch, daß eine Anzahl von Abtasteinheitsflächen mit mindestens einer Einheitsfläche (oder Flächeneinheit) von (1 Pixel×Pixel) in einem aus weißen und schwarzen Bereichen bestehenden binären Bild ge setzt (set) werden, daß ein binäres Bild in jeder Abtasteinheitsfläche pro Abtasteinheitsfläche mit einem binären Bild verglichen wird, das anhand von Schätzwerten auf der Grundlage eines Verhältnisses zwischen weißen und schwarzen Bereichen innerhalb der Abtasteinheitsfläche gewonnen wurde, daß ein Schätzwert einer optimalen Abtasteinheitsfläche für jedes Pixel des zu schätzenden Halbtonbilds gewonnen wird, daß ein Halbtonbild auf der Grundlage des Schätzwerts erzeugt wird und daß das geschätzte Halbtonbild nach Vergrößerungs- oder Verkleinerungs verarbeitung wieder in ein binäres Bild umgesetzt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sich auch dadurch kennzeichnen, daß mehrere Abtasteinheitsflächen auf einem mittels einer Zittermatrix gewonnenen Zitter bild für jedes Pixel auf einem zu schätzenden Halb tonbild gesetzt (set) und verschoben werden, daß nur eine Abtasteinheitsfläche, die einer vorbestimmten Bedingung genügt, aus der Anzahl von Abtasteinheits flächen gewählt wird, während die Einheitsfläche mit einem Inkrement eines Pixels des Zitterbilds ver schoben wird und daß ein Halbtonbild auf der Grund lage eines Verhältnisses zwischen weißen und schwar zen Bereichen innerhalb der Abtasteinheitsfläche ab geschätzt wird, wobei eine erste Wählart, nach der nur eine Abtasteinheitsfläche durch Vergleichen, pro Abtasteinheitsfläche, des Zitterbilds innerhalb je der Abtasteinheitsfläche mit einem binären Bild, das aus einem Halbtonbild umgesetzt ist, welches auf der Grundlage eines Verhältnisses zwischen weißen und schwarzen Bereichen innerhalb der Abtasteinheits fläche mittels einer der Abtasteinheitsfläche ent sprechenden Zittermatrix gewonnen ist, gewählt wird, und eine zweite Wählart, bei der nur eine Abtast einheitsfläche durch Ausführung einer vorbestimm ten Berechnung auf der Grundlage der weißen und schwarzen Bereiche innerhalb jeder Abtasteinheits fläche gewählt wird, gemeinsam angewandt werden, um für jedes Pixel eines zu schätzenden Halbton bilds nur eine Abtasteinheitsfläche zu wählen.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung eines Verfahrens gemäß der Erfindung,

Fig. 2-a bis 2-c schematische Darstellungen für einen Fall, in welchem ein Zitterbild aus einem Original-Halbtonbild gewonnen wird,

Fig. 3 eine Anzahl von Abtasteinheitsflächen,

Fig. 4-a bis 4-e Darstellungen von Beispielen für abgeleitete geschätzte Halbtonbilder,

Fig. 5 eine Darstellung der Wählreihenfolge von Abtasteinheitsflächen,

Fig. 6 bis 8 schematische Darstellungen zur Er läuterung von Verfahren gemäß der Erfindung,

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Beispiels für ein erfindungsgemäß gewonnenes geschätztes Halbtonbild,

Fig. 10 eine Darstellung einer gewählten Einheits fläche,

Fig. 11 ein Ablaufdiagramm für einen Vorgang zum Ver größern oder Verkleinern von binären Bildern bzw. Binärbildern,

Fig. 12-a bis 12-f Darstellungen der Binärcodier prozesse beim Vergrößerungs- oder Verkleine rungsvorgang,

Fig. 13 ein Ablaufdiagramm für eine andere Ausfüh rungsform der Erfindung,

Fig. 14-a bis 14-c schematische Darstellungen für einen Fall, in welchem ein Zitterbild aus einem Original-Halbtonbild gewonnen oder abgeleitet (obtained) wird,

Fig. 15 eine Darstellung mehrerer Abtasteinheits flächen,

Fig. 16-a bis 16-g Beispiele für gewonnene geschätzte Halbtonbilder von jeder Einheitsfläche,

Fig. 17 und 18 Darstellungen zur Verdeutlichung einer Schätzung (oder Schätzfunktion) eines Halbton bilds,

Fig. 19 eine Darstellung der Wählreihenfolge von Abtasteinheitsflächen,

Fig. 20 eine Darstellung zur Erläuterung einer ersten Methode,

Fig. 21 eine Darstellung zur Erläuterung einer zweiten Methode,

Fig. 22 ein Ablaufdiagramm für die Wahl von Abtast einheitsflächen,

Fig. 23-a und 23-b Darstellungen von Beispielen für je ein Halbtonbild und zu wählende Einheits flächen gemäß einer Ausführungsform der Er findung,

Fig. 24 ein Ablaufdiagramm für eine Gradationsumwand lung,

Fig. 25 eine graphische Darstellung von Kennlinien der Gradationsumwandlung,

Fig. 26-a und 26-d Darstellungen des Binärcodierungs prozesses bei der Gradationsumwandlung,

Fig. 27 ein Ablaufdiagramm eines Filtervorgangs,

Fig. 28-a und 28-b Darstellungen der Charakteristika von Filtern,

Fig. 29-a bis 29-e Darstellungen eines Binärcodie rungsprozesses durch Filterung und

Fig. 30-a und 30-b Darstellungen bisheriger Verfahren der Binärcodierungsverarbeitung.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zunächst anhand des Ablaufdiagramms von Fig. 1 erläutert.

Schritt 1

In diesem Schritt erfolgt das Setzen oder Vorgeben einer Anzahl von Einheitsflächen in einem aus weißen und schwar zen Bereichen bestehenden Binärbild, wobei die Einheits flächen mindestens 1 Pixel×Pixel als Flächengröße umfassen.

Im folgenden ist zunächst ein Ausführungsbeispiel be schrieben, bei dem es sich um ein systematisches Zitter verfahren handelt und das eine Bayer(typ)-Matrix (4×4) als Schwellenwertmatrix benutzt.

Die Fig. 2-a bis 2-c veranschaulichen Beispiele von Matrizes zur Erläuterung der Erfindung. Fig. 2-a ver anschaulicht ein in digitale Daten umgesetztes Original- Halbtonbild; Fig. 2-b zeigt eine Bayer-Zitterschwellen wertmatrix von (4×4); Fig. 2-c veranschaulicht ein Zitterbild des Originalbilds, mittels der Schwellen wertmatrix gemäß Fig. 2-b in ein monochromatisches Binärbild (Zitterbild) umgesetzt. Die Bayer-Schwellen wertmatrix stellt eine Schwellenwertmatrix der in Fig. 2-b dargestellten Art dar, die ein Zittermuster mit verteilten oder gestreuten Punkten ergibt.

Fig. 3 veranschaulicht eine Anzahl von Beispielen für Abtasteinheitsflächen (oder Einheitsflächen). Dabei stehen Z für eine Abtasteinheitsfläche von (1 Zeile × 1 Spalte), A für eine Einheitsfläche von (2 Zeilen × 2 Spalten), B für eine Einheitsfläche von (2 Zeilen × 4 Spalten), C für eine Einheitsfläche von (4 Zeilen × 2 Spalten) und D für eine Einheitsfläche von (4 Zeilen × 4 Spalten).

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, werden die Abtastflächenein heiten von (2 Zeilen×1 Spalte) und (1 Zeile × 2 Spalten) bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht verwen det, weil diese Einheitsflächen kein klares oder schar fes Bild einer Gradationsvorlage mit Zeichenbildern wiederzugeben vermögen. Die schwarzen Punkte bei Z und A bis D in Fig. 3 sind Bewegungszentren, wenn die Abtasteinheitsfläche auf dem Zitterbild gemäß Fig. 2-c verschoben wird. Jede Zeile und Spalte ent spricht jeweils Pixeln (d.h. Bildelementen). Genauer gesagt, die Abtasteinheitsfläche von (2 Zeilen×4 Spal ten) entspricht einer Fläche von (2 Pixels×4 Pixels). Die Einheit von (1 Pixel×1 Pixel) wird als Abtast einheitsfläche gewählt, damit ein klares bzw. schar fes Bild von Zeichen aus einer Zeichen enthaltenden Original-Gradationsvorlage reproduziert werden kann. Erfindungsgemäß wird die geeignetste Einheitsfläche aus einer Vielzahl von Einheitsflächen gewählt. Für die Wahl der geeignetsten Einheitsfläche ist folgendes zu berücksichtigen:

Die Gradationsbestimmungsleistung eines Menschen ist für Bereiche niedriger Raumfrequenzen (Bereiche mit kleiner Änderung in Pixeldichtepegel) hoch und für Bereiche hoher Raumfrequenzen (Bereiche mit größerer Änderung des Pixeldichtepegels) niedrig. Wenn daher der Bereich niedriger Raumfrequenz mit steiler Gra dation unter Heranziehung einer großen Einheitsfläche ausgedrückt oder wiedergegeben wird, während der Bereich hoher Raumfrequenz mittels einer kleinen Einheitsfläche mit hoher Auflösung ausgedrückt oder wiedergegeben wird, kann insgesamt ein Halbtonbild hoher Güte reproduziert werden.

Die geschätzten oder auch taxierten Halbtonbilder gemäß Fig. 4-a bis 4-e werden in der Weise gewonnen oder abgeleitet, daß die Abtasteinheitsfläche auf eine der Einheitsflächen ge mäß Fig. 3 festgelegt, die Einheitsfläche auf dem Zitter bild gemäß Fig. 2-c verschoben, die Zahl der weißen oder schwarzen Pixels (gemäß Fig. 4 werden weiße Pixels gezählt) gezählt und die Zählung als geschätzter Wert des Halbtonbilds vorausgesetzt wird.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 4-a ein mit der Abtasteinheitsfläche Z in Fig. 3 gewonnenes Halbtonbild;

Fig. 4-b ein mit der Abtasteinheitsfläche A in Fig. 3 gewonnenes Halbtonbild;

Fig. 4-c ein mit der Abtasteinheitsfläche B in Fig. 3 gewonnenes Halbtonbild;

Fig. 4-d ein mit der Abtasteinheitsfläche C in Fig. 3 gewonnenes Halbtonbild; und

Fig. 4-e ein mit der Abtasteinheitsfläche D gemäß Fig. 3 gewonnenes oder abgeleitetes Halbtonbild.

Die obige Operation wird später noch erläutert werden.

Schritt 2

In diesem Schritt wird zunächst eine Maximal-Abtast einheitsfläche D gewählt. Wie in Verbindung mit Schritt 1 beschrieben, liegt der Grundgedanke der Erfindung darin, eine möglichst große Einheitsfläche zu wählen, sofern nicht eine Dichteänderung eines Original-Halbtonbilds in der (dieser) Einheitsfläche festgestellt wird. Gemäß Fig. 5 wird die Einheitsfläche daher in der folgenden Reihenfolge gewählt:

D - C - B - A - Z.

Die Methode zur Gewinnung oder Ableitung des Halbtonbilds gemäß Fig. 4-e ist nachstehend näher erläutert.

Gemäß Fig. 6 wird die in Fig. 3 festgelegte Abtastein heitsfläche D in der Ausgangsstellung auf einem Zitter bild umplaziert, so daß das bewegliche Zentrum oder Bewegungszentrum mit dem unteren rechten Schnittpunkt der zweiten Zeile und der zweiten Spalte koinzidiert (dieser Punkt ist im folgenden als (2, 2) bezeichnet). In diesem Fall ist bevorzugt jedes Pixel innerhalb der Einheitsfläche von der Einheitsfläche gemäß Fig. 6 voll kommen umfaßt. Dies bedeutet, daß vorzugsweise inner fehlender Teil eines Pixels, vorhanden sind. Zur Er leichterung des Verständnisses sind in Fig. 6 Schwarz werte durch diagonal schraffierte Quadrate ausgedrückt. Als nächstes werden die in dem mit der Einheitsfläche bedeckten Bereich enthaltenen weißen Pixels gezählt, und die Zählgröße wird als eine Schätzgröße des Halb tonbilds vorausgesetzt (assumed). Gemäß Fig. 6 befin den sich in dem mit der Abtasteinheitsfläche bedeckten oder von ihr umfaßten Bereich sieben weiße Pixels. Der Schätzwert eines in der ersten Zeile und ersten Spalte (1, 1) des geschätzten Halbtonbilds befindlichen Pixels wird daher zu 7 vorausgesetzt. Sodann wird durch Ver schiebung der Abtasteinheitsfläche um ein Pixel (im vorliegenden Fall um eine Spalte) die Zahl 7 durch Zäh len der weißen Pixel in dem von der vorliegenden Abtast einheitsfläche bedeckten Bereich bestimmt. Dieselben Vorgänge werden durch Verschieben der Abtasteinheits fläche um jeweils eine Spalte wiederholt, bis die Schätzoperation für die betreffende Zeile abgeschlos sen ist. Sodann wird die Abtasteinheitsfläche zur nächsten Zeile verschoben, so daß das Bewegungszentrum auf dem unteren rechten Schnittpunkt der dritten Zeile und der zweiten Spalte (3, 2) zu liegen kommt. Diese Vorgänge werden durch Verschieben der Abtasteinheits fläche bis zur letzten Zeile und letzten Spalte fort gesetzt, wobei die Schätzwerte des Halbtonbilds gewon nen oder ermittelt werden und sodann das Halbtonbild gemäß Fig. 4-e erzeugt wird.

Im folgenden ist das Verfahren zur Gewinnung des ge schätzten Halbtonbilds gemäß Fig. 4-c mittels der Ab tasteinheitsfläche B erläutert. Um das Bewegungszentrum der Abtasteinheitsfläche B mit demjenigen der Abtast einheitsfläche D als Maximal-Einheitsfläche koinzidie ren zu lassen, wird der Ausgangspunkt des Bewegungs zentrums der Abtasteinheitsfläche D auf die in Fig. 7 dargestellte Weise festgelegt. In dieser Stellung ent spricht die Zahl der weißen Pixels 2. Zum Angleichen der durch die Abtasteinheitsfläche D bedeckten oder umfaßten Pixelfläche an diejenige der Abtasteinheits fläche D gemäß Fig. 3 muß die Zahl der weißen Pixels mit 2 multipliziert werden. Die Zahl der weißen Pixels ergibt sich somit zu 2 × 2 = 4. Dabei wird die Vergröße rung (gain) der Abtasteinheitsfläche B als 2 bezeichnet. Auf ähnliche Weise wird der Vergrößerungswert der Abtast einheitsfläche gemäß Fig. 3 wie folgt abgeleitet: Z, 16; A, 1; C, 2.

Das geschätzte Halbtonbild gemäß Fig. 4-c wird durch Aus führung dieser Berechnung bei jedesmaliger Verschiebung der Abtasteinheitsfläche B um ein Pixel erhalten. Die geschätzten Halbtonbilder gemäß Fig. 4-a, 4-b, 4-d und 4-e werden auf dieselbe Weise erhalten oder abgeleitet, weshalb die entsprechenden Vorgänge nicht näher erläutert sind.

Nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann ein Halb tonbild in vergleichsweise zufriedenstellender Weise ge schätzt werden. Die Fig. 4-a bis 4-e veranschaulichen Daten von nach dem oben beschriebenen Verfahren gewonnenen oder abgeleiteten geschätzten Halbtonbildern. Da bei die sem Verfahren das Halbtonbild aus dem in Fig. 2-c ge zeigten Zitterbild, das weniger Informationen als das Originalbild gemäß Fig. 2-a enthält, geschätzt wird, kann mit diesem Verfahren möglicherweise nicht ein Bild repro duziert werden, das dem Originalbild völlig gleicht (vgl. Fig. 4-e). Das erhaltene Halbtonbild ist jedoch dem Originalbild im wesentlichen gleich oder ähnlich, mit Ausnahme der Abschnitte, in denen der Pixeldichtepegel plötzlichen Änderungen unterliegt. Die Schätzwerte des Halbtonbilds koinzidieren völlig mit den Original-Halb tonbildwerten, insbesondere dann, wenn keine Dichteände rung innerhalb der Abtasteinheitsfläche D vorliegt.

Wenn daher der Bereich niedriger Raumfrequenz mittels einer großen Einheitsfläche mit steiler Gradation und der Bereich hoher Raumfrequenz mittels einer kleinen Einheitsfläche mit hoher Auflösung ausgedrückt oder wiedergegeben wird, kann insgesamt ein Halbtonbild höherer Güte als das Halbtonbild gemäß Fig. 4 repro duziert werden.

Schritt 3

In diesem Schritt wird eine Größe oder ein Wert auf der Grundlage eines Verhältnisses zwischen weißen und schwarzen Bereichen innerhalb der gewählten Einheits fläche geschätzt, worauf der Schätzwert mittels einer Zittermatrix entsprechend der Größe der gewählten Ein heitsfläche wieder in einen Binärcode umgewandelt wird.

In diesem Schritt wird ein Schätzwert des Halbtonbilds gewonnen oder abgeleitet, wobei vorausgesetzt wird, daß digitale Binärbilder bereits in einer Speichereinheit gespeichert worden sind; mehrere Abtasteinheitsflächen werden für die digitalen Binärbilder gesetzt bzw. vor gegeben, und die Digitalbilder werden mittels einer vorbestimmten Rechenoperation verarbeitet; die ge eignetste Abtasteinheitsfläche wird für jedes Pixel aus der Anzahl der Abtasteinheitsflächen gewählt; die Zahl der weißen (oder schwarzen) Pixels in der gewählten Abtasteinheitsfläche wird bestimmt; und der Schätzwert des Halbtonbilds wird abgeleitet. Für die erwähnte, vor bestimmte Rechenoperation wird ein Algorithmus ange wandt, so daß größere und kleinere Einheitsflächen für einen Bereich niedriger Raumfrequenz (mit geringerer Änderung im Pixeldichtepegel) bzw. einen Bereich hoher Raumfrequenz (mit größerer Änderung im Pixeldichtepegel) gewählt werden.

Der Programmfluß oder Vorgang ist im folgenden anhand von Fig. 8 weiter erläutert. Zunächst wird auf oben beschriebene Weise die Abtasteinheitsfläche D gewählt. Gemäß Fig. 8-a wird die Abtasteinheitsfläche D in der vorbestimmten Stellung gemäß Fig. 6 plaziert, die ein Beispiel für die Anfangsstellung des Zitterbilds ge mäß Fig. 2-c darstellt. Die Zählung der weißen Pixels innerhalb der Einheitsfläche ergibt die Zahl 7. Unter der Voraussetzung, daß die Zahl der weißen Pixels den mittleren Pixeldichtepegel ergibt, wird die Zahl 7 für jedes Pixel in der Einheitsfläche vorgegeben (vgl. Fig. 8-b). Das in Fig. 8-d gezeigte Binärbild (wiederumgewandelte Binärbild) wird durch Binärcodierung des mittleren Pixeldichtepegelbilds gemäß Fig. 8-b unter Heranziehung der Schwellenwertmatrix gemäß Fig. 8-c erhalten.

Schritt 4

In diesem Schritt wird bestimmt, ob das wiederumgewan delte Binärbild mit dem Original-Binärbild koinzidiert (bzw. übereinstimmt) oder nicht.

Der Bestimmungsvorgang ist nachstehend anhand von Fig. 8 beschrieben. Das wiederumgewandelte Binärbild gemäß Fig. 8-d wird mit dem Original-Binärbild gemäß Fig. 8-a verglichen. Ersichtlicherweise koinzidieren die Muster gemäß Fig. 8-a und 8-d nicht miteinander. Diese Nicht- Koinzidenz zeigt, daß diese Bilder unterschiedliche Pixel dichtepegel aufweisen. Aus diesem Grund ist die Abtast einheitsfläche D für diesen Bereich ungeeignet. Die Abtasteinheitsfläche D wird in Vorgang oder Methode (1) nicht gewählt. Der Verfahrensfluß geht darauf auf den Schritt 5 über.

Schritt 5

In diesem Schritt wird eine nächste Abtasteinheitsfläche gewählt.

Die Abtasteinheitsfläche C wird gemäß der Wählreihenfolge nach Fig. 5 gewählt, und die in Schritten 3 und 4 be schriebenen Vorgänge werden wiederholt. Gemäß Fig. 8-e wird das Bewegungszentrum der Abtasteinheitsfläche C in der Anfangs- oder Ausgangsstellung gemäß Fig. 2-c plaziert, welche der Stellung des Bewegungszentrums der Einheitsfläche D entspricht. Die Zählung der weißen Pixel in der Abtasteinheitsfläche ergibt die Zahl 4. Unter der Voraussetzung, daß durch Multiplizieren von 4 mit der Vergrößerung 2 der mittlere Pixeldichtepegel von 8 erhalten wird, wird für jedes Pixel in der Einheits fläche die Zahl 8 vorgegeben (vgl. Fig. 8-f). Das wie derumgewandelte Binärbild gemäß Fig. 8-h wird durch Binärcodierung des mittleren Pixeldichtepegelbilds gemäß Fig. 8-f mittels der Schwellenwertmatrix nach Fig. 8-g erhalten, welche aus den zweiten und dritten Spalten der Schwellenwertmatrix nach Fig. 2-b und Fig. 8-c, d.h. einer Schwellenwertmatrix innerhalb der Einheits fläche, besteht. Das wiederumgewandelte Binärbild gemäß Fig. 8-h wird mit dem Original-Binärbild gemäß Fig. 8-e verglichen. Ersichtlicherweise koinzidieren die Muster gemäß Fig. 8-e und 8-h nicht miteinander. Diese Nicht-Koinzidenz zeigt an, daß diese Bilder unter schiedliche Pixeldichtepegel besitzen. Die Abtasteinheits fläche C ist daher für diesen Bereich ungeeignet. Im Vor gang (2) wird (infolgedessen) die Abtasteinheitsfläche C nicht gewählt. Der Verfahrensablauf kehrt daher zur Durch führung der Schritte 3 und 4 zurück. Als nächstes wird die Abtasteinheitsfläche B gewählt. Gemäß Fig. 8-c ist die Abtasteinheitsfläche B in der Anfangsstellung gemäß Fig. 2-c plaziert. Die Zählung der weißen Pixels innerhalb der Abtasteinheitsfläche liefert die Zahl 2. Unter der Voraus setzung, daß durch Multiplizieren der Zahl 2 mit der Ver größerung 2 der mittlere Pixeldichtepegel von 4 erzielt wird, wird für jedes Pixel innerhalb der Einheitsfläche 4 vorgegeben (vgl. Fig. 8-j). Das wiederumgewandelte Binärbild gemäß Fig. 8-l wird durch Binärcodieren des mittleren Pixeldichtepegelbilds gemäß Fig. 8-j mittels der Schwellenwertmatrix nach Fig. 8-k erhalten. Das wieder umgewandelte Binärbild gemäß Fig. 8-l wird mit dem Original- Binärbild nach Fig. 8-i verglichen. Wie aus diesen Dar stellungen hervorgeht, koinzidieren diese Muster mitein ander. Diese Koinzidenz zeigt an, daß in der Abtastein heitsfläche keine Pixeldichtepegeländerung vorhanden ist. Die Abtasteinheitsfläche B ist somit für diesen Bereich geeignet. Wenn keine Koinzidenz erzielt wird, kehrt der Verfahrensablauf (zum Ausgangspunkt) zurück, und dieselben Vorgänge werden wiederholt, bis die letzte Abtasteinheits fläche (im vorliegenden Fall die Abtasteinheitsfläche Z) gewählt ist. Dies bedeutet, daß die letztlich zu wählende Abtasteinheitsfläche die Einheitsfläche Z ist.

Schritt 6

In diesem Schritt wird der Schätzwert bestimmt, der anhand der koinzidierenden Einheitsfläche im Vergleich der Binär bilder als Schätzwert des Halbtonbilds in Pixel erzielt wird.

Wenn auf beschriebene Weise die Abtasteinheitsfläche B gewählt ist oder wird, liegen in dieser Fläche zwei weiße Pixels vor. Da die Vergrößerung oder der Ver größerungsfaktor (gain) der Abtasteinheitsfläche B gleich 2 ist, entspricht der Schätzwert des Bilds 2 × 2 = 4. Der Pixeldichtepegel gemäß Fig. 8-j ist somit der Schätzwert des Bilds. Das geschätzte Halb tonbild gemäß Fig. 9 wird durch Ausführung der er wähnten Operation für jedes Pixel im Zitterbild (Binärbild) gemäß Fig. 2-c erzielt.Die gewählten Abtasteinheitsflächen zur Gewinnung oder Ableitung des geschätzten Halbtonbilds sind folgende:

Fig. 10 veranschaulicht alle gewählten Abtasteinheits flächen für jedes Pixel. Da das geschätzte Halbtonbild gemäß Fig. 9 unter Verwendung großer Abtasteinheits flächen für Bereiche mit geringer Änderung im Pixel dichtepegel und kleiner Abtasteinheitsflächen für Be reiche mit größerer Änderung im Pixeldichtepegel ge wonnen oder abgeleitet wird, entspricht das geschätzte Halbtonbild der Sehempfindung eines Menschen. Das ge schätzte Halbtonbild ist daher dem Original-Halbton bild außerordentlich stark ähnlich.

Schritt 7

In diesem Schritt wird das erhaltene geschätzte Halbton bild vergrößert oder verkleinert und sodann das vergrößerte oder verkleinerte Bild wieder in ein Binärbild umgesetzt. Fig. 11 ist ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung des Prozesses für die Vergrößerung oder Verkleinerung des geschätzten Halbtonbilds. Dabei wird das nach dem er findungsgsgemäßen Verfahren geschätzte Halbtonbild ver größert oder verkleinert, mit (oder mittels) einer Schwellenwertmatrix verarbeitet und wieder in ein Binär bild umgesetzt. Für die Vergrößerung oder Verkleinerung des Bilds wird beispielsweise eine Interpolations methode angewandt.

Fig. 12-a veranschaulicht ein nach der Methode der größten Annäherung (Nearest Neighborhood method) aus dem Halbtonbild gemäß Fig. 9 gewonnenes vergrößertes (7Halbtonbild. Fig.12-b veranschaulicht ein verkleinertes (Halbtonbild desselben Bilds. Die wiederumgewandelten Binärbilder (vergrößerte und verkleinerte Zitterbilder) gemäß Fig. 12-e und 12-f werden von diesen Halbtonbildern durch Binärcodierung dieser vergrößerten oder verkleinerten Bilder unter Anwendung der Zittermatrizes gemäß Fig. 12-c bzw. 12-d erhalten. Für diese Zitterbilder wird ein nach einem systematischen Zitterverfahren gewonnenes Zitterbild oder ein Punktstreuungs-Zitterbild, bei dem Schwellen werte gleichmäßig in einer Punktanordnung verteilt oder gestreut sein können, gegenüber Zitterbildern bevorzugt, die nach zufälligen oder bedingten Zitter verfahren erhalten werden. Besonders bevorzugt wird das Bayer-Zitterbild, in welchem die Schwellenwerte vollständig gestreut oder verteilt (dispersed) sind.

Gemäß vorstehender Beschreibung wird die Zahl der weißen Pixels innerhalb einer Abtasteinheitsfläche zum Schätzen oder Abschätzen eines Halbtonbilds gezählt; die Erfin dung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Für densel ben Zweck können auch die schwarzen Pixels gezählt wer den.

Gemäß obiger Beschreibung werden Halbtöne (Halbtonbilder) durch Abtastung jedes einzelnen Pixels gewonnen; die Er findung ist jedoch auch hierauf nicht beschränkt. Zum selben Zweck können zwei oder mehr Pixels abgetastet werden. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel werden vier Arten von Abtasteinheitsflächen als Beispiel für die Anzahl von Abtasteinheitsflächen gewählt. Die Er findung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt, vielmehr können Arten von Einheitsflächen mit einer Ein heitsfläche von (1 Zeile × 1 Spalte) verwendet werden. Außerdem sind auch die Größen der Einheitsflächen nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt, vielmehr können beliebige Größen von Einheitsflächen, einschließ lich einer Einheitsfläche von (1 Zeile × 1 Spalte), an gewandt werden.

Gemäß obiger Beschreibung wendet das Verfahren gemäß der Erfindung eine Anzahl von Abtasteinheitsflächen mit zu mindest einer Einheitsfläche von (1 Pixel × 1 Pixel) an und wählt eine Abtasteinheitsfläche für jedes Pixel nach einem vorbestimmten Bestimmungs- oder Entscheidungs prozeß. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Binär bild in ein Halbtonbild umgesetzt, das Halbtonbild ver größert oder verkleinert und in ein binär codiertes Bild zurück umgesetzt, worauf ein vergrößertes oder verkleiner tes Binärbild erhalten wird. Wenn das Binärbild in ein Halbtonbild umgesetzt wird, wird ein Zitterbild, das im wesentlichen ein Halbtonbild darstellt, als ein dem Originalbild ähnliches Bild geschätzt, so daß Zeichen oder Linienbilder als ursprüngliches weißes oder schwar zes Bild erhalten bleiben können.

Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem eine Anzahl von Abtasteinheitsflächen pro Pixel am oder im zu schätzenden Halbtonbild vorgegeben und auf dem mittels einer Zittermatrix gewonnenen Zitterbild ver schoben werden, nur eine Abtasteinheitsfläche, die vor bestimmten Bedingungen genügt, aus einer Anzahl von Ab tasteinheitsflächen durch Verschieben einer solchen Fläche mit einer Pixeleinheit des Zitterbilds gewählt wird und ein Halbtonbild auf der Grundlage des Verhältnisses zwi schen weißen und schwarzen Bereichen innerhalb der Ab tasteinheitsfläche geschätzt wird, kann die Halbtonbild- Schätzmethode durch die folgenden ersten und zweiten Methoden ersetzt werden:

Bei der ersten Wählmethode wird nur eine Abtasteinheits fläche gewählt, indem für jede Abtastfläche das Zitter bild innerhalb der Abtasteinheitsfläche mit dem Binär bild verglichen wird, das von einem Halbtonbild erhal ten wird, welches auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen weißen und schwarzen Bereichen innerhalb der Abtasteinheitsfläche unter Anwendung einer Zittermatrix in der Abtasteinheitsfläche erzeugt wird. Nach der zwei ten Wählmethode wird nur eine Abtasteinheitsfläche durch Ausführung einer vorbestimmten Rechenoperation auf der Grundlage der weißen und schwarzen Bereiche innerhalb der Abtasteinheitsfläche gewählt.

Fig. 13 ist ein Ablaufdiagramm für eine andere Ausfüh rungsform der Erfindung. In diesem Zusammenhang wird ein systematisches Zitterverfahren unter Verwendung einer Bayer-Matrix von (8 × 8) als Schwellenwertmatrix erläutert.

Schritt 1

In diesem Schritt werden mehrere Einheitsflächen für jedes Pixel in einem aus weißen und schwarzen Bereichen bestehenden Zitterbild gesetzt oder vorgegeben.

Die Fig. 14-a bis 14-c veranschaulichen Beispiele für Matrizes zur Erläuterung der Erfindung.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 14-a ein in Digitaldaten umgesetztes Original-Halb tonbild;

Fig. 14-b eine Bayer-Zitterschwellenwertmatrix von (8 × 8) und

Fig. 14-c ein Zitterbild (monochromatisches Binärbild) des Originalbilds gemäß Fig. 14-a, mittels der Schwel lenwertmatrix gemäß Fig. 14-b umgewandelt. Die Bayer- Schwellenwertmatrix ist eine solche, die ein Zittermuster mit Streuungspunkten gemäß Fig. 14-b erzeugt.

Fig. 15 veranschaulicht Beispiele für eine Anzahl von erfindungsgemäß angewandten Abtasteinheitsflächen. Im einzelnen bedeuten:

A = Einheitsfläche von (2 Zeilen × 2 Spalten), B = Einheitsfläche von (2 Zeilen × 4 Spalten), C = Einheitsfläche von (4 Zeilen × 3 Spalten), D = Einheitsfläche von (4 Zeilen × 4 Spalten), E = Einheitsfläche von (4 Zeilen × 8 Spalten), F = Einheitsfläche von (8 Zeilen × 4 Spalten) und G = Einheitsfläche von (8 Zeilen × 8 Spalten).

Die in den Einheitsflächen A bis G angegebenen schwarzen Punkte stellen die Bewegungszentren beim Verschieben der Einheitsfläche auf dem Zitterbild gemäß Fig. 14-c dar.

Die geschätzten Halbtonbilder gemäß Fig. 16-a bis 16-g werden wie folgt gewonnen oder abgeleitet:

Die Abtasteinheitsfläche wird auf eine der Flächen ge mäß Fig. 15 festgelegt, die Einheitsfläche wird auf dem Zitterbild gemäß Fig. 14-c verschoben, die weißen oder schwarzen Pixels (im vorliegenden Fall die weißen Pixels) werden gezählt und die Zählung wird als Schätzwert für das Halbtonbild vorausgesetzt.

Im einzelnen zeigen die Fig. 16-a bis 16-g jeweils ein mit der Abtasteinheitsfläche A, B, C, D, E, F bzw. G gemäß Fig. 15 gewonnenes Halbtonbild.

Im folgenden ist zunächst eine Methode oder ein Vorgang zur Gewinnung des Halbtonbilds gemäß Fig. 16-g erläutert. Die Abtasteinheitsfläche G gemäß Fig. 15 wird in der Ausgangs- oder Anfangsstellung auf einem Zitterbild gemäß Fig. 17 so plaziert, daß das Bewegungszentrum mit dem unteren rechten Schnittpunkt der vierten Zeile und vierten Spalte koinzidiert (dieser Punkt wird - ähnlich wie vorher - als Punkt (4, 4) bezeichnet). Das Zitterbild gemäß Fig. 17 ist ein Teil des Zitter bilds gemäß Fig. 14-c. In diesem Fall ist bevorzugt jedes in der Einheitsfläche enthaltene Pixel gemäß Fig. 17 vollständig von der Einheitsfläche einge schlossen. Zur besseren Veranschaulichung sind in dieser Figur Schwarzwerte durch diagonal schraffierte Quadrate ausgedrückt. Sodann werden die weißen Pixel in dem von der Einheitsfläche G umschlossenen Bereich gezählt, wobei der Zählwert als Schätzwert für das Halb tonbild vorausgesetzt wird. Gemäß Fig. 17 sind in dem von der Abtasteinheitsfläche G umschlossenen Bereich 21 weiße Pixels enthalten. Der Schätzwert von erster Zeile und erster Spalte (1, 1) des geschätzten Halb tonbilds wird daher zu 21 vorausgesetzt. Bei Verschie bung der Abtasteinheitsfläche G um ein Pixel (im vor liegenden Fall um eine Spalte) wird sodann die Zahl der weißen Pixel in dem durch die vorliegende Abtast einheitsfläche G umschlossenen Bereich zu 20 bestimmt. Dieselben Vorgänge werden durch jeweilige Verschiebung der Abtasteinheitsfläche um jeweils eine Spalte wieder holt, bis die Schätzoperation für die (betreffende) Zeile abgeschlossen ist. Sodann wird die Abtasteinheitsfläche O bzw. G zur nächsten Zeile verschoben, so daß das Bewe gungszentrum auf dem unteren rechten Schnittpunkt von fünfter Zeile und vierter Spalte (5, 4) zu liegen kommt. Diese Vorgänge werden durch Verschieben der Abtastein heitsfläche bis zur letzten Zeile und letzten Spalte wiederholt, wobei die Schätzwerte des Halbtonbilds gewonnen werden, worauf das Halbtonbild gemäß Fig. 16-g erzeugt wird.

Im folgenden ist die Ableitung des geschätzten Halbton bilds gemäß Fig. 16-d mittels der Abtasteinheitsfläche D im einzelnen erläutert. Um das Bewegungszentrum der Ab tasteinheitsfläche D mit dem der Fläche G als maximale Abtasteinheitsfläche koinzidieren zu lassen, wird der Ausgangspunkt des Bewegungszentrums der Fläche D ge mäß Fig. 18 vorgegeben. In dieser Stellung sind drei weiße Pixel vorhanden. Zum Angleichen der von der Fläche D umschlossenen Pixelfläche an diejenige der Fläche G gemäß Fig. 15 muß die Zahl der weißen Pixels mit 4 multipliziert werden. Die Zahl der weißen Pixels ergibt sich somit zu 3 × 4 = 12.

In diesem Fall ist die Vergrößerung (gain) der Abtast einheitsfläche D mit 4 vorgegeben. Auf ähnliche Weise wird jeder Vergrößerungswert für die Abtasteinheits flächen gemäß Fig. 15 wie folgt vorgegeben:

A = 16; B = 8; C = 2; E = 2; F = 2 und G = 1.

Das geschätzte Halbtonbild gemäß Fig. 16-d wird durch Ausführung dieser Berechnung bei jedesmaliger Verschie bung der Abtasteinheitsfläche D um ein Pixel erhalten. Die geschätzten Halbtonbilder gemäß Fig. 16-a bis 16-c, 16e und 16-f werden auf dieselbe Weise erzielt, weshalb die einzelnen Vorgänge nicht näher erläutert sind.

Nach dem beschriebenen Verfahren kann ein Halbtonbild auf ziemlich zufriedenstellende Weise abgeschätzt wer den. Die Fig. 16-a bis 16-g sind Darstellungen von Daten für nach dem beschriebenen Verfahren abgeschätzte Halb tonbilder. Da bei diesem Verfahren das Halbtonbild an hand des Zitterbilds gemäß Fig. 14-c geschätzt wird, das weniger Information enthält als das in Fig. 14-a gezeigte ursprüngliche oder Originalbild, kann das Ver fahren möglicherweise nicht ein Bild reproduzieren, das dem Originalbild völlig ähnlich bzw. gleich ist (vgl. Fig. 16). Das erzielte Halbtonbild entspricht jedoch weitgehend dem Originalbild, außer in den Bereichen, in denen sich der Pixeldichtepegel plötzlich ändert. Die Schätzwerte der Halbtonbilder koinzidieren völlig mit den Original-Halbtonbildwerten, insbesondere dann, wenn keine Pixeldichtepegeländerung innerhalb der Ab tasteinheitsfläche G vorliegt.

Schritt 2

In diesem Schritt wird eine Einheitsfläche durch Ver gleichen eines wiederumgewandelten oder -umgesetzten Binärbilds mit dem Zitterbild innerhalb der Einheits fläche in einer vorbestimmten Wählreihenfolge für die Einheitsfläche gewählt, wobei das wiederumgewandelte Binärbild durch Wiederumwandeln eines Halbtonbilds, das auf der Grundlage eines Verhältnisses zwischen weißen und schwarzen Bereichen innerhalb der gewählten Einheitsfläche erzeugt wurde, in ein Binärbild unter Verwendung einer Zittermatrix entsprechend der gewähl ten Einheitsfläche erhalten wird.

Unter der Voraussetzung, daß digitale Binärbilder bereits in einer Speichereinheit abgespeichert worden sind, wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Schätzwert für das Halbtonbild in der Weise erhalten, daß mehrere Ab tasteinheitsflächen für das digitale Binärbild vorge geben werden, die digitalen Bilder in einer vorbestimm ten Rechenoperation verarbeitet werden, die zweckmäßigste Abtasteinheitsfläche für jedes Pixel aus der Anzahl von Abtasteinheitsflächen gewählt wird, die Zahl der weißen (oder schwarzen) Pixel innerhalb der gewählten Einheits fläche bestimmt wird und der Schätzwert des bzw. für das Halbtonbild(s) abgeleitet wird. Für die vorbestimmte Rechenoperation wird ein Algorithmus angewandt, so daß größere und kleinere Einheitsflächen für einen Bereich niedriger Raumfrequenz (mit geringerer Änderung des Pixeldichtepegels) bzw. einen Bereich hoher Raumfre quenz (mit größerer Änderung des Pixeldichtepegels) gewählt werden. Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, daß eine möglichst große Abtasteinheitsfläche gewählt wird, sofern nicht in der Einheitsfläche eine Dichteänderung eines Original-Halbtonbilds festgestellt wird.

Fig. 19 zeigt eine Wählreihenfolge für die Einheits flächen bei der Erfindung. Unter Zugrundelegung der Abtasteinheitsfläche D als Bezugseinheitsfläche wird nach der ersten, nachstehend beschriebenen Methode die zweckmäßigste Einheitsfläche in der folgenden Reihen folge gewählt:

D - C - B - A.

Wenn nach der ersten Methode die zweckmäßigste Einheits fläche nicht gewählt werden kann, wird nach der zweiten Methode die zweckmäßigste Einheitsfläche in der Reihen folge D - E - G oder D - F - G gewählt.

Methode 1

Zunächst wird die Abtasteinheitsfläche D geprüft. Gemäß Fig. 20-a wird das Bewegungszentrum der Einheitsfläche D in der Stellung (5, 8) gemäß Fig. 14-c plaziert (diese Stellung entspricht dem Pixel (2, 3) des geschätzten Halbtonbilds nach Fig. 16-d). Die Zählung der weißen Pixels in der Einheitsfläche ergibt 6. Unter der An nahme, daß der mittlere Pixeldichtepegel, erreicht durch Multiplizieren der Zahl der weißen Pixels von 6 mit der Vergrößerung von 4, gleich 24 ist, wird für je des Pixel in der Einheitsfläche gemäß Fig. 20-b die Zahl 24 vorgegeben. Das Zitterbild gemäß Fig. 20-d wird durch Binärcodierung des mittleren Pixelpegelbilds gemäß Fig. 20-b mittels der Schwellenwertmatrix nach Fig. 20-c erhalten. Dieses wiederumgewandelte Binärbild gemäß Fig. 20-d wird mit dem Original-Zitterbild nach Fig. 20-a verglichen, wobei bestimmt wird, daß diese Muster nicht miteinander koinzidieren. Diese Nicht-Koinzidenz gibt das Vorhandensein von Pixeldichtepegeländerungen im Original-Halbtonbild innerhalb der Einheitsfläche D an. Letztere ist daher für diesen Bereich ungeeig net, und sie wird in der Methode (1) nicht gewählt. Der Verfahrensablauf geht sodann auf die Methode (2) über. Wenn die in Fig. 20-a und 20-d gezeigten Muster miteinander koinzidieren, wird hierdurch angezeigt, daß durch die bzw. in der Abtasteinheitsfläche D keine Pixeldichtepegeländerung festgestellt werden kann. Infolgedessen ist keine kleinere Einheitsfläche als die Einheitsfläche D nötig, und der Ablauf geht auf Schritt 4 über.

Methode (2)

In diesem Fall wird die Einheitsfläche C gewählt. Ge mäß Fig. 20-e wird das Bewegungszentrum der Einheits fläche C in der Stellung (5, 6) gemäß Fig. 14-c plaziert, welche der Stellung des Bewegungszentrums der Einheits fläche D entspricht. In der Einheitsfläche werden zwei weiße Pixel gezählt. Unter der Annahme, daß der mitt lere Pixelpegel aufgrund der Multiplikation der Zahl der weißen Pixel von 2 mit der Vergrößerung von 8 = 16 ist, wird für jedes Pixel in der Einheitsfläche gemäß Fig. 20-f die Zahl 16 vorgegeben. Das Zitterbild ge mäß Fig. 20-h wird durch Binärcodierung des mittleren Pixelpegelbilds gemäß Fig. 20-f unter Anwendung der Schwellenwertmatrix nach Fig. 20-g erhalten, welche aus der zweiten und dritten Spalte der Schwellen wertmatrix gemäß Fig. 20-c besteht. Das wiederumge wandelte Binärbild gemäß Fig. 20-h wird mit dem Ori ginal-Zitterbild nach Fig. 20-e verglichen, wobei fest gestellt wird, daß diese Muster miteinander koinzidie ren. Diese Koinzidenz zeigt an, daß im Original-Halb tonbild innerhalb der Einheitsfläche C keine Änderung des Pixeldichtepegels vorliegt. Die Einheitsfläche C ist daher für diesen Bereich geeignet. Wenn diese Muster nicht koinzidieren, kehrt der Ablauf zur Methode (3) zurück, in welcher die nächste Einheits fläche B untersucht oder geprüft wird.

Methode (3)

In diesem Fall werden diese Vorgänge wie in Methode (1) und (2) ausgeführt, doch ist diese Methode beim be schriebenen Ausführungsbeispiel nicht erforderlich. Wenn nämlich in Methode (3) noch keine Koinzidenz zwischen den Mustern erreicht ist,wird die nächste Einheitsfläche A geprüft. Auch wenn bei Anwendung der Mindest-Einheitsfläche A immer noch keine Koinzidenz erzielt wird, wird diese Fläche A als geeignete Ein heitsfläche gewählt.

Während bei diesem Ausführungsbeispiel die Abtastein heitsfläche C gewählt wird oder ist, sind in der ge wählten Einheitsfläche C zwei weiße Pixel vorhanden. Da der Vergrößerungsfaktor für die Einheitsfläche C gleich 8 ist, entspricht der Schätzwert für das Bild 2 × 8 = 16 (vgl. Fig. 20-f).

Schritt 3

In diesem Schritt wird festgestellt, ob in Schritt 2 eine Abtasteinheitsfläche bestimmt worden ist oder nicht.

Wie in Methode (1) von Schritt 2 beschrieben, wird auf das Nicht-Vorhandensein einer Abweichung oder Änderung des Pixeldichtepegels entschieden, wenn das wiederumge wandelte Binärbild gemäß Fig. 20-d mit dem Original-Binär bild gemäß Fig. 20-a koinzidiert bzw. übereinstimmt. An diesem Punkt ist die Wahl der Abtasteinheitsfläche abgeschlossen, weil die Gradation abnimmt, wenn eine andere Einheitsfläche, die kleiner ist als die vor liegende Einheitsfläche, gewählt wird. In diesem Fall kann daher die in Schritt 2 erläuterte erste Methode nicht angewandt werden, weshalb die zweite Methode an gewandt werden sollte.

Schritt 4

In diesem Schritt wird nur eine Einheitsfläche mittels einer vorbestimmten Berechnung auf der Grundlage der weißen oder schwarzen Bereiche in einer Anzahl von Ab tasteinheitsflächen gewählt.

Die Einheitsflächen D bis G gemäß Fig. 25 werden ange wandt. Unter der Voraussetzung, daß die Zahl der weißen Pixel in jeder Einheitsfläche gleich d bis g ist, las sen sich die keine Änderung des Pixeldichtepegels an gebenden Bedingungen wie folgt definieren:

| 2d - e | ≦ 1 (11)
| 2d - f | ≦ 1 (12)
| 2e - g | ≦ 1 (13)
| 2f - g | ≦ 1 (14)

Wenn jede Bedingungsformel erfüllt ist, wird eine Mar kierung 0 gesetzt; ist dies nicht der Fall, so wird eine Markierung X gesetzt. Die zu wählende Einheitsfläche sollte der in Fig. 21 dargestellten entsprechen. In dieser Figur steht das Symbol für die Markierung 0 oder X. Wenn beispielsweise die Bedingungsformeln (11) und (12) nicht erfüllt sind, wird die Einheitsfläche D gewählt, ohne festzustellen, ob die Bedingungen (13) und (14) erfüllt sind Wenn die Bedingung (11) erfüllt ist, jedoch nicht die Bedingung (12), wird die Einheits fläche E gewählt. Wenn zwar die Bedingung (12), nicht aber die Bedingung (11) erfüllt ist, wird die Einheits fläche F gewählt. Wenn die Bedingungen (11) bis (14) erfüllt sind, wird die Einheitsfläche G gewählt. Mit der angegebenen Bedingung wird eine optimale Einheits fläche unter der Voraussetzung oder Annahme gewählt, daß jedes Bewegungszentrum der Einheitsflächen D bis G, da z.B. eine Abtasteinheitsfläche in Schritt 2 nicht be stimmt ist, auf den rechten unteren Schnittpunkt des Pixels (4, 4) im Zitterbild gemäß Fig. 14-c gesetzt ist. In diesem Fall werden die folgenden Beziehungen erhalten:

d = 3, e = 9, f = 8, g = 21

Zunächst werden die Formeln bzw. Bedingungen (11) und (12) berechnet:

| 2d - e | = | 6 - 9 | = 3;
Bedingung (11) nicht erfüllt
| 2d - f | = | 6 - 8 | = 2;
Bedingung (12) nicht erfüllt

Die optimale Flächeneinheit ist daher die Einheit D gemäß Fig. 21. Sodann wird ein Schätzwert des Pixels der ersten Zeile und ersten Spalte im Halbtonbild bei Wahl der Flächeneinheit D abgeleitet. Die Zahl (d) der weißen Pixels beträgt 3, wenn das Bewegungszen trum der Flächeneinheit D im vorliegenden Beispiel auf die Stellung (4, 4) gesetzt ist, und der Ver größerungsfaktor der Flächeneinheit D beträgt 4. In folgedessen entspricht der Schätzwert des Halbtonbilds 3 × 4 = 12.

Auf die vorstehend beschriebene Weise wird eine optimale Abtasteinheitsfläche für jedes Pixel gewählt. Fig. 22 ist ein die obigen Ausführungen zusammenfassendes Ablauf diagramm zur Verdeutlichung der Operation bei der Wahl der Abtasteinheitsfläche.

Schritt 5

In diesem Schritt wird ein Halbtonbild auf der Grundlage der gewählten Abtasteinheitsfläche abgeschätzt oder er mittelt.

Nach der oben beschriebenen ersten oder zweiten Methode wird stets eine optimale Abtasteinheitsfläche pro Pixel gewählt. Infolgedessen kann ein Halbtonbild auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen weißen und schwarzen Bereichen innerhalb der gewählten Einheits fläche geschätzt oder ermittelt werden. Beispielsweise kann die Zahl der weißen Pixel in der Abtastflächen einheit als der Schätzwert vorausgesetzt werden.

Fig. 23 veranschaulicht das aus dem Binärbild gemäß Fig. 14-c gewonnene geschätzte Halbtonbild. Für die Gewinnung oder Ableitung des geschätzten Halbtonbilds werden die folgenden Abtasteinheitsflächen gewählt:

Fig. 23-b veranschaulicht alle gewählten Abtasteinheits flächen für jedes Pixel. Da das geschätzte Halbtonbild gemäß Fig. 23-a unter Anwendung großer Abtasteinheits flächen für Bereiche mit geringer Änderung im Pixel dichtepegel und kleiner Abtasteinheitsflächen für Be reiche mit größerer Änderung im Pixeldichtepegel ge wonnen oder abgeleitet wird, entspricht das geschätzte Halbtonbild dem menschlichen Sehempfinden. Das ge schätzte Halbtonbild entspricht somit weitgehend dem Original-Halbtonbild gemäß Fig. 14-a.

Anhand von Fig. 1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem ein von einem Zitterbild gewonnenes geschätztes Halbton bild vergrößert oder verkleinert und das vergrößerte oder verkleinerte Pixel wieder in ein Binärbild umge setzt wird. Wie bei der Vergrößerungs- oder Verkleine rungsoperation kann ein erneut umgesetztes Binärbild mittels einer Durchführung einer Gradationsumwandlung oder einer Filterung des geschätzten Halbtonbilds ge wonnen werden.

Fig. 24 ist ein Ablaufdiagramm einer Operation zum Um wandeln der Gradation eines geschätzten Halbtonbilds. Dabei wird die Gradation eines erfindungsgemäß erhal tenen geschätzten Halbtonbilds umgewandelt oder umge setzt, wobei man aus dem umgewandelten Bild unter An wendung einer Schwellenwertmatrix ein erneut umge setztes oder umgewandeltes Binärbild erhält. Die Kenn linien der Gradationsumwandlung sind aus Fig. 25 ent nehmbar. In Fig. 25 stehen f 1 und f 2 für Gradations umwandlungs-Kennlinien; auf der Abszisse ist die Ein gabe, auf der Ordinate die Ausgabe aufgetragen; die jeweiligen Ziffern stehen für Pixeldichtepegel.

Fig. 26-a zeigt ein Halbtonbild, dessen Gradation mit tels der Kurve oder Kennlinie f 1 nach Fig. 25 aus dem Bild gemäß Fig. 23-a umgewandelt worden ist; Fig. 26-b zeigt ein entsprechendes Halbtonbild, dessen Gradation nach der Kurve f 2 gemäß Fig. 25 umgewandelt worden ist; Fig. 26-c zeigt ein binäres Bild des Bilds gemäß Fig. 26-a, mittels der beschriebenen Bayer-Zittermatrix von (8 × 8) binär codiert; Fig. 26-d zeigt ein binär codiertes Bild des Bilds gemäß Fig. 26-b. In den Fig. 26-c und 26-d stehen "1" und "0" für weiße bzw. schwarze Pixel. Wie aus diesen Figuren hervorgeht, sind die Binärbilder je nach der angewandten Gradationsumwandlungscharakteristik stark voneinander verschieden.

Fig. 27 veranschaulicht in einem Ablaufdiagramm die Fil terung an einem geschätzten Halbtonbild. Dabei wird aus dem gefilterten Halbtonbild ein erneut umgesetztes Binär bild unter Anwendung einer Schwellenwertmatrix erhalten. Die Eigenschaften des Filters sind aus Fig. 28 entnehm bar. Fig. 28-a veranschaulicht ein Hochpaß-Faltungsfil ter, und Fig. 28-b verdeutlicht ein Tiefpaß-Faltungs filter. Bei Filterung des geschätzten Halbtonbilds ge mäß Fig. 23-a mittels der Hoch- und Tiefpaß-Faltungs filter gemäß Fig. 28-a bzw. 28-b werden die Hochpaß bzw. Tiefpaß-Halbtonbilder gemäß Fig. 29-a bzw. 29-b erhalten. Durch Umwandeln dieser Halbtonbilder in Binärbilder mit der Zittermatrix gemäß Fig. 29-c wer den Hochpaß- bzw. Tiefpaß-Zitterbilder gemäß Fig. 29-d bzw. 29-e erhalten. In diesen Figuren stehen "1" und "0" für weiße bzw. schwarze Pixel. Bezüglich dieser Zitter bilder wird ein nach einem systematischen Zitterver fahren erhaltenes Zitterbild oder ein Punktstreuungs- Zitterbild, bei dem die Schwellenwerte gleichmäßig in einer Punktanordnung verteilt oder gestreut sein kön nen, den nach den zufallsmäßigen oder bedingten Zitter verfahren gewonnenen Zitterbildern vorgezogen. Beson ders bevorzugt wird das Bayer-Zitterbild, in welchem die Schwellenwerte vollständig verteilt oder gestreut sind.

Gemäß vorstehender Beschreibung wird die Zahl der weißen Pixels innerhalb einer Abtasteinheitsfläche zum Abschätzen oder Bestimmen eines Halbtonbilds ermittelt, doch ist die Erfindung keineswegs hierauf beschränkt. Für denselben Zweck kann die Zahl der schwarzen Pixels bestimmt werden.

Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden Halbtöne durch jeweils einzelne Abtastung jedes Pixels gewonnen, doch können für denselben Zweck auch zwei oder mehr Pixel abgetastet werden. Während bei diesem Aus führungsbeispiel vier Arten von Abtasteinheitsflächen als Beispiel für eine Anzahl von Abtasteinheitsflächen gewählt werden, kann wahlweise auch eine beliebige Art von Einheitsflächen angewandt werden. Außerdem sind auch die Größen der Einheitsflächen nicht auf die dargestell ten und beschriebenen Beispiele beschränkt, vielmehr kön nen beliebige Größen der Einheitsflächen angewandt wer den.

Mit der Erfindung wird somit ein Verfahren zur Erzie lung eines (einer) einem Originalbild ähnlichen bzw. entsprechenden Bilds bzw. Abbildung geschaffen, wobei mehrere Ab tasteinheitsflächen gesetzt oder vorgegeben werden, ein Zitterbild mit einer Einheitsfläche abgetastet wird, während eine optimale Einheitsfläche für jedes Pixel mittels einer vorbe stimmten Berechnung gewählt wird, die in der gewählten Einheitsfläche vorhandenen weißen Pixel gezählt werden und der Zählwert als Schätzwert für das Halbtonbild vorausgesetzt wird. Nach dem erfindungsgemäßen Verfah ren kann eine aus Linienbildern und Gradationsbildern bestehende Vorlage klar bzw. scharf reproduziert wer den. Da hierbei das menschliche Sehempfinden berück sichtigt wird, ist der erzielte oder gewonnene Schätz wert des Halbtonbilds dem Originalbild ähnlicher. Die Erfindung sieht außerdem verschiedene Verfahren zur Verarbeitung vor, beispielsweise für Gradationsumwandlung, Vergrößerung und Verkleinerung nach der Gewinnung oder Erzeugung des Halbtonbilds.

Claims

1. Verfahren zum Schätzen (estimating) eines Halbton bilds aus einem Original-Binärbild, das aus weißen und schwarzen Bereichen besteht, dadurch gekenn zeichnet, daß
mehrere Arten von Einheitsflächen auf dem Original- Binärbild gesetzt oder vorgegeben (setting) werden, wobei die mehreren Einheitsflächen eine Einheits fläche enthalten, die durch (1 Pixel × 1 Pixel) in einer Flächengröße von (Zeile × Spalte) repräsen tiert ist,
aus einem Schätzwert eines Halbtonbilds auf der Grundlage eines Verhältnisses zwischen den weißen und schwarzen Bereichen des Original-Binärbilds innerhalb der Einheitsfläche ein Binärbild repro duziert wird,
das reproduzierte Binärbild mit dem Original- Binärbild innerhalb der Einheitsfläche verglichen wird, wobei das reproduzierte Binärbild und das Vergleichsergebnis jeweils für jede Einheitsfläche erhalten oder abgeleitet (obtained) werden können,
die eine vorbestimmte Bedingung erfüllende optimale Einheitsfläche gewählt wird und
das Halbtonbild auf der Grundlage der optimalen Einheitsfläche reproduziert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Flächeneinheiten zwei Arten von Flächeneinheiten umfassen, die durch (2 Pixel × 1 Pixel) und (1 Pixel×2 Pixel) in einer Flächengröße von (Zeile×Spalte) repräsentiert sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Original-Binärbild ein Pseudo-Halbtonbild ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pseudo-Halbtonbild ein Zitterbild (dither image) ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zitterbild ein systematisches Zitterbild ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das systematische Zitterbild ein punktverteil tes Zitterbild ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das punktverteilte Zitterbild ein Bayer-Zitter bild ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das reproduzierte Bild ein Bild eines dem Ori ginal-Binärbild identischen Typs ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin das reproduzierte Halbtonbild mittels Vergrößerung oder Verkleinerung verarbeitet und so dann das vergrößerte oder verkleinerte Halbtonbild in Binärdaten umgesetzt wird.

10.Verfahren zum Reproduzieren oder Wiedergeben eines Halbtonbilds aus einem Original-Zitterbild, das durch Umwandlung eines Original-Halbtonbilds mittels (using) einer Zittermatrix erhalten wird, wobei das Original-Zitterbild aus weißen und schwarzen Bereichen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß

1. mehrere Arten von Einheitsflächen auf dem Original- Zitterbild gesetzt oder vorgegeben werden,
2. eine optimale Einheitsfläche aus den mehreren Einheitsflächen gemäß einer vorbestimmten Reihen folge gewählt wird, wobei eine erste Auswähl art angewandt wird, bei der
ein Schätzwert eines Halbtonbilds auf der Grund lage eines Verhältnisses zwischen den weißen und schwarzen Bereichen des Original-Zitterbilds inner halb der Flächeneinheit abgeleitet (obtaining), ein Binärbild durch Umwandlung des Schätzwerts mittels einer der Flächeneinheit entsprechenden Zittermatrix reproduziert,
das reproduzierte Binärbild mit dem Original- Zitterbild innerhalb der Einheitsfläche ver glichen, so daß das reproduzierte Binärbild und das Vergleichsergebnis jeweils für jede Einheitsfläche erhalten oder abgeleitet wer den können, und
die optimale, eine erste vorbestimmte Bedingung erfüllende Einheitsfläche gewählt werden, und eine zweite Auswählart angewandt wird, bei wel cher eine vorbestimmte Berechnung auf der Grund lage eines Verhältnisses zwischen den weißen und schwarzen Bereichen innerhalb der Einheits fläche durchgeführt wird, bei welcher das Verhält nis jeweils für jede Einheitsfläche abgeleitet werden kann, und
die optimale, eine zweite vorbestimmte Bedingung erfüllende Einheitsfläche gewählt wird, sowie
3. das Halbtonbild auf einer Grundlage der opti malen Einheit(sfläche) reproduziert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Einheitsflächen in zwei Gruppen unterteilt werden, von denen die erste Gruppe der Einheitsflächen aus solchen besteht, die vergleichs weise kleiner sind als diejenigen der zweiten Gruppe von Einheitsflächen, und daß die erste Auswählart für die erste Einheitsflächengruppe und die zweite Auswählart für die zweite Einheitsflächengruppe an gewandt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach der vorbestimmten Reihenfolge zunächst die erste Auswählart und dann die zweite Auswählart aus geführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß nach der vorbestimmten Reihenfolge zunächst die erste Auswählart ausgeführt wird und anschließend nach dem Ergebnis der ersten Auswählart mittels der vorbestimmten Reihenfolge entschieden wird, ob die zweite Auswählart ausgeführt oder angewandt wird oder nicht.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zittermatrix eine systematische Zittermatrix ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die systematische Zittermatrix eine punktver teilte Zittermatrix ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die punktverteilte Zittermatrix eine Bayer- Zittermatrix ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine flächengrößenmäßig maximale Einheitsfläche der mehreren Einheitsflächen dieselbe Größe und Form (figure) wie die systematische Zittermatrix aufweist.