DE3650301T2

DE3650301T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Schätzung eines Halbtonbildes von einem binären Bild.

Info

Publication number: DE3650301T2
Application number: DE3650301T
Authority: DE
Inventors: Seiichiro C O Hachio Hiratsuka; Masahiko C O Hachioj Matsunawa
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1985-04-30
Filing date: 1986-04-29
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2006-04-30
Also published as: EP0200534A2; EP0200534B1; US4758897A; EP0200534A3; DE3650301D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Gerät zum Schätzen eines Halbtonbildes aus einem binären Bild bzw. Binärbild und insbesondere auf ein Verfahren und Gerät, um ein ursprüngliches Halbtonbild aus einem Binärbild effektiv zu schätzen, das als ein Pseudo-Halbtonbild angezeigt wird.
Die meisten bestehenden Ausgabevorrichtungen, wie zum Beispiel Anzeigevorrichtungen und Drucker, reproduzieren Bilder unter Verwendung einer Binärdarstellung, das heißt Schwarz und Weiß. Ein Dichte- oder Konzentrationsmusterverfahren (Helligkeitsmusterverfahren) und ein Zitterverfahren sind als Methoden bekannt, um ein Pseudo-Halbtonbild unter Verwendung solch einer Ausgabevorrichtung darzustellen. Diese Verfahren sind beide Arten eines Bereichs-Helligkeits- bzw. -Abstufungsverfahrens, das die Anzahl von Punkten ändert, die innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (Matrix) aufgezeichnet sind.
Gemäß dem Dichtemusterverfahren wird ein Teil, der einem Pixel eines Originals bzw. einer Vorlage entspricht, durch eine Vielzahl von Punkten unter Verwendung einer Schwellenwertmatrix aufgezeichnet, wie in Figur 41(b) dargestellt ist. Gemäß dem Zitterverfahren wird ein Teil, der einem Pixel einer Vorlage entspricht, mit einem einzelnen Punkt aufgezeichnet bzw. registriert, wie in Figur 41(a) dargestellt ist. Zitterdaten-Ausgaben werden wie in den Figuren 41(a) beziehungsweise 41(b) dargestellt erhalten. Diese Datenausgaben stellen Pseudo-Halbtonbilder dar, wobei schwarze und weiße Punkte verwendet werden.
Falls ein binäres Pseudo-Halbtonbild in das ursprüngliche Halbtonbild zurück umgewandelt werden kann, können verschiedene Arten einer Datenverarbeitung ausgeführt werden, um eine Vielseitigkeit bzw. Flexibilität bei einer Bildumwandlung vorzusehen. In dem Fall des Dichtemusterbildes kann das ursprüngliche Halbtonbild sofort erhalten werden, falls eine Musterpegelverteilung bekannt ist. Dichtemusterbilder leiden jedoch trotz der Tatsache, daß sie eine große Menge an Daten erfordern, unter einer geringen Auflösung. Auf der anderen Seite weisen Zitterbilder eine höhere Auflösung auf, können aber nicht einfach in ursprüngliche Halbtonbilder zurück umgewandelt werden. Daher können verschiedene Arten einer Bildumwandlung allein unter Verwendung von Zitterbildern nicht ausgeführt werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und Gerät zu schaffen, um ein ursprüngliches Halbtonbild aus einem Binärbild (z.B. einem Zitterbild) effektiv zu schätzen.
EP-A-0024902 beschreibt ein Verfahren zum Verarbeiten digitaler Daten, welche ein Binärbild repräsentieren, um eine geschätzte Darstellung bzw. Schätzdarstellung eines ursprünglichen Halbtonbildes aus dem Binärbild zu liefern, welches umfaßt:
ein Definieren eines Einheitsbereichs einer vorbestimmten Ausdehnung, um eine vorbestimmte Anzahl der schwarzen und weißen Pixel des Binärbildes einzuschließen;
ein Einstellen des Einheitsbereichs in bezug auf eine erste Pixelposition auf dem Binärbild;
ein Zählen der Anzahl der schwarzen Pixel oder der weißen Pixel, die in dem Einheitsbereich enthalten sind, und ein Verwenden der Zahl, um die Halbton-Bilddichte bei der ersten Pixelposition darzustellen;
ein Verschieben des Einheitsbereichs zu einer zweiten Pixelposition, die der ersten Pixelposition benachbart ist; und
ein Wiederholen der Zähl- und Verschiebeschritte, um die Schätzdarstellung des ursprünglichen Halbtonbildes zu liefern.
Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch:
Definieren einer Vielzahl der Einheitsberei che verschiedener vorbestimmter Ausdehnungen, um verschiedene vorbestimmte Zahlen der schwarzen und weißen Pixel einzuschließen; und
Auswählen von einem der Einheitsbereiche für die jeweiligen Zähl- und Verwendungsschritte in bezug auf jede der Pixelpositionen auf dem Binärbild, wobei die Auswahl auf der Grundlage stattfindet, daß ein größerer Einheitsbereich für ein Gebiet mit niedrigerer Orts- bzw. Raumfrequenz des Binärbildes ausgewählt wird und ein relativ kleinerer Einheitsbereich für ein Gebiet mit relativ höherer Raumfrequenz des Binärbildes ausgewählt wird.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
die Figuren 1(a) bis 1(f) Tabellen sind, um ein Verfahren zum Schätzen eines Halbtonbildes zu erklären, welche beim Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich sind;
Figur 2 ein Flußdiagramm ist, um die Funktion bzw. Operation bei dem Verfahren gemäß Figur 1 zu erklären;
Figur 3 ein Blockdiagramm eines Gerätes zum Schätzen eines Halbtonbildes gemäß Figur 1 ist;
Figur 4 ein Blockdiagramm eines anderen Gerätes zum Schätzen eines Halbtonbildes gemäß Figur 1 ist;
Figur 5 eine Tabelle ist, welche die Beziehung zwischen Binärbilddaten, die in einem ROM gespeichert sind, und deren Adressen gemäß Figur 4 darstellt;
Figur 6 eine Tabelle ist, welche die Reihenadressen eines RAM gemäß Figur 5 darstellt;
Figur 7 eine Tabelle ist, die ein Zitterbild innerhalb eines Einheitsbereichs gemäß Figur 1 darstellt;
Figur 8 ein Flußdiagramm ist, um eine Verarbeitung für eine Helligkeits- bzw. Abstufungsumwandlung des Halbtonbildes zu erklären, welches durch das Verfahren gemäß Figur 1 geschätzt wird;
Figur 9 ein Graph ist, der eine Abstufungsumwandlung gemäß Figur 8 darstellt;
die Figuren 10(a) bis 10(d) Tabellen sind, um eine Binärverarbeitung durch eine Abstufungsumwandlung gemäß Figur 8 zu erklären;
Figur 11 ein Flußdiagramm ist, um ein Filtern des Halbtonbildes zu erklären, welches durch das Verfahren gemäß Figur 1 geschätzt wird;
die Figuren 12(a) und 12(b) Tabellen sind, welche die Filtercharakteristiken zeigen, die in dem Filterverfahren von Figur 11 verwendet werden;
die Figuren 13(a) bis 13(f) Tabellen sind, um eine Binärverarbeitung durch Filtern gemäß Figur 11 zu erklären;
Figur 14 ein Flußdiagramm ist, um eine Vergrößerungs- und Verkleinerungsverarbeitung des Halbtonbildes zu erklären, welches durch das Verfahren gemäß Figur 1 geschätzt wird;
die Figuren 15(a) bis 15(f) Tabellen sind, um eine Binärverarbeitung gemäß der Vergrößerungs- und Verkleinerungsverarbeitung von Figur 14 zu erklären;
die Figuren 16A bis 16D verschiedene Einheitsbereiche zeigen, die in einem Verfahren zum Schätzen eines Halbtonbildes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
die Figuren 17(a) bis 17(d) Tabellen sind, welche Schätzergebnisse der Halbtonbilder zeigen, die erhalten werden, indem die Einheitsbereiche in den Figuren 16A bis 16D verwendet werden;
die Figuren 18 bis 21(d) Tabellen sind, um das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform zu erklären;
Figur 22 eine Tabelle ist, um das Halbtonbild zu erklären, das durch das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform geschätzt wird;
Figur 23 ein Flußdiagramm ist, um eine Abstufungsumwandlung des Halbtonbildes zu erklären, welches durch das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform geschätzt wird;
Figur 24 ein Graph ist, der Charakteristiken für eine Abstufungsumwandlung darstellt, die in Figur 23 erhalten wird;
die Figuren 25(a) bis 25(d) Tabellen sind, um eine Binärverarbeitung durch eine Abstufungsumwandlung gemäß der ersten Ausführungsform zu erklären;
Figur 26 ein Flußdiagramm ist, um ein Filtern des Halbtonbildes zu erklären, welches durch das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform geschätzt wird;
die Figuren 27(a) bis 27(f) Tabellen sind, um eine Binärverarbeitung durch Filtern gemäß der ersten Ausführungsform zu erklären;
Figur 28 ein Flußdiagramm ist, um eine Vergrößerungs- und Verkleinerungsverarbeitung des Halbtonbildes zu erklären, welches durch das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform geschätzt wird;
die Figuren 29(a) bis 29(f) Tabellen sind, um eine Binärverarbeitung durch die Vergrößerungs- und Verkleinerungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform zu erklären;
die Figuren 30 und 31 Tabellen sind, um ein Verfahren zum Schätzen eines Halbtonbildes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erklären;
Figur 32 eine Tabelle ist, die ein Halbtonbild darstellt, welches durch das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform geschätzt wird;
die Figuren 33(a) bis 33(d) Tabellen sind, um eine Binärverarbeitung durch eine Abstufungsumwandlung gemäß der zweiten Ausführungsform zu erklären;
die Figuren 34(a) bis 34(f) Tabellen sind, um eine Binärverarbeitung durch Filtern gemäß der zweiten Ausführungsform zu erklären;
die Figuren 35(a) bis 35(f) Tabellen sind, um eine Binärverarbeitung durch eine Vergrößerungs- und Verkleinerungsverarbeitung gemäß der zweiten Ausführungsform zu erklären;
Figur 36 eine Tabelle ist, um ein Verfahren zum Schätzen eines Halbtonbildes gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erklären;
Figur 37 eine Tabelle ist, die ein Halbtonbild darstellt, welches durch das Verfahren gemäß der dritten Ausführungsform geschätzt wird;
die Figuren 38(a) bis 38(d) Tabellen sind, um eine Binärverarbeitung durch eine Abstufungsumwandlung gemäß der dritten Ausführungsform zu erklären
die Figuren 39(a) bis 39(f) Tabellen sind, um eine Binärverarbeitung durch Filtern gemäß der dritten Ausführungsform zu erklären;
die Figuren 40(a) bis 40(f) Tabellen sind, um eine Binärverarbeitung durch die Vergrößerungs- und Verkleinerungsverarbeitung gemäß der dritten Ausführungsform zu erklären; und
die Figuren 41(a) und 41(b) jeweils Darstellungen zum Erklären herkömmlicher digitaler Bildumwandlungsmethoden sind.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden ausführlich unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. Eine 4 x 4- Bayer-Matrix dient als ein Beispiel für eine Schwellenwertmatrix gemäß einem systematischen Zitterverfahren.
Die Figuren 1(a) bis 1(f) zeigen Matrizen, die beim Erklären der vorliegenden Erfindung nützlich sind. Genauer zeigt Figur 1(a) ein ursprüngliches Halbtonbild, das in digitale Daten umgewandelt ist, zeigt Figur 1(b) eine Bayer-Zitterschwellenwertmatrix, und zeigt Figur 1(c) ein Zitterbild (d.h. ein Binärbild) des ursprünglichen Bildes (Figur 1(a)), das in ein Schwarz-Weiß-Binärbild (d.h. ein Zitterbild) durch die Schwellenwertmatrix (Figur 1(b)) umgewandelt ist (der Wert "Schwarz" wird durch einen schraffierten Teil aus Gründen der Klarheit darstellt). Die Bayer-Schwellenwertmatrix weist ein Zittermuster auf, das verstreute Punkte besitzt, wie in Figur 1(b) dargestellt ist.
Figur 1(d) zeigt einen Einheitsbereich, der in dem Zitterbild von Figur 1(c) eingestellt bzw. festgelegt ist, um das Zitterbild (Figur 1(c)) in den Reihen- und Spaltenrichtungen abzutasten. Der Einheitsbereich (Figur 1(d)) umfaßt eine 4 x 4-Matrix, welche die gleiche wie die Schwellenwertmatrix in Figur 1(b) ist. Der Einheitsbereich muß jedoch keine 4 x 4-Matrix sein, sondern kann eine 2 x 2-Matrix sein.
Der wie in Figur 1(d) dargestellte definierte Einheitsbereich wird in der Anfangsposition (der ersten Spalte der ersten Reihe) des Zitterbildes angeordnet, vorzugsweise derart, daß die Pixel in dem Einheitsbereich vollständig eingeschlossen sind. Mit anderen Worten liegt ein vorgegebenes Pixel vorzugsweise nicht teilweise außerhalb des Einheitsbereichs. Die Anzahl weißer Pixel, die in dem Einheitsbereich eingeschlossen sind, wird gezählt, und die Zahl wird als ein geschätzter Wert bzw. Schätzwert des Halbtonbildes angegeben bzw. vorgegeben. In dem Zustand von Figur 1(e) sind 7 weiße Pixel in dem Einheitsbereich eingeschlossen, und der Schätzwert des Punktes (1,1), d.h. der ersten Reihe und der ersten Spalte, ist 7. Der Einheitsbereich wird um ein Pixel (eine Spalte in diesem Fall) verschoben. Die Anzahl weißer Pixel, die in dem Einheitsbereich eingeschlossen sind, wird als 7 gezählt. Diese Operation wird für alle Spaltenpixel der ersten Reihe wiederholt. Wenn ein Abtasten der ersten Reihe beendet ist, wird der Einheitsbereich (Figur 1(d)) zu der zweiten Reihe verschoben. Eine Halbtonschätzung wird mit Punkt (2,1), d.h. der zweiten Reihe und der ersten Spalte, begonnen. Wenn der Einheitsbereich zu der letzten Reihe verschoben ist, um alle Halbton-Schätzwerte zu erhalten, ist die Halbtonschätzung beendet.
Figur 1(f) zeigt die Schätzwerte der jeweiligen Pixel in dem Halbtonbild. Weil das Halbtonbild aus einem Zitterbild (Figur 1(c)) mit weniger Daten als dem ursprünglichen Halbtonbild geschätzt wird, kann das geschätzte Halbtonbild das ursprüngliche Halbtonbild nicht vollständig reproduzieren. Das geschätzte Halbtonbild ist jedoch außer für Teile, wo sich der Dichtepegel des ursprünglichen Halbtonbildes abrupt ändert, dem ursprünglichen Halbtonbild sehr ähnlich. Insbesondere fallen, wenn sich die Dichte innerhalb des Einheitsbereichs nicht ändert, die geschätzten Halbtonbildwerte vollständig mit den ursprünglichen Halbtonbildwerten zusammen.
Das obige Verfahren wird mit Verweis auf ein Flußdiagramm in Figur 2 beschrieben. Der Einheitsbereich wird zu Anfang bei Punkt (1,1) eingestellt bzw. festgelegt und die Anzahl weißer Pixel wird gezählt. Die Zahl wird als ein Schätzwert für die Halbtondichte für das Pixel bei Punkt (1,1) vorgegeben. Der Einheitsbereich wird um eine Spalte verschoben, und die Anzahl weißer Pixel innerhalb des verschobenen Einheitsbereichs wird gezählt, um einen Schätzwert für die Halbtondichte für Punkt (1,2) zu erhalten. Wenn die Schätzung eines Halbtonwertes für die letzte Spalte der ersten Reihe beendet ist, wird von dem Pixel von Punkt (2,1) aus eine Schätzung begonnen. Wenn die obige Operation bis hin zur letzten Spalte der zweiten Reihe beendet ist, geht die Schätzung bzw. Schätzoperation weiter zu der nächsten Reihe. Wenn der Schätzwert für ein Halbtonbild für das Pixel der letzten Reihe und der letzten Spalte erhalten ist, ist die Programmsequenz beendet.
Figur 3 zeigt ein Gerät zum Schätzen eines Halbtonbildes mit dem Verfahren von Figur 1. Unter Bezugnahme auf Figur 3 bezeichnet Bezugsziffer 1 ein Schwarzweiß- Binärbild. Das Zitterbild in Figur 1(c) wird als solch ein Binärbild verwendet. Das Binärbild kann auf einer Anzeigevorrichtung, wie zum Beispiel einer CRT, angezeigt oder auf einem Aufzeichnungsblatt aufgezeichnet werden. Bezugsziffer 2 bezeichnet eine fokussierende Linse. Ein Linsensteuermechanismus 3 steuert die fokussierende Linse 2 in den Reihen- und Spaltenrichtungen. Der Linsensteuermechanismus 3 kann durch einen Closed-Loop-Mechanismus mit einem Gleichstrom-Hilfsmotor, einen Open- Loop-Mechanismus mit einem Schrittschaltmotor oder dergleichen aufgebaut werden. Ein photoelektrischer Meßwandler 4 wandelt eine optische Information von dem Binärbild 1, das durch die fokussierende Linse 2 fokussiert wird, in ein elektrisches Signal um. Der photoelektrische Meßwandler 4 umfaßt 4 x 4 photoelektrische Meßwandlerelemente (Einheiten), welche der Größe des 4 x 4-Einheitsbereichs entsprechen. Der photoelektrische Meßwandler 4 tastet zusammen mit der fokussierenden Linse 2 das Binärbild 1 ab. Der photoelektrische Meßwandler 4 kann durch Photozellen, Photodioden, Phototransistoren, CdSs oder dergleichen aufgebaut sein. In dieser Ausführungsform enthält der photoelektrische Meßwandler 4 4 x 4 photoelektrische Meßwandlerelemente. Der Meßwandler 4 kann jedoch ein einzelnes photoelektrisches Meßwandlerelement mit einer Größe enthalten, welche der 4 x 4-Matrix entspricht.
Eine Abtastvorrichtung 5 schaltet die Ausgaben von den Einheiten in dem photoelektrischen Meßwandler 4 durch. Ein Verstärker 6 verstärkt die Ausgangssignale von den Einheiten in dem Meßwandler 4. Ein A/D-Wandler 7 wandelt die Ausgabe von dem Verstärker 6 in digitale Daten um. Eine CPU 8 empfängt die Ausgabe von dem A/D-Wandler 7, zählt die Anzahl weißer Pixel innerhalb des Einheitsbereichs und berechnet einen Schätzwert für ein Halbtonbild. Der A/D-Wandler 7 benötigt nur eine ausreichende Auflösung (d.h. einige wenige Bits), um weiße Werte von schwarzen Werten zu unterscheiden. Die CPU 8 enthält zum Beispiel einen Mikrocomputer.
Die Funktion bzw. Operation des Gerätes mit der oben beschriebenen Anordnung wird unten beschrieben werden. Der Einheitsbereich, der durch die fokussierende Linse 2, den Linsensteuermechanismus 3 und den photoelektrischen Meßwandler 4 gebildet wird, ist derart gegeben, daß die ausgedehnten Seiten des Bereichs das Binärbild 1 abtasten, welches im wesentlichen gleichförmig mit Licht bestrahlt wird. Die anfängliche Position des Einheitsbereichs ist der Punkt bei der ersten Reihe und Spalte des Binärbildes 1. In diesen Zustand wird die optische Information innerhalb des Einheitsbereichs (z.B. das Gebiet, das durch die 4 x 4-Matrix definiert wird) des Binärbildes 1 auf den photoelektrischen Meßwandler 4 durch die fokussierende Linse 2 ohne Modifikationen abgebildet.
Die Abtastvorrichtung 5 schaltet die Ausgaben von den Einheiten in dem photoelektrischen Meßwandler 4 durch und liefert jede Ausgabe an den Verstärker 6. Der Verstärker 6 verstärkt das Eingangssignal auf einen vorbestimmten Pegel. Eine Ausgabe von dem Verstärker 6 wird als ein Eingangssignal an den A/D-Wandler 7 geliefert. Der A/D-Wandler 7 wandelt die Signale des photoelektrischen Meßwandlers der Einheiten, die durch die Abtastvorrichtung 5 sequentiell geschaltet werden, in digitale Daten um. Die CPU 8 empfängt die Ausgabe von dem A/D-Wandler 7, zählt die Anzahl weißer Pixel innerhalb des Einheitsbereichs und gibt die Zahl als den Schätzwert für eine Halbtondichte des Punktes (1,1) aus, d.h. der ersten Reihe und der ersten Spalte des Binärbildes 1.
Wenn die obige Operation beendet ist, wird der Einheitsbereich zu Punkt (1,2) verschoben, d.h. der ersten Reihe und der zweiten Spalte. Ein Schätzwert für eine Halbtondichte innerhalb des verschobenen Einheitsbereichs, der den Koordinaten (1,2) entspricht, wird auf die gleiche Weise wie für die Koordinaten (1,1) berechnet. Der Einheitsbereich wird somit von Spalte zu Spalte in der ersten Reihe verschoben, um Schätzwerte für eine Halbtondichte für die erste Reihe zu erhalten. Wenn die Abtastung der ersten Reihe beendet ist, wird der Einheitsbereich zu Punkt (2,1) verschoben, d.h. der zweiten Reihe und der ersten Spalte, um einen Schätzwert für eine Halbtondichte innerhalb des Einheitsbereichs, der den Koordinaten (2,1) entspricht, zu berechnen. Anschließend geht eine Abtastung bis hin zur letzten Spalte der zweiten Reihe weiter, wobei somit alle Schätzwerte für eine Halbtondichte für die zweite Reihe erhalten werden. Ahnlich werden alle Schätzwerte für eine Halbtondichte bis zu der letzten Reihe berechnet, und die Schätzsequenz für eine Halbtondichte ist beendet. Die Schätzwerte für eine Halbtondichte, welche den Pixeln entsprechen und von der CPU 8 ausgegeben werden, sind wie in Figur 1(f) dargestellt gegeben. Unter Verwendung der Daten eines geschätzten Halbtonbildes können verschiedene Arten einer Bildverarbeitung ausgeführt werden.
Figur 4 zeigt ein anderes Gerät zum Schätzen eines Halbtonbildes aus einem digitalen Bild unter Verwendung des Verfahrens von Figur 1. In diesem Fall ist das Binärbild ein digitales Binärbild. Das Halbtonbild des digitalisierten Binärbildes wird geschätzt. Unter Bezugnahme auf Figur 4 speichern Direktzugriffsspeicher (auf die im folgenden als RAMs verwiesen wird), d.h. RAM0 bis RAM3, Binärbilddaten in einer unterteilten bzw. getrennten Weise. Diese RAMs sind Halbleiter-ICs, wie zum Beispiel MOS-ICs. Die Beziehung zwischen den Binärbilddaten, die in diesen RAMs gespeichert sind, und den Adressen ist in Figur 5 dargestellt. Die Binärbilddaten können erhalten werden, indem ein Bild mit einer Abtastvorrichtung oder dergleichen gelesen wird und das Bild in Binärdaten unter Verwendung eines Zitterverfahrens umgewandelt wird. Alternativ können die Binärbilddaten durch einen Computer erzeugt bzw. vorbereitet werden. Es sollte bemerkt werden, daß der Einheitsbereich in diesem Fall eine 4 x 4-Matrix umfaßt.
Man nehme an, daß die RAM-Bereiche zum Speichern digitaler Binärbilddaten durch eine Matrix mit Reihen und Spalten, wie in Figur 5 dargestellt ist, repräsentiert werden. Der erste RAM0 speichert Daten jeder vierten Reihe, das heißt Reihe 0, Reihe 4 ..., der zweite RAM1 speichert Daten verschiedener bzw. anderer jeweils vierter Reihen, d.h. Reihe 1, Reihe 5, ..., der dritte RAM2 speichert Daten anderer jeweils vierter Reihen, d.h. Reihe 2, Reihe 6, ..., und der vierte RAM3 speichert Daten der letzten jeweils vierten Reihen, das heißt Reihe 3, Reihe 7, ....
Referenzsymbole L&sub0; bis L&sub3; bezeichnen Reihenadreß-Generatoren, um Reihenadreßsignale an die RAMs zu liefern; und C einen Spaltenadreß-Generator, um das gemeinsame Spaltenadreßsignal an die RAMs zu liefern. Die RAMs (RAM0 bis RAM3) erzeugen Ausgaben d&sub0; bis d&sub3;. Eine erste Addiervorrichtung 11 empfängt und addiert die Ausgaben d&sub0; bis d&sub3; von den RAMs und gibt 3-Bit-Daten (D&sub0; bis D&sub2;) aus. Ein 3- Bit-Schieberegister SR&sub1; empfängt die Ausgaben D&sub0; bis D&sub2; von der Addiervorrichtung 11. 3-Bit-Schieberegister SR&sub2; bis SR&sub5; empfangen die vorhergehenden Schieberegisterausgaben.
Ein 5-Bit-Schieberegister 12 gibt eine Gesamtzahl (Anzahl) weißer Pixel innerhalb des Einheitsbereichs mit einer vorbestimmten Größe (4 x 4 in dieser Ausführungsform) aus. Ausgaben von dem Schieberegister 12 sind Q&sub0; bis Q&sub4;. Eine Subtrahiervorrichtung 13 empfängt Ausgaben q&sub0; bis q&sub2; von dem fünften Schieberegister SR&sub5; und die Ausgabe von dem Register 12 und subtrahiert die Ausgabe von dem Schieberegister SR&sub5; von der 5-Bit-Ausgabe von dem Register 12. Eine zweite Addiervorrichtung 14 addiert die 3-Bit-Ausgabe von der ersten Addiervorrichtung 11 und die 4-Bit-Ausgabe von der Subtrahiervorrichtung 13. Die 5-Bit-Ausgabe von der zweiten Addiervorrichtung 14 wird in dem Register 12 vorübergehend gespeichert.
Die Operation bzw. Funktion des Gerätes mit der oben beschriebenen Anordnung wird unten beschrieben werden. Die Reihenadreß-Generatoren L&sub0; bis L&sub3; in den jeweiligen RAMs werden als Antwort auf Reihen-Taktsignale in Figur 6 freigegeben, und auf die RAMs wird als Antwort auf die Ausgaben von den Reihenadreß-Generatoren L&sub0; bis L&sub3; zugegriffen. Die Beziehung zwischen der ausgewählten Zeilenadresse und der entsprechenden RAM-Nummer (Nr.) ist in Figur 5 gegeben. Zum Beispiel werden, wenn auf eine Reihenadresse 0 zugegriflen wird, Daten von Reihe 0, Daten von Reihe 1, Daten von Reihe 2 und Daten von Reihe 3 jeweils aus dem RAM0, RAM1, RAM2 und RAM3 ausgelesen. Wenn auf eine Reihenadresse 1 zugegriffen wird, werden Daten von Reihe 4, Daten von Reihe 5, Daten von Reihe 6 und Daten von Reihe 7 jeweils aus dem RAM0, RAM1, RAM2 und RAM3 ausgelesen.
Auf die RAMs wird gleichzeitig als Antwort auf das Spaltenadreßsignal von dem gemeinsamen Spaltenadreß-Generator C zugegriffen. Wenn die Reihen- und Spaltenadreßsignale an die jeweiligen RAMs geliefert werden, werden Binärdaten d&sub0; bis d&sub3;, die bei den Adressen, auf die zugegriffen wird, gespeichert sind, aus den RAMs ausgelesen. Die Ausgaben von den RAMs werden durch die erste Addiervorrichtung 11 einfach addiert. Ein Summensignal von der Addiervorrichtung 11 erscheint als 3-Bit-Signale D&sub0; bis D&sub2;. Die Anzahl von Ausgabebits von der Addiervorrichtung 11 beträgt 3, weil eine Dezimalzahl "1+1+1+1 = 4" (maximaler Summenwert), d.h. binär "100", der Ausgaben d&sub0; bis d&sub3; durch zwei Bits nicht ausgedrückt werden kann. Drei Bits erlauben einen Ausdruck von Zahlen bis zu 7 (dekadisch).
Die Ausgaben D&sub0; bis D&sub2; von der ersten Addiervorrichtung 11 werden an das erste Schieberegister SR&sub2; geliefert. In diesem Fall sind die Ausgaben, die durch vier Taktsignalimpulse eingeleitet werden und durch das fünfte Schieberegister SR&sub5; erzeugt werden, q&sub0; bis q&sub2;. Die Halbton-Bilddaten (Q&sub4;Q&sub3;Q&sub2;Q&sub1;Q&sub0;)&sub0;, welche durch die vorhergehende Berechnung geschätzt werden, werden in dem Register 12 gespeichert. Weil ein Maximalwert des Schätzwertes 4 x 4 (= 16) beträgt, kann er durch vier Bits nicht ausgedrückt werden. Somit wird die Zahl von Ausgabebits von dem Register 12 als 5 ausgewählt.
Die Subtrahiervorrichtung 13 empfängt die 3-Bit-Signale q&sub0; bis q&sub2; von dem Schieberegister SR&sub5; und die vorhergehenden 5-Bit-Daten (Q&sub4;Q&sub3;Q&sub2;Q&sub1;Q&sub0;)&sub0; von dem Register 12 und führt die folgende Berechnung aus:
(Q&sub4;Q&sub3;Q&sub2;Q&sub1;Q&sub0;)&sub0; - (q&sub2;q&sub1;q&sub0;) ...(1)
Ein durch die Berechnung (1) gegebenes Ergebnis wird als 4- oder 5-Bit-Daten an die die zweite Addiervorrichtung 14 geliefert. Die zweite Addiervorrichtung 14 empfängt die Ausgabe (D&sub2;D&sub1;D&sub0;) von der ersten Addiervorrichtung 11 und die Ausgabe von der Subtrahiervorrichtung 13 und führt die folgende Berechnung aus:
(Q&sub4;Q&sub3;Q&sub2;Q&sub1;Q&sub0;)&sub0; - (q&sub2;q&sub1;q&sub0;) + (D&sub2;D&sub1;D&sub0;) ...(2)
Der durch die Berechnung (2) erhaltene Wert wird ein aktualisiert er bzw. fortgeschriebener Schätzwert (Q&sub4;Q&sub3;Q&sub2;Q&sub1;Q&sub0;)N für ein Halbtonbild. Der neue Wert kann wie folgt angegeben werden:
Die obigen Berechnungen werden unten mathematisch erklärt. Man nehme an, daß das Zitterbild (Binärdaten) innerhalb des Einheitsbereichs als Daten dij für die i-te Reihe und j-te Spalte gegeben sind:
dij = 0 oder 1 für i = 1,...,4 und j = 1,...,4 ...(4)
Das geschätzte Halbtonbild N wird durch
ausgedrückt. Man nehme an, daß
gilt. Gleichung (5) kann als
umgeschrieben werden. Das unmittelbar vorhergehende geschätzte Halbtonbild &sub0; kann aus Gleichung (7) geschätzt werden:
Die Gleichungen (7) und (8) ergeben mit Verweis auf Figur 6 die folgenden Gleichungen:
N = -P&sub0;+P&sub4; ...(9)
für N = (Q&sub4;Q&sub3;Q&sub2;Q&sub1;Q&sub0;)N
&sub0; = (Q&sub4;Q&sub3;Q&sub2;Q&sub1;Q&sub0;)&sub0;
P&sub0; = (q&sub2;q&sub1;q&sub0;)
P&sub4; = (D&sub2;D&sub1;D&sub0;)
Gleichung (9) stimmt mit Gleichung (3) überein, wobei somit beweisen wird, daß das Gerät in Figur 4 die Schätzwerte des Halbtonbildes berechnen kann.
Wie oben beschrieben ist, wird das Halbtonbild aus dem Binärbild geschätzt. Ein neues Binärbild kann jedoch durch eine Helligkeits- bzw. Abstufungsumwandlung, ein Filtern und eine Vergrößerungs- und Verkleinerungsumwandlung des geschätzten Halbtonbildes erhalten werden.
Figur 8 ist ein Flußdiagramm für den Fall, wenn eine Abstufungsumwandlung (Abstufungsverarbeitung) des geschätzten Halbtonbildes ausgeführt wird. Das Halbtonbild, welches durch das Verfahren von Figur 1 geschätzt wird, wird bezüglich der Helligkeit bzw. Abstufung umgewandelt, und das umgewandelte Halbtonbild wird aktualisiert, um ein neues Binärbild zu erzeugen, indem Schwellenwertmatrizen verwendet werden. Die Charakteristiken einer Abstufungsumwandlung werden veranschaulicht, wie in Figur 9 dargestellt ist. Referenzsymbole f&sub1; und f&sub2; bezeichnen charakteristische Kurven bzw. Kennlinien für eine Abstufungsumwandlung. Die Eingabe ist entlang der Abszisse aufgetragen, und die Ausgabe ist entlang der Ordinate aufgetragen. Numerische Werte in dem Graphen repräsentieren Dichtepegel.
Figur 10(a) zeigt ein Halbtonbild, das durch eine Abstufungsumwandlung des Bildes (Figur 1(f)) mit der Kennlinie f&sub1; in Figur 9 erhalten wird. Figur 10(b) zeigt ein Halbtonbild, das durch eine Abstufungsumwandlung des Bildes (Figur 1(f)) mit der Kennlinie f&sub2; in Figur 9 erhalten wird. Figur 10(c) zeigt ein Binärbild des Bildes in Figur 10(a), und Figur 10(d) zeigt ein Binärbild des Bildes in Figur 10(b). Es ist offensichtlich, daß sich die resultierenden Binärbilder gemäß den verschiedenen Charakteristiken für eine Abstufungsumwandlung voneinander sehr unterscheiden.
Figur 11 ist ein Flußdiagramm für ein Filtern des geschätzten Halbtonbildes. Das Halbtonbild, welches durch das Verfahren von Figur 1 geschätzt wird, wird gefiltert, und das gefilterte Halbtonbild wird in ein Binärbild unter Verwendung von Schwellenwertmatrizen umgewandelt. Die Filtercharakteristiken sind in den Figuren 12(a) beziehungsweise 12(b) dargestellt. Figur 12(a) zeigt die Charakteristiken eines Hochpaß- Faltungsfilters, und Figur 12(b) zeigt die Charakteristiken eines Tiefpaß-Faltungsfilters.
Wenn das geschätzte Halbtonbild in Figur 1(f) durch die Filtercharakteristiken in den Figuren 12(a) und 12(b) gefiltert wird, werden Hochpaß- und Tiefpaß- Halbtonbilder in den Figuren 13(a) und 13(b) erhalten. Wenn die Hochpaß- und Tiefpaß-Halbtonbilder unter Verwendung von Zittermatrizen der Figuren 13(c) und 13(d) digitalisiert werden, werden Binärbilder (Zitterbilder), die in den Figuren 13(e) und 13(f) dargestellt sind, erhalten.
Figur 14 ist ein Flußdiagramm zum Vergrößern und Verkleinern eines geschätzten Halbtonbildes. Das Halbtonbild, welches durch das Verfahren von Figur 1 geschätzt wird, wird vergrößert oder verkleinert, und die erhaltenen Halbtonbilder werden durch Binärbilder unter Verwendung von Schwellenwertmatrizen umgewandelt. Die Vergrößerungs- und Verkleinerungsmethoden können durch Extrapolation und Interpolation veranschaulicht werden.
Figur 15(a) zeigt ein 1,25-faches Halbtonbild, das durch Vergrößern des Halbtonbildes in Figur 1(f) gemäß einem Verfahren der nächsten Nachbarn erhalten wird. Figur 15(b) zeigt ein 0,75-faches Halbtonbild, das durch Verkleinern des Halbtonbildes in Figur 1(f) erhalten wird. Die vergrößerten oder verkleinerten Halbtonbilder werden unter Verwendung von Zittermatrizen in den Figuren 15(c) und 15(d) digitalisiert, um Binärbilder in den Figuren 15(e) und 15(f) zu erhalten.
Wenn ein Halbtonbild durch ein Binärbild geschätzt wird, ist das Binärbild vorzugsweise ein Zitter- oder Dichtemusterbild. Weiter ist das Binärbild vorzugsweise ein Zitterbild. In diesem Fall ist das Zitterbild vorzugsweise eher ein systematisches Zitterbild als ein zufälliges Zitterbild oder ein konditionales bzw. bedingtes Zitterbild. Die Größe des Einheitsbereichs ist vorzugsweise gleich einer Zitter-Schwellenwertmatrix, um so jeden Block der Matrix mit jedem einzelnen aller Schwellenwerte in Verbindung zu bringen.
Die obige Beschreibung veranschaulicht den Fall, worin die Zahl weißer Pixel innerhalb des Einheitsbereichs gezählt wird, um das Halbtonbild zu schätzen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Schätzverfahren oder irgendwelche andere spezifische Verfahren begrenzt. Es ist wesentlich, das Halbtonbild auf der Grundlage eines Verhältnisses der weißen Gebiete zu den schwarzen Gebieten innerhalb des Einheitsbereichs zu schätzen. In der obigen Beschreibung wird jedes Pixel abgetastet, um ein Halbtonbild zu erhalten. Mindestens zwei Pixel können jedoch abgetastet werden, um ein Halbtonbild zu erhalten.
Ein Verfahren zum Schätzen eines Halbtonbildes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 16 bis 22 beschrieben werden.
Die Figuren 16A bis 16D zeigen verschiedene Einheitsbereiche, die in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Figur 16A zeigt einen 2 (Reihen) x 2 (Spalten)-Einheitsbereich A, Figur 16B zeigt einen 2 (Reihen) x 4 (Spalten)-Einheitsbereich B, Figur 16C zeigt einen 4 (Reihen) x 2 (Spalten)- Einheitsbereich C, und Figur 16D zeigt einen 4 (Reihen) x 4 (Spalten)-Einheitsbereich D. Ein schwarzer Punkt bei der Mitte jedes Einheitsbereichs repräsentiert die Mitte für eine Verschiebung, wenn der entsprechende Einheitsbereich auf dem Zitterbild in Figur 1(c) verschoben wird. Wenn die Einheitsbereiche, die in den Figuren 16A bis 16D dargestellt sind, unabhängig verwendet und auf dem Zitterbild von Figur 1(c) verschoben werden und die Anzahl von schwarzen oder weißen Pixeln (weiße Pixel in diesem Fall) innerhalb der Einheitsbereiche gezählt wird, um Schätzwerte der resultierenden Halbtonbilder zu berechnen, werden die entsprechenden Halbtonbilder, die in den Figuren 17(a) bis 17(d) dargestellt sind, erhalten.
Ein Verfahren zum Berechnen des geschätzten Halbtonbildes, das in Figur 17(d) dargestellt ist, wird unten beschrieben werden.
Der Einheitsbereich in Figur 16D befindet sich bei der Zitterbild-Anfangsposition (das heißt, die Mitte für eine Verschiebung befindet sich bei einem Punkt der zweiten Reihe und Spalte, und auf den Punkt wird im folgenden als (2,2) verwiesen), wie in Figur 18 dargestellt ist. In diesem Fall sind die Pixel vorzugsweise vollständig in dem Einheitsbereich eingeschlossen. Mit anderen Worten sollte sich ein Teil eines gegebenen Pixels nicht außerhalb des Einheitsbereichs erstrecken. Die Anzahl weißer Pixel innerhalb des Einheitsbereichs wird gezählt, um die Zahl als den Halbton-Schätzwert anzugeben bzw. vorzugeben. In diesem Fall beträgt die Zahl 7. Der Schätzwert des Punktes (1,1) des Halbtonbildes ist 7. Der Einheitsbereich wird um ein Pixel verschoben (eine Spalte in diesem Fall), und die Anzahl weißer Pixel innerhalb des verschobenen Einheitsbereichs wird als 7 gezählt. Die gleiche Operation wird für alle Spalten der ersten Reihe ausgeführt. Wenn eine Abtastung der ersten Reihe beendet ist, wird der Einheitsbereich in Figur 16D um eine Reihe verschoben, und eine Schätzung der Halbtondichte für die nächste Reihe wird begonnen. In diesem Fall befindet sich die Mitte des Einheitsbereichs bei Punkt (3,2). Wenn eine Schätzung bis hin zur letzten Spalte der letzten Reihe beendet ist, ist eine Schätzung abgeschlossen, wobei somit das Halbtonbild in Figur 17(d) erhalten wird.
Ein Verfahren zum Schätzen des Halbtonbildes in Figur 17(b) unter Verwendung des Einheitsbereichs in Figur 16B wird unten beschrieben werden. In diesem Fall muß die Mitte des Einheitsbereidis B die gleiche wie die größten Einheitsbereichs D sein. Der Einheitsbereich B wird zu Anfang eingestellt bzw. festgelegt, wie in Figur 19 dargestellt ist. In diesem Zustand beträgt die Zahl weißer Pixel innerhalb des Einheitsbereichs B 2. Um den Einheitsbereich B gleich dem Einheitsbereich D zu setzen bzw. festzulegen, muß die Zahl weißer Pixel verdoppelt werden, d.h. 2 x 2 = 4. In diesem Fall weist der Einheitsbereich B eine Zunahme von 2 auf. Die Zunahmen anderer Einheitsbereiche A und C sind 4 beziehungsweise 2. Die Berechnung der Zunahme-Umwandlung wird ausgeführt, wann immer der Einheitsbereich B um ein Pixel verschoben wird. Das geschätzte Halbtonbild in Figur 17(b) kann erhalten werden. Die gleiche Operation ist auf die Fälle in den Figuren 17(a) und 17(c) anwendbar, und eine ausführliche Beschreibung davon wird unterlassen werden.
Das Halbtonbild kann durch das oben beschriebene Verfahren effektiv geschätzt werden. Die Daten in den Figuren 17(a) bis 17(d) repräsentieren die resultierenden Halbtonbilder. Gemäß diesem Verfahren wird das Halbtonbild aus dem Zitterbild von Figur 17(c) geschätzt, das eine kleinere Anzahl von Daten als die des ursprünglichen Halbtonbildes in Figur 1(a) aufweist. Wie in Figur 17(d) dargestellt ist, kann das geschätzte Halbtonbild nicht vollständig in das ursprüngliche Halbtonbild umgewandelt werden. Jedoch kann mit Ausnahme eines Teils, wo sich der Pixelpegel des ursprünglichen Halbtonbildes abrupt ändert, das geschätzte Halbtonbild dem ursprünglichen Halbtonbild sehr ähnlich sein. Insbesondere stimmen, wenn die Dichteänderung nicht innerhalb des Einheitsbereichs D auftritt, die Werte des geschätzten Halbtonbildes mit den Werten des ursprünglichen Halbtonbildes vollständig überein.
Das menschliche Wahrnehmungs- bzw. Sehvermögen besitzt eine größere Fähigkeit zur Helligkeits- bzw. Abstufungsunterscheidung in einem Gebiet mit niedriger Raumfrequenz (dem Gebiet, wo Änderungen des Pixelpegels klein sind), aber eine geringere Fähigkeit zur Abstufungsunterscheidung in einem Gebiet mit hoher Raumfrequenz (dem Gebiet, wo Änderungen des Pixelpegels groß sind). Darauf beruhend wird ein größerer Einheitsbereich in dem Gebiet mit niedrigerer Raumfrequenz verwendet, um ein Halbton-Bildteil bei einer größeren Fähigkeit zur Abstufungsunterscheidung zu schätzen, wobei somit ein Bild mit einer höheren Auflösung erhalten wird. Eine bessere Schätzung eines Halbtonbildes kann dann im Vergleich mit denjenigen in den Figuren 17(a) bis 17(d) durchgeführt werden.
Das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ausführlicher beschrieben werden. Dieses Verfahren beruht auf einer Speicherung eines digitalen Binärbildes in einem Speichermittel. Verschiedene Einheitsbereiche werden für die digitalen Binärbilder eingestellt bzw. festgelegt, und das digitale Binärbild wird gemäß einer vorbestimmten Bearbeitung verarbeitet. Ein optimaler Bereich aus den verschiedenen Einheitsbereichen wird für jedes Pixel ausgewählt. Die Anzahl weißer Pixel (oder schwarzer Pixel) innerhalb des ausgewählten Einheitsbereichs wird gezählt, um einen Schätzwert des Halbtonbildes zu erhalten. Die vorbestimmte Bearbeitung wird ausgeführt, wobei ein Algorithmus verwendet wird, um einen großen Einheitsbereich in dem Gebiet mit niedriger Raumfrequenz (dem Gebiet, wo Änderungen des Pixelpegels klein sind) und einen kleinen Einheitsbereich in dem Gebiet mit hoher Raumfrequenz (dem Gebiet, wo Änderungen im Pixelpegel groß sind) auszuwählen.
Das grundlegende Prinzip dieser Ausführungsform ist, größtmögliche Einheitsbereiche auszuwählen, es sei denn, daß Dichteänderungen innerhalb des Einheitsbereichs festgestellt werden. Daher werden die Einheitsbereiche A bis D in einer Reihenfolge von D, C, B und A ausgewählt, wie in Figur 20 dargestellt ist. Die Figuren 21(a) bis 21(d) zeigen Schritte des Verfahrens gemäß der ersten Ausführungsform.

Schritt (1)

Zuerst wird der Einheitsbereich D ausgewählt. Wenn sich der Einheitsbereich D bei der Anfangsposition (Figur 1(c)) befindet, wie in Figur 18 dargestellt ist, weist der Einheitsbereich D einen Zustand auf, der in Figur 21(a) dargestellt ist. Die Anzahl weißer Pixel innerhalb des Einheitsbereichs D wird als 7 gezählt. "7" ist als der Durchschnittspixelpegel gegeben, und es werden Ziffern "7" in die Pixelpositionen des Bildes in Figur 21(b) gefüllt. Wenn das Bild mit dem Durchschnittspixelpegel in Figur 21(b) durch eine Schwellenwertmatrix, die in Figur 21(c) dargestellt ist, digitalisiert wird, wird das resultierende Binärbild, das in Figur 21(d) dargestellt ist, erhalten. Wenn das Zitterbild (Figur 21(a)) mit dem Binärbild (Figur 21(d)) verglichen wird, stimmen sie nicht miteinander überein. Die Nicht-Koinzidenz bzw. Nicht-Übereinstimmung bedeutet, daß eine Pixelpegeländerung auftritt. In diesem Fall kann der Einheitsbereich D nicht geeignet verwendet werden. Weil der Einheitsbereich D in Schritt (1) nicht ausgewählt wird, geht die Verarbeitung zu Schritt (2) weiter.

Schritt (2)

Die Einheitsbereich C wird in Schritt (2) ausgewählt. Der Einheitsbereich C wird an die Anfangsposition (Figur 1(c)) gesetzt, wie in Figur 21(a) dargestellt ist. Die Anzahl weißer Pixel innerhalb des Einheitsbereichs C wird als 4 gezählt. Die Zahl "4" wird mit einer Zunahme von 2 multipliziert, um 8 zu erhalten, d.h. den Durchschnittspixelpegel. Es werden Ziffern "8" in die Pixelpositionen des Bildes wie in Figur 21B dargestellt gefüllt. Das Bild mit dem Durchschnittspixelpegel in Figur 21(b) wird durch eine Schwellenwertmatrix (d.h. eine Schwellenwertmatrix innerhalb des Einheitsbereichs) in Figur 21(c) digitalisiert, entsprechend der zweiten und dritten Spalten der Matrix in Figur 1(b), um ein Binärbild in Figur 21(d) zu erhalten. Das Zitterbild in Figur 21(a) wird mit dem Binärbild in Figur 21(d) verglichen, und es kann keine Übereinstimmung festgestellt werden. Die Nicht-Übereinstimmung zeigt an, daß die Pixelpegeländerung auftritt. Der Einheitsbereich C wird als nicht geeignet diskriminiert. Weil der Einheitsbereich C in Schritt (2) nicht ausgewählt wird, geht die Verarbeitung weiter zu Schritt (3).

Schritt (3)

Der Einheitsbereich B wird in Schritt (3) ausgewählt. Der Einheitsbereich B wird an die Anfangsposition von Figur 1(c) gesetzt, wie in Figur 21(a) dargestellt ist. Die Anzahl weißer Pixel innerhalb des Einheitsbereichs wird als 2 gezählt. Die Zahl "2" wird mit einer Zunahme von 2 multipliziert, um 4 als den Durchschnittspixelpegel zu erhalten. Das Bild mit dem Durchschnittspixelpegel ist in Figur 21(b) dargestellt. Dieses Bild wird digitalisiert, wobei eine Schwellenwertmatrix von Figur 1(c) verwendet wird, um ein Binärbild in Figur 21(d) zu erhalten. Das Zitterbild in Figur 21(a) wird mit dem Binärbild in Figur 21(d) verglichen und stimmt damit überein. Die Übereinstimmung zeigt an, daß keine Pixelpegeländerung innerhalb des Einheitsbereichs auftritt. Der Einheitsbereich D wird als geeignet diskriminiert. Falls jedoch in Schritt (3) keine Übereinstimmung erreicht wird, wird der kleinste Einheitsbereich A ausgewählt.
Weil der Einheitsbereich B in Schritt (3) ausgewählt wird, beträgt die Anzahl weißer Pixel innerhalb des Einheitsbereichs B 2. Die Zunahme des Einheitsbereichs B beträgt 2, und der Schätzwert wird somit als 4 (= 2 x 2) erhalten. Der Pixelpegel in Figur 21(b) in Schritt (3) ist als der Bild-Schätzwert gegeben. Die obige Operation wird für alle Pixel des Zitterbildes in Figur 1(c) ausgeführt, und das geschätzte Halbtonbild in Figur 22 kann erhalten werden. Die tatsächliche Verwendung der Einheitsbereiche für die erste Reihe ergibt sich wie folgt. Der Einheitsbereich B wird für (1,1) des geschätzten Halbtonbildes verwendet; B für (1,2); A für (1,3); B für (1,4); B für (1,5); D für (1,6); und D für (1,7).
Für das geschätzte Halbtonbild in Figur 22 wird der große Einheitsbereich in dem Gebiet verwendet, wo Pixelpegeländerungen klein sind, und der kleine Einheitsbereich wird in dem Gebiet verwendet, wo Pixelpegeländerungen groß sind. Dieses Schätzverfahren ist mit dem menschlichen Wahrnehmungs- bzw. Sehvermögen verträglich bzw. kompatibel. Daher ähnelt das geschätzte Halbtonbild dem ursprünglichen Halbtonbild in Figur 1(a) extrem.
In der obigen Beschreibung wird ein Halbtonbild aus einem Zitterbild geschätzt. Jedoch kann eine Abstufungsumwandlung, ein Filtern oder eine Vergrößerungs/Verkleinerungs-Umwandlung des geschätzte Halbtonbildes ausgeführt werden, um ein neues Binärbild zu erhalten.
Figur 23 ist ein Flußdiagramm zum Ausführen einer Abstufungsumwandlung (Helligkeits- bzw. Abstufungsverarbeitung) des geschätzten Halbtonbildes. Das Halbtonbild, welches durch das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform geschätzt wird, wird bezüglich der Helligkeit bzw. Abstufung umgewandelt, und das umgewandelte Halbtonbild wird zu einem neuen Binärbild gemäß einer Schwellenwertmatrix digitalisiert. Die Charakteristiken für eine Abstufungsumwandlung sind in Figur 24 dargestellt. Referenzsymbole f1 und f2 bezeichnen Kennlinien für eine Abstufungsumwandlung. Die Eingabe ist entlang der Abszisse aufgetragen, und die Ausgabe ist entlang der Ordinate aufgetragen. Die numerischen Werte in dem Graphen repräsentieren Pixelpegel.
Figur 25(a) zeigt ein Halbtonbild, das durch eine Abstufungsumwandlung des Bildes (Figur 22) mit der Kennlinie f1 in Figur 24 erhalten wird. Figur 25(b) zeigt ein Halbtonbild, das durch eine Abstufungsumwandlung des Bildes (Figur 22) mit der Kennlinie f&sub2; in Figur 24 erhalten wird. Figur 25(c) ist ein Binärbild, das erhalten wird, indem das Bild (Figur 25(a)) digitalisiert wird, wobei die 4 x 4-Bayer-Zittermatrix verwendet wird. Figur 25(d) ist ein Binärbild, das erhalten wird, indem das Bild (Figur 25(b)) digitalisiert wird, wobei die gleiche Matrix verwendet wird. Die Binärbilder unterscheiden sich gemäß den verschiedenen Charakteristiken einer Abstufungsumwandlung voneinander sehr.
Figur 26 ist ein Flußdiagramm zum Filtern des geschätzten Halbtonbildes. Das Halbtonbild, das durch das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform geschätzt wird, wird gefiltert, und das gefilterte Halbtonbild wird zu einem neuen Binärbild digitalisiert, wobei eine Schwellenwertmatrix verwendet wird. Die Filtercharakteristiken sind in den Figuren 12(a) und 12(b) dargestellt. Figur 12(a) zeigt die Charakteristiken des Hochpaß-Faltungsfilters, und Figur 12(b) zeigt die Charakteristiken des Tiefpaß- Faltungsfilters.
Wenn das geschätzte Halbtonbild in Figur 22 durch die Filtercharakteristiken in den Figuren 12(a) und 12(b) gefiltert wird, werden Hochpaß- und Tiefpaß-Halbtonbilder in den Figuren 27(a) und 27(b) erhalten. Wenn die Hochpaß- und Tiefpaß-Halbtonbilder unter Verwendung von Zittermatrizen der Figuren 27(c) und 27(d) digitalisiert werden, werden Binärbilder (Zitterbilder), die in den Figuren 27(e) und 27(f) dargestellt sind, erhalten.
Figur 28 ist ein Flußdiagramm zum Vergrößern oder Verkleinern eines geschätzten Halbtonbildes. Das Halbtonbild, welches durch das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform geschätzt wird, wird vergrößert oder verkleinert, und die erhaltenen Halbtonbilder werden durch Binärbilder unter Verwendung von Schwellenwertmatrizen umgewandelt. Die Vergrößerungs- und Verkleinerungsverfahren können durch Extrapolation und Interpolation veranschaulicht werden.
Figur 29(a) zeigt ein 1,25-faches Halbtonbild, das erhalten wird, indem das Halbtonbild in Figur 22 gemäß einem Verfahren der nächsten Nachbarn vergrößert wird. Figur 29(b) zeigt ein 0,75-faches Halbtonbild, das erhalten wird, indem das Halbtonbild in Figur 22 verkleinert wird. Die vergrößerten oder verkleinerten Halbtonbilder werden unter Verwendung von Zittermatrizen in den Figuren 29(c) und 29(d) digitalisiert, um Binärbilder in den Figuren 29(e) und 29(f) zu erhalten.
In diesem Fall ist das Zitterbild vorzugsweise eher ein systematisches Zitterbild als ein zufälliges Zitterbild oder ein konditionales bzw. bedingtes Zitterbild, um so Schwellenwerte in den Pixelpositionen des größten Einheitsbereichs gleichmäßig einzustellen bzw. festzulegen. Alternativ wird ein verteiltes Zitterbild, um die Schwellenwerte in den Pixelpositionen des kleinsten Einheitsbereichs gleichförmig festzulegen, bevorzugt. Ein verteiltes Bayer-Zitterbild ist insbesondere vorzuziehen.
Die erste Ausführungsform veranschaulicht den Fall, worin die Anzahl weißer Pixel innerhalb des Einheitsbereich gezählt wird, um das Halbtonbild zu schätzen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Schätzverfahren oder irgendwelche andere spezifische Verfahren beschränkt, und die Anzahl schwarzer Pixel kann gezählt werden.
In der obigen Beschreibung wird jedes Pixel abgetastet, um ein Halbtonbild zu erhalten. Mindestens zwei Pixel können jedoch abgetastet werden, um ein Halbtonbild zu erhalten. Vier verschiedene Einheitsbereiche werden in der ersten Ausführungsform verwendet. Die Anzahl von Einheitsbereichen ist jedoch nicht auf vier beschränkt, sondern kann auf irgendeine andere Anzahl erweitert werden. Die Größen der Einheitsbereiche sind nicht auf die veranschaulichten beschränkt, sondern können variieren.
Ein Verfahren zum Schätzen eines Halbtonbildes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 30 bis 32 beschrieben werden.
Das Pixel der ersten Reihe und Spalte des Zitterbildes in Figur 1(c) dient als Beispiel dafür, um zu zeigen, wie die Einheitsbereiche in den Figuren 16A bis 16D verwendet werden. Man nehme die folgenden Bedingungen dafür an, daß keine Pixelpegeländerungen auftreten:
B&sub1; - B&sub2; ≤ 1 ...(10)
C&sub1; - C&sub2; ≤ 1 ...(11)
Die Beziehung zwischen B&sub1;, B&sub2;, ei und C&sub2; ist in Figur 30 angegeben. B&sub1; und B&sub2; sind die Zahlen weißer Pixel innerhalb der benachbarten Einheitsbereiche B in Figur 16B, und Ci und C&sub2; sind die Zahlen weißer Pixel innerhalb der benachbarten Einheitsbereiche C in Figur 16C.
B&sub1;, B&sub2;, C&sub1; und C&sub2; sind in Figur 30 angeordnet, um zu überprüfen, ob die Ungleichungen (10) und (11) erfüllt sind. Falls sie erfüllt sind, wird ein Kreis vorgegeben; falls nicht, wird ein Kreuz vorgegeben. Die Einheitsbereiche werden gemäß den Bedingungen bestimmt, wie in Figur 31 dargestellt ist. Nach Figur 31 sind, wenn beide Ungleichungen (10) und (11) erfüllt sind, Pixelpegeländerungen klein bzw. gering, und ein großer Einheitsbereich wird verwendet, um eine große Fähigkeit zur Helligkeitsbzw. Abstufungsunterscheidung vorzusehen. Somit wird der Einheitsbereich D ausgewählt. Falls Ungleichung (1) erfüllt ist, aber Ungleichung (2) nicht erfüllt ist, wird der Einheitsbereich C ausgewählt, weil die Pixelpegeländerung in der vertikalen Richtung (der Y-Richtung in Figur 30) gering ist, und die Pixelpegeländerung in der horizontalen Richtung (der X-Richtung in Figur 30) groß ist. Falls Ungleichung (2) erfüllt ist, aber Ungleichung (1) nicht erfüllt ist, wird der Einheitsbereich B ausgewählt, weil die Pixelpegeländerung in der horizontalen Richtung (der X-Richtung in Figur 30) gering ist und die Pixelpegeländerung in der vertikalen Richtung (der Y-Richtung iii Figur 30) groß ist. Falls keine der Ungleichungen (1) und (2) erfüllt ist, wird der kleinste Einheitsbereich A ausgewählt, um eine hohe Auflösung zu erhalten, weil die Pixelpegeländerungen entlang den horizontalen und vertikalen Richtungen (den X- und Y-Richtungen) groß sind.
Gemäß dem Verfahren der zweiten Ausführungsform wird der optimale Einheitsbereich für jedes Pixel ausgewählt. Die Anzahl weißer Pixel (oder schwarzer Pixel) innerhalb des ausgewählten Einheitsbereichs wird gezählt. In einer Matrix (Figur 30), welche der oberen linken Ecke von Figur 1(c) entspricht, gelten B&sub1; = 2, B&sub2; = 5, C&sub1; = 3 und C&sub2; = 4. In diesem Fall wird die Ungleichung (2) erfüllt, aber die Ungleichung (1) nicht erfüllt. Daher ist der optimale Einheitsbereich B gemäß der Tabelle in Figur 31. Wenn der Einheitsbereich B auf die Anfangsposition in Figur 19 eingestellt wird, beträgt die Anzahl weißer Pixel innerhalb des Bereichs B 2. Die Zunahme von B ist 2, und somit beträgt der Schätzwert des Halbtonbildes von Punkt (2,2) des Zitterbildes 4 (= 2 x 2). Der Einheitsbereich wird für die Stelle ausgewählt, welche den Mittelpunkt (2,3) besitzt, um dessen Schätzwert zu berechnen. Der optimale Einheitsbereich wird für jeden Punkt ausgewählt, um alle Schätzwerte zu erhalten.
Figur 32 zeigt ein Halbtonbild, das in der Weise wie oben beschrieben geschätzt ist. Die tatsächliche Verwendung der Einheitsbereiche für die erste Reihe des geschätzten Halbtonbildes ergibt sich wie folgt der Einheitsbereich B wird für Punkt (1,1) ausgewählt; B für (1,2); B für (1,3); A für (1,4); C für (1,5); D für (1,6); und D für (1,7).
In dem geschätzten Halbtonbild in Figur 32 wird der Teil des Halbtonbildes mit kleinen P ixelpegeländerungen geschätzt, wobei ein großer Einheitsbereich verwendet wird, und wird der Teil des Halbtonbildes mit großen Pixelpegeländerungen geschätzt, wobei ein kleiner Einheitsbereich verwendet wird. Solch eine Schätzung ist mit dem menschlichen Wahrnehmungs- bzw. Sehvermögen verträglich. Daher ähnelt das geschätzte Halbtonbild dem ursprünglichen Halbtonbild in Figur 1(a) extrem.
In der obigen Beschreibung wird ein Halbtonbild aus einem Binärbild geschätzt. Jedoch kann eine Abstufungsumwandlung, ein Filtern oder eine Vergrößerungs/Verkleinerungsumwandlung des geschätzten Halbtonbildes ausgeführt werden, um ein neues Binärbild zu erhalten.
Figur 23 ist ein Flußdiagramm zum Ausführen einer Abstufungsumwandlung (Helligkeits- bzw. Abstufungsverarbeitung) des geschätzten Halbtonbildes. Das Halbtonbild, das durch das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform geschätzt wird, wird bezüglich der Helligkeit bzw. Abstufung umgewandelt, und das umgewandelte Halbtonbild wird zu einem neuen Binärbild gemäß einer Schwellenwertmatrix digitalisiert. Die Charakteristiken für eine Abstufungsumwandlung sind in Figur 24 dargestellt. Referenzsymbole f1 und f2 bezeichneii Kennlinien für eine Abstufungsumwandlung. Die Eingabe ist entlang der Abszisse aufgetragen, und die Ausgabe ist entlang der Ordinate aufgetragen. Die numerischen Werte in dem Graphen repräsentieren Pixelpegel.
Figur 33(a) zeigt ein Halbtonbild, das durch eine Abstufungsumwandlung des Bildes (Figur 32) mit der Kennlinie f1 in Figur 24 erhalten wird. Figur 33(b) zeigt ein Halbtonbild, das durch eine Abstufungsumwandlung des Bildes (Figur 32) mit der Kennlinie f2 in Figur 24 erhalten wird. Figur 33(c) ist ein Binärbild, das erhalten wird, indem das Bild (Figur 33(a)) unter Verwendung der 4 x 4-Bayer-Zittermatrix digitalisiert wird. Figur 33(d) ist ein Binärbild, das erhalten wird, indem das Bild (Figur 33(b)) unter Verwendung der gleichen Matrix digitalisiert wird. Die Binärbilder unterscheiden sich gemäß der verschiedenen Charakteristiken für eine Abstufungsumwandlung voneinander sehr.
Figur 26 ist ein Flußdiagramm zum Filtern des geschätzten Halbtonbildes. Das Halbtonbild, welches durch das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform geschätzt wird, wird gefiltert, und das gefilterte Halbtonbild wird zu einem neuen Binärbild digitialisiert, indem eine Schwellenwertmatrix verwendet wird. Die Filtercharakteristiken sind in den Figuren 12(a) und 12(b) dargestellt. Figur 12(a) zeigt die Charakteristiken des Hochpaß-Faltungsfilters, und Figur 12(b) zeigt die Charakteristiken des Tiefpaß-Faltungsfilters.
Wenn das geschätzte Halbtonbild in Figur 32 durch die Filtercharakteristiken in den Figuren 12(a) und 12(b) gefiltert wird, werden Hochpaß- und Tiefpaß-Halbtonbilder in den Figuren 34(a) und 34(b) erhalten. Wenn die Hochpaß- und Tiefpaß-Halbtonbilder unter Verwendung von Zittermatrizen der Figuren 34(c) und 34(d) digitalisiert werden, werden Binärbilder (Zitterbilder), die in den Figuren 34(e) und 34(f) dargestellt sind, erhalten.
Figur 28 ist ein Flußdiagramm zum Vergrößern oder Verkleinern eines geschätzten Halbtonbildes. Das Halbtonbild, welches durch das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform geschätzt wird, wird vergrößert oder verkleinert, und die erhaltenen Halbtonbilder werden durch Binärbilder unter Verwendung von Schwellenwertmatrizen umgewandelt. Die Vergrößerungs- und Verkleinerungsveffahren können durch Extrapolation und Interpolation veranschaulicht werden.
Figur 35(a) zeigt ein 1,25-faches Halbtonbild, welches erhalten wird, indem das Halbtonbild in Figur 32 gemäß einem Verfahren der nächsten Nachbarn vergrößert wird. Figur 35(b) zeigt ein 0,75-faches Halbtonbild, das erhalten wird, indem das Halbtonbild in Figur 32 verkleinert wird. Die vergrößerten oder verkleinerten Halbtonbilder werden unter Verwendung von Zittermatrizen in den Figuren 35(c) und 35(d) digitalisiert, um Binärbilder in den Figuren 35(e) und 35(f) zu erhalten.
Ein Verfahren zum Schätzen eines Halbtonbildes gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten beschrieben werden. Das Verfahren der dritten Ausführungsform ist dem der zweiten Ausführungsform ähnlich. Ein Algorithmus der dritten Ausführungsform wählt einen großen Einheitsbereich in einem Gebiet mit niedriger Raumfrequenz (dem Gebiet, wo Pixelpegeländerungen klein sind) und einen kleinen Einheitsbereich in einem Gebiet mit hoher Raumfrequenz (dem Gebiet, wo Pixelpegeländerungen groß sind) aus.
Die Einheitsbereiche A bis D in den Figuren 16A bis 16D werden in der gleichen Weise wie in der zweiten Ausführungsform verwendet. Die Zahlen weißer Pixel innerhalb der Einheitsbereiche werden durch a bis d repräsentiert. Bedingungen dafür, daß keine Pixelpegeländerungen auftreten, sind wie folgt vorgegeben:
2a - b ≤ 1 ...(12)
2a - c ≤ 1 ...(13)
2b - d ≤ 1 ...(14)
2c - d ≤ 1 ...(15)
Falls diese Ungleichungen erfüllt sind, werden Kreise angegeben. Andernfalls werden Kreuze angegeben. Gemäß der Kombination von Kreisen und Kreuzen wird ein optimaler Einheitsbereich ausgewählt, wie in Figur 36 dargestellt ist. Ein Asterisk * repräsentiert einen Kreis oder ein Kreuz. Falls keine der Ungleichungen (12) und (13) erfüllt sind, wird der Einheitsbereich A ausgewählt, ohne die Ungleichungen (14) und (15) zu überprüfen. Falls die Ungleichung (12) erfüllt ist, aber Ungleichung (13) nicht erfüllt ist, wird der Einheitsbereich B ausgewählt. Falls Ungleichung (12) nicht erfüllt ist, aber Ungleichung (13) erfüllt ist, wird der Einheitsbereich C ausgewählt. Falls alle Ungleichungen (12) bis (15) erfüllt sind, wird der Einheitsbereich D ausgewählt.
Ein optimaler Einheitsbereich wird wie folgt bestimmt, wenn sich die Zentren der Einheitsbereiche bei Punkt (2,2) des Zitterbildes in Figur 1(c) befinden. Weil a = 1, b = 2, c = 4 und d = 7 gelten, haben wir
2a - b = 2 - 2 = 0
2a - c = 2 - 4 = 2
Die Ungleichungen (12) und (13) sind somit erfüllt, und der optimale Einheitsbereich ist als B gemäß der Tabelle in Figur 36 gegeben. Ein Schätzwert des Pixels der ersten Reihe und ersten Spalte des Halbtonbildes bei Auswahl des Einheitsbereichs B wird geschätzt. Die Zahl b weißer Pixel in der Anfangsposition des Einheitsbereichs B ist als 2 gegeben, und die Zunahme des Bereichs B beträgt 2, wobei somit der Schätzwert als 4 (= 2 x 2) erhalten wird.
Figur 37 zeigt ein Halbtonbild, das in der Weise wie oben beschrieben geschätzt wird. Die tatsächliche Verwendung der Einheitsbereiche für die erste Reihe der geschätzten Halbtonbildes ergibt sich wie folgt: der Einheitsbereich B wird für Punkt (1,1) ausgewählt; B für (1,2); B für (1,3); Afür (1,4); C für (1,5); D für (16); und D für (1,7).
In dem geschätzten Halbtonbild in Figur 37 wird der Teil des Halbtonbildes mit kleinen bzw. geringen Pixelpegeländerungen geschätzt, wobei ein großer Einheitsbereich verwendet wird, und wird der Teil des Halbtonbildes mit großen Pixelpegeländerungen geschätzt, wobei ein kleiner Einheitsbereich verwendet wird. Solch eine Schätzung ist mit dem menschlichen Wahrnehmungs- bzw. Sehvermögen verträglich. Daher ähnelt das geschätzte Halbtonbild dem ursprünglichen Halbtonbild in Figur 1(a) extrem.
In der obigen Beschreibung wird ein Halbtonbild aus einem Binärbild geschätzt. Jedoch kann eine Abstufungsumwandlung, ein Filtern oder eine Vergrößerungs/Verkleinerungs- Umwandlung des geschätzten Halbtonbildes ausgeführt werden, um ein neues Binärbild zu erhalten. Die Abstufungsumwandlung (Helligkeitsbzw. Abstufungsverarbeitung) des geschätzten Halbtonbildes wird gemäß dem gleichen Flußdiagramm in Figur 23 ausgeführt. Die Charakteristiken für eine Abstufungsumwandlung sind in Figur 9 in der gleichen Weise wie in der zweiten Ausführungsform dargestellt.
Figur 38(a) zeigt ein Halbtonbild, das durch eine Abstufungsumwandlung des Bildes (Figur 37) mit der Kennlinie f1 in Figur 9 erhalten wird. Figur 38(b) zeigt ein Halbtonbild, das durch eine Abstufungsumwandlung des Bildes (Figur 37) mit der Kennlinie f2 in Figur 9 erhalten wird. Figur 38(c) ist ein Binärbild, das erhalten wird, indem das Bild (Figur 38(a)) unter Verwendung der Zittermatrix digitalisiert wird. Figur 38(d) ist ein Binärbild, das erhalten wird, indem das Bild (Figur 38(b)) unter Verwendung der gleichen Matrix digitalisiert wird. Die Binärbilder unterscheiden sich gemäß den verschiedenen Charakteristiken einer Abstufungsumwandlung voneinander außerordentlich.
Das geschätzte Halbtonbild in Figur 37 wird in der gleicheii Abfolge wie in Figur 26 gefiltert. Das Halbtonbild, welches durch das Verfahren gemäß der dritten Ausführungsform geschätzt wird, wird gefiltert und das gefilterte Halbtonbild wird zu einem neuen Binärbild digitalisiert, indem eine Schwellenwertmatrix verwendet wird. Die Filtercharakteristiken sind in den Figuren 12(a) und 12(b) dargestellt. Figur 12(a) zeigt die Charakteristiken des Hochpaß-Faltungsfilters, und Figur 12(b) zeigt die Charakteristiken des Tiefpaß-Faltungsfilters. Wenn das geschätzte Halbtonbild in Figur 32 durch die Filtercharakteristiken in den Figuren 12(a) und 12(b) gefiltert wird, werden Hochpaß- und Tiefpaß-Halbtonbilder in den Figuren 39(a) und 39(b) erhalten. Wenn die Hochpaß- und Tiefpaß-Halbtonbilder unter Verwendung von Zittermatrizen der Figuren 39(c) und 39(d) digitalisiert werden, werden Binärbilder (Zitterbilder), die in den Figuren 39(e) und 39(f) dargestellt sind, erhalten.
Das geschätzte Halbtonbild in Figur 37 kann vergrößert oder verkleinert werden, und die erhaltenen Halbtonbilder werden durch Binärbilder umgewandelt, wobei Schwellenwertmatrizen verwendet werden. Das Flußdiagramm für diese Verarbeitung ist das gleiche wie in Figur 28. Die Vergrößerungs- und Verkleinerungsverfahren können durch Extrapolation und Interpolation veranschaulicht werden. Figur 40(a) zeigt ein 1,25-faches Halbtonbild, das erhalten wird, indem das Halbtonbild in Figur 37 gemäß einem Verfahren der nächsten Nachbarn vergrößert wird. Figur 40(b) zeigt ein 0,75- faches Halbtonbild, das erhalten wird, indem das Halbtonbild in Figur 37 verkleinert wird. Die vergrößerten oder verkleinerten Halbtonbilder werden unter Verwendung von Zittermatrizen in den Figuren 40(c) und 40(d) digitalisiert, um Binärbilder in den Figuren 40(e) und 40(f) zu erhalten.
In den zweiten und dritten Ausführungsformen ist, wenn ein Halbtonbild durch ein Binärbild geschätzt wird, das Binärbild vorzugsweise ein Zitter- oder Dichtemusterbild. Weiter ist das Binärbild vorzugsweise ein Zitterbild. In diesem Fall ist das Zitterbild vorzugsweise eher ein systematisches Zitterbild als ein zufälliges Zitterbild oder ein konditionales bzw. bedingtes Zitterbild. In diesem Fall ist das Zitterbild vorzugsweise eher ein systematisches Zitterbild als ein zufälliges Zitterbild oder ein bedingtes Zitterbild, um so Schwellenwerte in den Pixelpositionen des größten Einheitsbereichs gleichmäßig einzustellen bzw. festzulegen. Alternativ wird ein verteiltes Zitterbild, um die Schwellenwerte in den Pixelpositionen des kleinsten Einheitsbereichs einzustellen bzw. festzulegen, bevorzugt. Ein verteiltes Bayer-Zitterbild ist insbesondere vorzuziehen.
Unter den verschiedenen Einheitsbereichen ist der größte Einheitsbereich vorzugsweise gleich der Schwellenwertmatrix des systematischen Zitterbildes. Genauer werden digitale Binärbilder in einem Speichermittel, wie zum Beispiel einem Speicher, gespeichert. Die verschiedenen Einheitsgebiete werden für diese digitalen Binärbilder festgelegt. Das digitale Binärbild wird gemäß einer vorbestimmten Bearbeitung verarbeitet. Ein optimaler Einheitsbereich wird für jedes Pixel ausgewählt. Die Anzahl weißer Pixel (oder schwarzer Pixel) innerhalb des ausgewählten Einheitsbereichs wird gezählt, um einen Schätzwert des Halbtonbildes zu erhalten. Eine vorbestimmte Bearbeitung wird durch einen Algorithmus der zweiten oder dritten Ausführungsform ausgeführt.
Die zweiten und dritten Ausführungsformen veranschaulichen den Fall, worin die Anzahl weißer Pixel innerhalb des Einheitsbereichs gezählt wird, um das Halbtonbild zu schätzen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Schätzverfahren oder irgendwelche andere spezifische Verfahren begrenzt. Es ist wesentlich, das Halbtonbild auf der Grundlage eines Verhältnisses der weißen Gebiete zu den schwarzen Gebieten innerhalb des Einheitsbereichs zu schätzen. In der obigen Beschreibung wird jedes Pixel abgetastet, um ein Halbtonbild zu erhalten. Mindestens zwei Pixel können jedoch abgetastet werden, um ein Halbtonbild zu erhalten. Vier verschiedene Einheitsbereiche werden in den zweiten und dritten Ausführungsformen verwendet. Die Anzahl von Einheitsbereichen ist jedoch nicht auf vier begrenzt, sondern kann auf irgendeine Anzahl erweitert werden. Die Größen der Einheitsbereiche sind nicht auf die veranschaulichten begrenzt, sondern können variieren.

Claims

1. Verfahren zur Verarbeitung von ein binäres Bild darstellenden digitalen Daten zur Bereitstellung einer Schätzdarstellung eines ursprunglichen Halbtonbildes von dem binären Bild, mit folgenden Schritten:

Definieren eines Einheitsbereichs mit vorbestimmtem Ausmaß, der eine vorbestimmte Anzahl der schwarzen und weißen Pixel des binären Bildes enthalten soll;

Einstellen des besagten Einheitsbereichs mit Bezug auf eine erste Pixelstelle im besagten binären Bild;

Zählen der Anzahl besagter schwarzer Pixel oder besagter weißer Pixel, die im besagten Einheitsbereich enthalten sind, und Verwendung der besagten Zählung zur Darstellung der Halbton-Bilddichte an der besagten ersten Pixelstelle;

Verschieben des besagten Einheitsbereichs zu einer der besagten ersten Pixelstelle benachbarten zweiten Pixelstelle; und

Wiederholen der besagten Zähl- und Verschiebungsschritte zur Bereitstellung der besagten Schätzdarstellung des ursprünglichen Halbtonbildes; gekennzeichnet durch

Definieren einer Mehrzahl der besagten Einheitsbereiche mit unterschiedlichen vorbestiznrnten Ausmaßen, die unterschiedliche vorbestimmte Anzahlen besagter schwarzer und weißer Pixel enthalten sollen; und

Auswählen eines der besagten Einheitsbereiche für die entsprechenden besagten Zähl- und Verwendungsschritte mit Bezug auf die jeweilige der besagten Pixelstellen im besagten binären Bild, wobei die besagte Auswahl auf der Grundlage stattfindet, daß für ein Gebiet mit niedrigerer Raumfrequenz des besagten binären Bildes ein größerer besagter Einheitsbereich und für ein Gebiet mit relativ höherer Raumf requenz des besagten binären Bildes ein relativ kleinerer besagter Einheitsbereich ausgewählt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Einstellen jedes der besagten Mehrzahl von Einheitsbereichen im Verhältnis zu jeder besagten Pixelstelle und Ausführen des besagten Zählschrittes für jeden besagten eingestellten Einheitsbereich, Verarbeiten der besagten Zählungen nach einem die besagte Auswahlgrundlage darstellenden vorbestimmten Algorithmus und dementsprechend dem Auswählen eines der besagten Einheitsbereiche und seiner entsprechenden Zählung zur Verwendung mit Bezug auf diese besagte Pixelstelle, und Wiederholen der besagten Einstellung, Verarbeitung und Auswahl für jede besagte Pixelstelle.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte binäre Bild ein von einer Zittermatrix hergestelltes Zitterbild umfaßt;

Vergleichen des Teils des Zitterbildes innerhalb des größten besagten Einheitsbereichs für jede besagte Pixelstelle mit einem verarbeiteten binären Bildteil, der vom besagten Zitterbildteil durch die Verwendung der besagten Zittermatrixerhalten wurde, die an einem aus der gezählten Anzahl schwarzer oder weißer Pixel innerhalb dieses Einheitsbereichs bestehenden Bildteil wirksam war; und

wo das Ergebnis des besagten Vergleichs Übereinstimmung ist, der besagte größte Einheitsbereich für die entsprechenden besagten Zähl- und Verwendungsschritte ausgewählt wird; und

wo das Ergebnis des besagten Vergleichs nicht Übereinstimmung ist, ein kleinerer besagter Einheitsbereich ausgewählt und der Vergleichsschritt danach wiederholt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der größte der unterschiedlichen besagten Einheitsbereiche der Größe einer Schwellwertmatrix eines systematischen Zitterbildes gleicht.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte binäre Bild ein Zitterbild ist.

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

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte systematische Zitterbild ein punktverteiltes Bild ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte punktverteilte Zitterbild ein Bayer- Zitterbild ist.

9. Vorrichtung zum Verarbeiten von ein binäres Bild darstellenden digitalen Daten zur Bereitstellung einer Schätzdarstellung eines ursprünglichen Halbtonbildes von dem binären Bild, mit:

Mitteln (2, 3, 4, 5, 6, 7) zum Abtasten des besagten binären Bildes und Bereitstellen von das besagte abgetastete binäre Bild darstellenden digitalen Daten;

einer Mehrzahl von Direktzugriffsspeichern (RAM 0-3) zum Speichern der besagten digitalen Daten;

Mitteln zum Definieren eines Einheitsbereichs mit vorbestizzimten Ausmaß, der eine vorbestimmte Anzahl der schwarzen und weißen Pixel des besagten binären Bildes enthalten soll;

Mitteln (L 0-3;C) zum Zugreifen auf die besagten Speicher und Zählen der Anzahl der besagten schwarzen Pixel oder der besagten weißen Pixel, die im besagten Einheitsbereich enthalten sind, wenn er mit Bezug auf eine erste Pixelstelle im besagten binären Bild eingestellt wird, und Verwenden der besagten Zählung zur Darstellung der Halbton-Bilddichte an der besagten ersten Pixelstelle; und

wobei die besagten Zugriffs- und Zählmittel betätigt werden können, um die besagte Zählung auf einanderfolgend für benachbarte Pixelstellen zu wiederholen, um die besagte Schätzdarstellung des besagten ursprünglichen Halbtonbildes bereitzustellen;

gekennzeichnet durch:

Mittel zum Definieren einer Mehrzahl der besagten Einheitsbereiche mit unterschiedlichen vorbestimmten Ausmaßen, die unterschiedliche vorbestimmte Anzahlen besagter schwarzer und weißer Pixel enthalten sollen; und

Mittel zum Auswählen eines der besagten Einheitsbereiche für das entsprechende besagte Zählen und Verwenden mit Bezug auf die jeweilige der besagten Pixelstellen im besagten binären Bild, wobei die besagte Auswahl auf der Grundlage stattfindet, daß für ein Gebiet mit niedrigerer Raumfrequenz des besagten binären Bildes ein größerer besagter Einheitsbereich und für ein Gebiet mit relativ höherer Raumfrequenz des besagten binären Bildes ein relativ kleinerer besagter Einheitsbereich ausgewählt wird.