DE3689062T2

DE3689062T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Hochauflösungsbinärbilddaten.

Info

Publication number: DE3689062T2
Application number: DE86114013T
Authority: DE
Inventors: Hideaki Dainippon Scr Kitamura
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1985-11-01
Filing date: 1986-10-09
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2006-10-10
Also published as: US4742399A; EP0220568A2; EP0220568B1; EP0220568A3; EP0481962A3; EP0481962A2; DE3689062D1

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung zweistufiger Hochauflösungsbilddaten und im einzelnen auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abtastung zweistufiger Bildvorlagen (beispielsweise Schwarzweiß-Vorlagen) und Verarbeitung von Multigradations-Bilddaten zur Erzeugung zweistufiger Bilddaten, die in der Auflösung höher als die eingegebenen Multigradations-Bilddaten sind.
Bei einer Bildabtast/Aufzeichnungsvorrichtung ist die Auflösung von durch Abtasten einer Bildvorlage gewonnenen Eingangsbilddaten aus technischen oder ökonomischen Überlegungen heraus beschränkt. Beispielsweise hat ein typischer kommerziell verfügbarer CCD-Bildabtaster zum Lesen eine Obergrenze einer Abtastzeilenzahl von 400 Zeilen/inch (Eingangsauflösung von 63,5 um²) unter den gegebenen Umständen, und eine solche Auflösung ist in der Praxis ausreichend.
Auf dem Gebiet des kommerziellen Druckens und des Druckens von Publikationen, die hohe Qualität erfordern, heißt es andererseits, daß die Auflösung vorzugsweise eine Ausgangszeilenzahl von wenigstens 1500 Zeilen/inch (16,9 um²) überschreiten soll, so daß sich keine verzackten Abschnitte an den Rändern eines Bildes zeigen, das durch eine zweistufige Bildverarbeitungsvorrichtung entwickelt ist, die ein zweistufiges Bild abtastet, eine Bildverarbeitung auf ihm durchführt und das Bild in Vollvergrößerung ausgibt. Eine solche hohe Auflösung ist auch im Eingangsbereich unter der Voraussetzung einer Vollgrößenverarbeitung erforderlich. Eine zweistufige Bildeingabevorrichtung, die in der Lage ist, ein Bild mit einer Auflösung zu lesen, die 1500 Zeilen/inch überschreitet, ist jedoch erheblich teuerer.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von zweistufigen Hochauflösungsbilddaten aus Multigradations-Bilddaten gerichtet.
Gemäß der Erfindung wird eine zweistufige Vorlage in Form von Multigradations-Bilddaten gelesen, und es werden zweistufige Hochauflösungsbilddaten über Gradation der Multigradations-Bilddaten erzeugt.
Zweistufige Bildmusterdaten, die in der Auflösung höher sind als die Multigradations-Bilddaten, aus denen die zweistufigen Bilddaten gewonnen werden, werden zunächst zu jeder Kombination von Gradationsstufen eines zentralen Pixels in einem Bildbereich bestimmter Größe und Datenmustern von Nachbarpixeln in Beziehung gesetzt. Die zweistufigen Hochauflösungsbildmusterdaten werden für die einzelnen Pixel der gelesenen Multigradations-Bilddaten ansprechend auf deren Gradationswerte und Datenmuster von Nachbarpixeln nach dieser Beziehung ausgegeben. Es lassen sich also zweistufige Hochauflösungsbilddaten aus mit niedriger Auflösung gelesenen Bilddaten gewinnen.
Aus US-A-4 280 144 ist es bekannt, den Wert von binären Hochauflösungsbilddaten beruhend auf der Summe der Gradationsdaten eines Zielpixels und seiner Nachbarpixel zu bestimmen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist in Patentanspruch 1 definiert.
Daten über Nachbarpixel werden durch bestimmte Schwellenwerte diskriminiert, damit sie als Bilddaten verarbeitet werden, die in ihrer Gradationsanzahl kleiner als das zentrale Pixel sind, um die Datenkapazität für den zugehörigen Vorgang zu vermindern.
Die Schwellenwerte können mit der Gesamtsumme der Gradationswerte der gesamten Nachbarpixeldaten so variiert werden, daß sie klein oder groß im Verhältnis zur Gesamtsumme sind, um so die Nachbarpixeldaten in zweistufige Bilddaten auf der Grundlage der Schwellenwerte umzuwandeln. Eine Vorlage, die feine Linien enthält, kann also korrekter hochaufgelöst werden.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in Patentanspruch 3 definiert.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von zweistufigen Bilddaten zu schaffen, die eine höhere Auflösung haben und getreuer sind als Eingangsbilddaten, die über eine allgemeine niedrig auflösende Bildeingabevorrichtung gewonnen sind. Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ins einzelne gehenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung
Mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher werden.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt,
Fig. 2, 3, 5, 6, 11 und 12 sind Bilder, die einen Vorgang zur Durchführung von Bildverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform zeigen,
Fig. 4A bis 4C veranschaulichen Beispiele von zweiwertigen Hochauflösungsbildmustern,
Fig. 7 und 8 sind Blockschaltbilder, welche Abwandlungen der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigen,
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel einer Schwellenwertbestimmungsschaltung zeigt,
Fig. 10 veranschaulicht Beispiele von Schwellenwerten, die vorab in einer Nachschlagtabelle, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist, gespeichert worden sind,
Fig. 13 ein Bild, welches einen Vorgang zur Durchführung von Bildverarbeitung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 14 ist ein Blockschaltbild, welches die zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt,
Fig. 15 ist ein Blockschaltbild, welches einen beispielmäßigen Aufbau einer Dichtesummeberechnungsschaltung zeigt,
Fig. 16 ist ein Bild eines Logikfensters,
Fig. 17 ist eine schematische Darstellung, welche einen Koeffizienten-ROM zeigt,
Fig. 18 zeigt einen beispielmäßigen Aufbau, der eine Nachschlagtabelle verwendet,
Fig. 19 ist ein Blockschaltbild, welches einen beispielmäßigen Aufbau einer Schwellenwertentscheidungsschaltung zeigt,
Fig. 20 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel der Entscheidung über Schwellenwerte zeigt,
Fig. 21 ist ein Flußdiagramm, welches einen Vorgang zur Gewinnung von Tabellendaten zeigt,
Fig. 22 ist ein Bild, welches Ergebnisse einer Bildungsverarbeitung für zweistufige Hochauflösungswerte zeigt,
Fig. 23 ist ein Bild, welches Ergebnisse einer Bildungsverarbeitung von zweiwertigen Hochauflösungswerten in Bezug auf ein Original, welches feine Linien enthält, zeigt,
Fig. 24 ist ein Bild, welches Ergebnisse einer Bildverarbeitung durch korrigierte Koeffizienten-ROM-Daten zeigt,
Fig. 25 ist ein Blockschaltbild, welches eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt,
Fig. 26 ist ein Flußdiagramm, welches den durch die Ausführungsform der Fig. 25 ausgeführten Vorgang zeigt,
Fig. 27 ist ein Bild, welches Datenformate zeigt, und
Fig. 28 ist ein Erläuterungsbild, welches die Ergebnisse der Verarbeitung durch die Abwandlung der zweiten Ausführungsform zeigt.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von zweistufigen Hochauflösungsbilddaten zeigt. Ein Eingangsende 1 erhält Bilddaten, die durch lesen einer zweistufigen Vorlage (beispielsweise einer Schwarzweiß-Vorlage; diese Ausführungsform wird im folgenden unter Bezug auf eine Schwarzweiß-Vorlage beschrieben) in einer Multigradationsweise mit einem Abtastzeilenbereich von beispielsweise 400 Zeilen/inch (Auflösung von 63,5 um²) gewonnen sind, während ein Ausgangsende 2 zweistufige Bilddaten ausgibt, die in ihrer Auflösung höher liegen als die eingegebenen Multigradations-Bilddaten. Wenn beispielsweise Schwarz und Weiß in von der Vorlage abgelesenen Pixeln nebeneinander bestehen oder der Bereich von Kompaktschwarz in eine Schwarzlinienvorlage so klein ist, daß seine Dichte unzureichend ist, dann haben die Daten Zwischendichtewerte. In der folgenden Beschreibung gibt der Ausdruck "Pixel" einfach diejenigen in Vorlageleseauflösung an, während auf diejenigen, die in höherer Auflösung auszugeben sind, als "Hochauflösungspixel" Bezug genommen wird.
Wenn beispielsweise ein CCD-Scanner zum Lesen einer Bildvorlage verwendet wird, wird das gelesene Bild in den einzelnen Zellen des CCD-Elements in Form analoger Ladungen gespeichert, die in Spannungs- oder Stromwerte umgesetzt werden. Das gelesene Bild wird also in Form von Multigradationsstufensignalen erhalten. Auch im Falle eines photomechanischen Prozeß-Scanners wird die Lichtmenge des gelesenen Bildes durch einen Photomultiplier in analoge Stromwerte umgesetzt. Beide Eingangsvorrichtungen lesen also die Vorlagen als Bilder mit variabler Dichte in den Stufen von Lichtempfängerelementen und sind auf die vorliegende Erfindung anwendbar. Der Gradationsbereich der dem Eingangsende 1 zugeführten Bilddaten kann willkürlich ausgewählt werden, während die folgende Beschreibung an Hand des Falles erfolgt, daß Acht-Gradations-(Drei-Bit-)Bilddaten eingegeben werden.
Daten über die betreffenden Pixel (drei Bit jeweils) der Acht-Gradations-Bilddaten, die über das Eingangsende 1 geliefert werden, werden sequentiell in einer Zeilenspeichervorrichtung 3 unter der Zeitsteuerung durch (nicht gezeigte) Zeitsteuermittel gespeichert, während zu verarbeitende Pixel aus dem Eingangsende 1 und der Zeilenspeichervorrichtung 3 in für eine Verarbeitung benötigten Formen geholt und sequentiell in einer Verriegelungsschaltung 4 gespeichert werden. Die Zeilenspeichervorrichtung 3 wird durch einen Drei-Bit-Zeilenspeicher 3a zur Speicherung der eingegebenen Acht-Gradations-Bilddaten in acht Gradationsstufen per einer Zeile und einen Ein-Bit-Zeilenspeicher 3b zur Speicherung nur des höchstwertigen Bit der in dem Drei-Bit- Zeilenspeicher 3a gespeicherten Bilddaten per einer Zeile gebildet, wobei die Speicher 3a und 3b in Reihe sequentiell vom Eingangsende 1 aus verbunden sind. Der Ein-Bit-Zeilenspeicher 3b ist für eine Speicherung nur des höchstwertigen Bit eingerichtet, so daß die Eingangsdaten mit acht Gradationsstufen in zweistufige Werte an einem Schwellenwert S = 4 umgewandelt werden.
Die Verriegelungsschaltung 4 ist durch Ein-Bit-Verriegelungsglieder 4c, 4b und 4a, die in Reihe sequentiell vom Ausgangsende des Ein-Bit-Zeilenspeichers 3b aus verbunden sind, Drei-Bit-Verriegelungsglieder 4f und 4e und ein Ein-Bit-Verriegelungsglied 4d, die sequentiell vom Ausgangsende des Drei-Bit- Zeilenspeichers 3a aus in Reihe verbunden sind, und Ein-Bit-Verriegelungsglieder 4i, 4h und 4g, die in Reihe sequentiell vom Eingangsende 1 aus verbunden sind, gebildet. Das Ein-Bit-Verriegelungsglied 4d ist so angeschlossen, daß es nur das höchstwertige Bit der Drei-Bit-Pixeldaten erhält, die in dem Drei-Bit- Verriegelungsglied 4e gespeichert sind, und die Ein-Bit-Verriegelungsglieder 4i, 4h und 4g sind so verbunden, daß sie nur das höchstwertige Bit eines Zuges von Drei-Bit-Pixeldaten erhalten, der am Eingangsende 1 geliefert wird.
Dadurch werden Bilddaten in einem 3 mal 3 Pixelbereich der Eingangsdaten sequentiell aus der Verriegelungsschaltung 4 über eine geeignete Zeitsteuerung ausgelesen. Dabei werden in den Ein-Bit-Verriegelungsgliedern 4a bis 4d und 4g bis 4i gespeicherte Pixeldaten in Zweistufenwerte am Schwellenwert S = 4 umgewandelt. Die in dem Drei-Bit-Verriegelungsglied 4f gespeicherten Drei-Bit-Pixeldaten werden auch an den Schwellenwerten S = 4 in Zweistufenwerte umgewandelt, indem nur das höchstwertige Bit auf einen in einer nachfolgenden Stufe vorgesehenen ROM 5 übertragen wird.
Die insgesamt 11 Bit umfassenden Daten, die so in Bezug auf ein Acht-Gradations-(Drei-Bit-)Zentralpixel E und Zweistufen- (Ein-Bit-)Randpixel A, B, C, D, F, G, H und I gelesen worden sind, werden als eine Adresse dem ROM 5 zugeführt. Die als eine Adresse stellt Kombinationen der Gradationswerte des zentralen Pixels E in dem 3 mal 3 Pixelbereich des Eingangsbildes und Datenmuster der Randpixel dar, während der ROM 5 vorhergehend Zweistufen-Bildmusterdaten (z. B. 5 mal 5 hochaufgelöste Pixeldaten) mit höherer Auflösung als das Eingangsbild (in einer Auflösung von 63,4 um² entsprechend der Abtastzeilenzahl von 400 Zeilen/inch im vorgenannten Fall) in Entsprechung zu jeder Kombination (d. h., jede Adresse) speichert. Ansprechend auf die zugeführte Adresseneingabe liest der ROM 5 an der Adresse gespeicherte Zweistufen-Bildmusterdaten am Ausgangsende 2 aus.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 wird nun eine kurze Beschreibung über den Vorgang für die vorstehende Verarbeitung gegeben.

(Schritt 1):

Zunächst werden zweistufige Vorlagen (nur 3 mal 3 Pixel sind in den Figuren gezeigt), wie bei (A) gezeigt, als Acht-Gradations-Bilddaten zur Speicherung als 3 · 3 Pixel in der Verriegelungsschaltung 4, wie bei (B) gezeigt, gelesen.

(Schritt 2):

Dann werden Randpixel A bis D und F bis I durch vorher bei 4 eingestellte Schwellenwerte zweistufen-abgebildet, mit "1" wenn die Daten > 4 und "0" wenn die Daten kleiner < 4 sind, wie dies bei (C) gezeigt ist.

(Schritt 3 ):

Hochauflösungsmusterdaten für das zentrale Pixel E werden, wie bei (D) gezeigt, aus dem ROM 5 ansprechend auf Kombinationen von Gradationswerten des zentralen Pixels E und Datenmustern von Randpixeln A bis D und F bis I gelesen.
Die Hochauflösungsmusterdaten können mit einem Rechner über einen geeigneten Algorithmus für jede der Kombinationen der Gradationswerte des zentralen Pixels und der Datenmuster der Randpixel gewonnen werden, oder die betreffenden Daten können künstlich gewonnen werden, um Randabschnitte so glatt wie möglich zu machen. Die Fig. 4A bis 4C zeigen Beispiele von Hochauflösungsmusterdaten, die künstlich gewonnen sind, indem jedes Pixel eines Eingangsbildes in 5 mal 5 Punkte unterteilt wird. In diesem Fall ist die für den ROM 5 benötigte Kapazität
2&sup8; · 8 · 25 = 51 kBits.
Auf der linken Seite des obigen Ausdruckes stellt der erste Term die Anzahl aller Datenmuster der Randpixel, der zweite Term die Gradationswertanzahl des zentralen Pixels und der dritte Term die Punktanzahl (Teiler zum Teilen eines jeden Pixels für die Speicherung desselben) von zweistufigen Hochauflösungsbilddaten dar. Um ein Bild in einer dichteren und rationaleren Weise hochaufzulösen, muß die Informationsmenge erhöht werden. Mit anderen Worten, es ist erforderlich, (1) den Gradienten des Eingangsbildes oder (2) die Gradienten der Randpixel in dem zu verarbeitenden Bildbereich zu erhöhen. Die Fig. 5 und 6 zeigen Beispiele von Randpixeln in 3-Pixelbereichen, wobei die Randpixel mit Gradienten von vier Gradationswerten (das Eingangsbild ist mit acht Gradationswerten, ähnlich wie im obigen Fall) vorgesehen sind, damit Linien, die dünner als die gelesenen Pixel sind, korrekt erkannt werden. In diesem Fall ist die für den ROM 5 genötigte Kapazität
4&sup8; · 8 · 25 = 13 MBits.
Zur Durchführung des in den Fig. 5 und 6 gezeigten Verfahrens können Modifikationen an der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform vorgenommen werden. Mit anderen Worten, es ist erforderlich, (1) die Verriegelungsglieder 4a bis 4d und 4g bis 4i der Verriegelungsschaltung 4 und den Zeilenspeicher 3b in die Lage zu versetzen, zwei Bits höherer Ordnung der Bilddaten zu speichern, (2) die Randpixel A bis D und F bis I an den ROM 5 in Form von Zwei-Bit-Daten zu liefern und (3) die Kapazität des ROM 5 zur Speicherung von Hochauflösungsmusterdaten ansprechend auf die Inkremente der Eingangsdaten, die an den ROM 5 geliefert werden, zu erhöhen.
Zur Gewinnung der Hochauflösungsmusterdaten im allgemeinen auf der Grundlage von Bits höherer Ordnung nA, nB, nC, nD, nF, nG, nH und nI der Randpixel A, B, C, D, F, G, H und I in Bezug auf m-Bit-Pixel der Eingangsbilddaten ist es erforderlich, (1) den Zeilenspeichern 3a mit einer Bit-Länge von m-Bits zu versehen und die Verriegelungsglieder 4f und 4e als m-Bit-Verriegelungsglieder auszugestalten, die Verriegelungsglieder 4a bis 4d und 4g bis 4i zur Speicherung der Randpixel in der Bit- Anzahl und den Zeilenspeicher 3b in der Bit-Länge entsprechend nA bis nD und nI bis n&sub1; zu erhöhen und (3) die Kapazität des ROM 5 entsprechend Inkrementen in diesen zugeführten Eingangsdaten zu steigern. Die Bit-Zahlen nA bis nD und nG bis nI der Randpixeldaten müssen nicht notwendigerweise untereinander gleich sein. Die Bit-Zahlen können entsprechend den Charakteristika des zu verarbeitenden Bildes geeignet ausgewählt werden, beispielsweise folgendermaßen:
nA = nC = nG = nI = ein Bit
nB = nD = nF = nH = zwei Bits
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, welches eine Abwandlung der ersten Ausführungsform der Erfindung wie oben beschrieben zeigt. Die Abwandlung ist so aufgebaut, daß eine gewünschte Zahl als Schwellenwert S zur Umwandlung von Randpixeln A bis D und F bis I in Zweistufen-Werte ausgewählt werden kann. Daher werden die Zeilenspeichervorrichtung 3 und die Verriegelungsschaltung 4 in der Bit-Anzahl so erhöht, daß alle der Pixel eines Acht-Gradations-Eingangsbildes direkt gespeichert werden, während ferner eine Vergleichsschaltung 6, die durch acht Komparatoren gebildet ist, als Mittel zur Umwandlung der Randpixel A bis D und F bis I in Zweistufen-Werte bei einem gewünschten Schwellenwert S enthalten ist. Die einzelnen Komparatoren der Vergleichsschaltung 6 erhalten an Eingängen X derselben betreffende Drei-Bit- Daten der Randpixel A bis D und F bis I, während der andere Eingang Y derselben einen geeignet ausgewählten Drei-Bit-Schwellenwert S erhält. Die einzelnen Komparatoren vergleichen dann die X- und Y-Eingangsdaten und geben "1" aus, wenn X ≥ Y und "0" wenn X < Y ist. Ähnlich dem Fall der Fig. 1 werden Drei-Bit- Daten über ein Acht-Gradations-Zentralpixel E und Daten von acht Bits insgesamt über die Zweistufen-Randpixel A bis D und F bis I dem Adresseneingangsanschluß des ROM 5, der Hochauflösungs- Zweistufen-Musterdaten speichert, zugeführt, so daß Hochauflösungs-Zweistufen-Musterdaten aus dem ROM 5 in einer ähnlichen Weise wie oben ausgelesen werden.
Gemäß dem in Fig. 7 gezeigten Aufbau kann der Schwellenwert S so vermindert werden, daß keine Information über feine Linien (klein im mittleren Gradationswert) in den Randpixeln aus den Multi-Gradations-Randpixeldaten, die in Zweistufen-Werte umzuwandeln sind, gelöscht wird, um beispielsweise eine Vorlage zu verarbeiten, die durch extrem feine Linien mit verminderter mittlerer Dichte eines gelesenen Bereiches gebildet ist, womit die Zuverlässigkeit im Hochauflösungsvorgang weiter verbessert wird.
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, welches eine weitere Abwandlung der ersten Ausführungsform zeigt. Diese Abwandlung ist so aufgebaut, daß der Schwellenwert S in der Abwandlung der Fig. 7 automatisch in Übereinstimmung mit Algorithmen bestimmt wird, die vorab ansprechend auf ein Eingangsbild eingestellt werden. Daher ist eine Schwellenwert-Entscheidungsschaltung 7 vorgesehen, die Bilddaten von 27 Bits insgesamt aus neun Drei-Bit-Verriegelungsgliedern einer Riegelungsschaltung 4 erhält, die mit Bildinformation über einen 3 mal 3 pixelbereich des Eingangsbildes zu beliefern sind. Fig. 9 zeigt ein Beispiel eines Aufbaus der schwellenwert-Entscheidungsschaltung 7, welche die gesamte Summe der betreffenden Drei-Bit-Pixeldaten wie empfangen erhält und den Bereich eines schwarzen (kompakten) Abschnittes im 3 mal 3 Pixelbereich berechnet. Ansprechend auf den berechneten Bereich des schwarzen (kompakten) Abschnittes liest die Schwellenwert-Entscheidungsschaltung 7 einen Drei-Bit-Schwellenwert S, der vorab in einer Nachschlagtabelle 8 gespeichert worden ist, und führt den Schwellenwert S in einer Vergleichsschaltung 6 vorgesehenen acht Komparatoren zu. Der Bereich des schwarzen (kompakten) Abschnittes ist also beispielsweise in einer Vorlage, die durch feine Linien gebildet ist, reduziert, wodurch der Schwellenwert S automatisch reduziert werden kann.
Fig. 10 ist eine graphische Darstellung, die Beispiele von Schwellenwerten S zeigt, die vorab in einer Nachschlagtabelle 8, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist, zu speichern sind. Die Daten in dieser Nachschlagtabelle 8 sind für eine Verarbeitung von Zweistufen-Bildern, wie sie in den Fig. 11(A) und 12(A) gezeigt sind, eingerichtet. Fig. 11(B) und 12(B) zeigen Gradationswerte derselben. Summen Σ werden aus den Gradationswerten über die Schaltung der Fig. 9 folgendermaßen gewonnen:
Fig. 11 Σ = 13
Fig. 12 Σ = 47
Diese Summen beziehen sich auf Punkte P bzw. Q in Fig. 10, und die von der Nachschlagtabelle ausgegebenen Schwellenwerte S sind folgendermaßen:
Fig. 11 24
Fig. 12 49
Unter Bezug auf diese Schwellenwerte S wird das Randbild an den Fig. 11(B) und 12(B) in Zweistufen-Werte, wie in Fig. 11(C) und 12(C) gezeigt, umgewandelt. Ein Vergleich der Fig. 11(C) und 12(C) mit Fig. 5(C) und 6(C) zeigt, daß das erstere Rand-Zweistufenbild ausreichender die Direktivität von Hochauflösungsdaten des mittleren Pixels ausdrückt. Die Methode, wie sie in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, erfordert ungefähr 13 MBit als Kapazität des ROM 5, während die Abwandlungen der Fig. 8 und 9 gleiche Wirkungen erzielen können wie diejenigen der Fig. 5 und 6 mit der gleichen ROM-Kapazität (ungefähr 51 kBits) wie diejenige bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, um einen Hochauflösungsvorgang mit korrekter Erkennung von Linien, die dünner als die Pixelbreite sind, zu verwirklichen.
Es erfolgt nun eine Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Zunächst wird der Bildverarbeitungsvorgang bei der zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf Fig. 13 schematisch beschrieben. Die obige Beschreibung der ersten Ausführungsform ist auf Grundlage eines Zweistufen-Originals in Form eines Acht-Gradations-Bildes erfolgt, während die zweite Ausführungsform eingerichtet ist, eine Vorlage in Form eines 16-Gradations-Bildes zu lesen.

(Schritt 1):

Eine Zweistufen-Vorlage (nur 3 mal 3 Pixel sind in der Fig. gezeigt), wie in Fig. 13(A) gezeigt, wird als beispielsweise 16-Gradations-Bilddaten gelesen, um Pixel durch einen bestimmten Bildverarbeitungsbereich um ein Pixel E (im folgenden als zentrales oder mittleres Pixel bezeichnet) herum, das wie in Fig. 13(B) gezeigten zu verarbeiten ist, festzustellen, in dem 3 mal 3 Pixel festgestellt werden. Die Hochauflösungsverarbeitung wird auf dem zentralen Pixel E über Verwendung von Bilddaten über Randpixel A, B, C, D, F, G, H und I durchgeführt.

(Schritt 2):

Es wird der Fall einer Hochauflösung der gelesenen Bilddaten um beispielsweise drei Mal betrachtet. In diesem Fall wird beispielsweise ein Logikfenster W&sub1; für beispielsweise 5 mal 5 Hochauflösungspixel um ein Hochauflösungspixel e&sub1; aus Hochauflösungspixeln e&sub1; bis e&sub9;, wie in Fig. 13(C) gezeigt, die durch Unterteilung des zentralen Pixels E in 3 mal 3 Pixel gewonnen sind, angenommen, um eine Dichtesumme s&sub1; von Eingangsbilddaten im logischen Fenster W&sub1; zu gewinnen. Die Dichtesumme s&sub1; kann gewonnen werden, indem Dichtewerte der Pixel A, B, D und E, die das Logikfenster W&sub1; überlappen, ansprechend auf Bereiche der überlappenden Abschnitte im Falle der Fig. 13(C) addiert werden. Beispielsweise können Dichtewerte von entsprechenden Eingangsbilddaten, wie in Fig. 13(B) gezeigt, per Hochauflösungspixel in dem Logikfenster W&sub1; addiert werden. Der folgende Ausdruck stellt ein Beispiel einer Berechnung von s&sub1; in dem in der Fig. gezeigten Fall dar:
s&sub1; = 4 · 0 + 6 · 2 + 6 · 2 + 9 · 12 = 132 (1)
Beispielsweise stellt der erste Term 4 · 0 auf der rechten Seite des obigen Ausdruckes dar, daß vier Hochauflösungspixel im Logikfenster W&sub1; zur Überlappung des Pixels A mit einem Dichtewert von null vorhanden sind. Ähnlich sind der zweite, dritte und vierte Term auf der rechten Seite für die Pixel B, D bzw. E. Die Größe des Logikfensters W&sub1; kann so ausgewählt werden, daß sie innerhalb eines bestimmten Bildbereiches (3 mal 3 Pixel im vorliegenden Fall), der im Schritt 1 ausgewählt ist, liegt. Beispielsweise kann das Logikfenster W&sub1; eine Größe von 3 mal 3 Hochauflösungspixeln oder 7 mal 7 Hochauflösungspixeln haben.

(Schritt 3):

Eine Verarbeitung ähnlich dem Vorgang 2 wird in Bezug auf die anderen Hochauflösungspixel e&sub2; bis e&sub9; im zentralen Pixel E zur Gewinnung von Dichtesummen s&sub2; bis s&sub9; durchgeführt, die den entsprechenden Logikfenstern W&sub2; bis W&sub9; (nicht gezeigt) entsprechen, welche in der Größe mit dem in Fig. 13(D) gezeigten Logikfenster W&sub1; identisch sind:
s&sub2; = 2 · 0 + 6 · 2 + 2 · 12 + 3 · 2 + 9 · 12 + 3 · 8 = 174 (2)
s&sub3; = 6 · 2 + 4 · 12 + 9 · 12 + 6 · 8 = 216 (3)
s&sub4; = 2 · 0 + 3 · 2 + 6 · 2 + 9 · 12 + 2 · 12 + 3 · 8 = 174 (4)
s&sub5; = 1 · 0 + 3 · 2 + 1 · 12 + 3 · 2 + 9 · 12 + 3 · 8 + 1 · 12 + 3 · 8 + 1 · 0 = 192 (5)
s&sub6; = 3 · 2 + 2 · 12 + 9 · 12 + 6 · 8 + 3 · 8 + 2 · 0 = 210 (6)
s&sub7; = 6 · 2 + 9 · 12 + 4 · 12 + 6 · 8 = 216 (7)
s&sub8; = 3 · 2 + 9 · 12 + 3 · 8 + 2 · 12 + 6 · 8 + 2 · 0 = 210 (8)
s&sub9; = 9 · 12 + 6 · 8 + 6 · 8 + 4 · 0 = 204 (9)
Fig. 13(E) zeigt die Ergebnisse obiger Vorgänge.

(Schritt 4):

Die Gesamtsumme S der Dichtewerte der Bilddaten für 3 mal 3 Pixel, wie sie in Fig. 13(B) gezeigt sind, wird gewonnen, um einen Schwellenwert SL, der vorab in Entsprechung zu S eingestellt worden ist, beispielsweise in einer Nachschlagtabelle zu lesen. In dem Fall der Fig. 13(B) ist die Summe S folgendermaßen:
S = 0 + 2 + 12 + 2 + 12 + 8 + 12 + 8 + 0 = 56 (10)
Es wird angenommen, daß SL gleich, beispielsweise, 150 in diesem Fall ist.

(Schritt 5):

Der Schwellenwert SL wird mit sj (j = 1 bis 9) verglichen, um die Hochauflösungspixel e&sub1; bis e&sub9; in Zweistufen- Werte mit der Bedingung umzuwandeln, daß:
wenn sj > SL, dann ej = "1" (11)
wenn sj < SL, dann ej = "0" (12)
um so Hochauflösungs-Zweistufen-Bilddaten in Bezug auf das zentrale Pixel E zu erhalten. Fig. 13(F) zeigt das Ergebnis dieser Verarbeitung. Diese Verarbeitung wird an allen Pixeln des Bildes durchgeführt, um Zweistufen-Bilddaten durch Hochauflösung der Eingangsbilddaten mit 3 mal 3 mal 3 zu gewinnen.
Fig. 14 ist ein Blockschaltbild, welches eine Vorrichtung zur Erzeugung von Hochauflösungs-Zweistufen-Bilddaten gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zur Durchführung der oben erwähnten Verarbeitung zeigt. Ein Eingangsende 11 erhält Bilddaten, die durch Lesen einer Zweistufen-Vorlage (beispielsweise Schwarzweiß-Vorlage; die folgende Beschreibung erfolgt an Hand einer Schwarzweiß-Vorlage) in einer Multigradationsweise (16 Gradationsstufen in dieser Ausführungsform) mit einer Abtastzeilenzahl von beispielsweise 400 Zeilen/inch (Auflösung 63,5 um²) gewonnen sind, während ein Ausgangsende 12 Zweistufen- Bilddaten ausgibt, die in der Auflösung höher als die eingegebenen Multi-Gradations-Bilddaten sind.
Daten über entsprechende Vier-Bit-Pixel der 16-Gradation- Bilddaten, die am Eingangsende 11 eingegeben werden, werden sequentiell in einer Zeilenspeichervorrichtung 13 unter der Zeitsteuerung einer (nicht gezeigten) Zeitsteuereinrichtung gespeichert, während die zu verarbeitenden Pixel am Eingangsende 11 und dem Zeilenspeicher 13 zur sequentiellen Speicherung in einer Verriegelungsschaltung 14 gelesen werden. Die Zeilenspeichervorrichtung 13 ist durch zwei Vier-Bit-Zeilenspeicher 13a und 13b zur Speicherung der eingegebenen 16-Gradations-Bilddaten jeweils pro einer Zeile ausgebildet, wobei die Zeilenspeicher 13a und 13b in Reihe sequentiell vom Eingangsende 11 aus angeschlossen sind. Die Verriegelungsschaltung 14 enthält neun Vier- Bit-Verriegelungsglieder 14a bis 14i, von welchen die Vier-Bit- Verriegelungsglieder 14i, 14h und 14g in Reihe sequentiell vom Eingangsende 11 aus und die Vier-Bit-Verriegelungsglieder 14f, 14e und 14d in Reihe sequentiell vom Ausgangsende des Vier-Bitzeilenspeichers 13a aus angeschlossen sind, während die Vier- Bit-Verriegelungsglieder 14c, 14b und 14a in Reihe sequentiell vom Ausgangsende des Vier-Bit-Zeilenspeichers 13b angeschlossen sind.
Dadurch werden Bilddaten in einem 3 mal 3 Pixelbereich des Eingangsbildes sequentiell in die Verriegelungsschaltung 14 über eine geeignete Zeitsteuerung eingelesen. Angenommen, daß das Bild in der Haupt- und Nebenabtastrichtung, wie durch die Pfeile in Fig. 13(A) angedeutet, gelesen wird, werden die einzelnen Pixel A bis I des 3 mal 3 Bereiches in die Verriegelungsschaltung 14 in Übereinstimmung mit den Lagebeziehungen der rechts unten befindlichen Indexe A bis I in die betreffenden Vier-Bit- Verriegelungsglieder 14a bis 14i, wie in Fig. 14 gezeigt, eingelesen. Obige Verarbeitung entspricht dem vorgenannten Vorgang 1.
Die Bilddaten (36 Bit insgesamt) für alle Pixel A bis I in dem so gelesenen 3 mal 3 Bereich werden den betreffenden S&sub1;- bis S&sub9;-Berechnungsschaltungen 51 bis 59 in einer Dichtesummen-Berechnungsschaltung 15 und einer Schwellenwert-(SL-) Entscheidungsschaltung 16 zugeführt. Wie im folgenden beschrieben, führt die Dichtesummen-Berechnungsschaltung 15 eine Verarbeitung durch, die dem Vorgang 2 und 3 entspricht, während die Schwellenwert- Entscheidungsschaltung 16 eine Verarbeitung durchführt, die dem Vorgang 4 entspricht.
Fig. 15 ist ein Blockschaltbild, welches einen Schaltungsaufbau der Dichtesummen-Berechnungsschaltung 15 als Beispiel zeigt. Die Dichtesummen-Berechnungsschaltung 15 enthält neun Koeffizienten-ROMS 17a bis 17i, die den Pixeln A bis I des 3 mal 3 Bereiches entsprechen. Angenommen, daß Logikfenster W&sub1; bis W&sub9; einer bestimmten Größe um Hochauflösungspixel e&sub1; bis e&sub9; herum vorgesehen sind, geben die Koeffizienten-ROMS 17a bis 17i für die betreffenden entsprechenden Pixel A bis I Zahlen von in den Logikfenstern W&sub1; bis W&sub9; enthaltenen Hochauflösungspixeln aus. Diese Ausgabewerte sind durch Symbole ka bis ki in Fig. 15 angegeben. Vier-Bit-Auswahlsignale j, die den Koeffizienten-ROMS 17a bis 17i über einen Vier-Bit-Schalter 18 zugeführt werden, bestimmen, welche Werte in Bezug auf die Logikfenster W&sub1; bis W&sub9; auszugeben sind. Beispielsweise entsprechen j = 1 bis 9 in Dezimalzahl der Auswahl der Logikfenster W&sub1; bis W&sub9;.
Wenn beispielsweise j = 1, geben die Koeffizienten-ROMS 17a bis 17i Werte in Bezug auf das Logikfenster W&sub1; aus, wie sie in Fig. 13(C) gezeigt sind. Zahlen der hochaufgelösten Pixel im Logikfenster W&sub1; in Bezug auf die Pixel A bis I sind 4, 6, 0, 6, 9, 0, 0, 0, und 0, weshalb die Koeffizienten-ROMS 17a bis 17i Werte 4, 6, 0, 6, 9, 0, 0, 0, und 0 ausgeben. Mit anderen Worten, wenn j = 1, dann ist ka = 4, kb = 6, kc = 0, kd = 6, ke = 9, kf = 0 kg = 0, kh = 0 und ki = 0. Tabelle 1 zeigt Ausgabewerte der Koeffizienten-ROMS in Bezug auf alle Zahlen j. Tabelle 1
Die betreffenden Koeffizienten-ROMs 17a bis 17i speichern alle Daten, wie in Tabelle 1 gezeigt, so daß Eingabeadressen k, die angeben, welche der Koeffizienten-ROMs 17a bis 17i verwendet werden, und Eingabeadressen J, die angeben, welche Zahlen j für das Ausgeben der Koeffizienten verwendet werden, gesetzt werden. In Fig. 15 werden die Eingabeadressen K unabhängig in den einzelnen Koeffizienten-ROMs 17a bis 17i gesetzt, und die Eingangsadressen J werden durch die über den Vier-Bit-Schalter 18 zugeführten Vier-Bit-Auswahlsignale j, wie oben beschrieben, bezeichnet.
Die Logikfenster W&sub1; bis W&sub9; sind für 5 mal 5 Hochauflösungspixel im Falle der Tabelle 1 vorgesehen, wobei aber die Größe auch auf diejenige von 3 mal 3 Hochauflösungspixeln oder 7 mal 7 Hochauflösungspixeln, wie durch W&sub1;' oder W&sub1;'' in Fig. 16 gezeigt, modifiziert werden kann. In diesem Falle müssen nur die betreffenden Koeffizienten in Tabelle 1 neu geladen werden, der Schaltungsaufbau, wie er in Fig. 15 gezeigt ist, selbst muß nicht geändert werden. Die betreffenden Koeffizienten-ROMs 17a bis 17i können ferner mit Eingangsadressen L versehen werden, welche die Formen der Logikfenster zeigen, wobei diese Eingangsadressen L durch Befehle einer (nicht gezeigten) CPU zur willkürlichen Änderung der Logikfensterformen geeignet gesetzt werden können. Die einzelnen Koeffizienten-ROMs 17a bis 17i müssen vorab Koeffizientenwerte speichern, die den verschiedenen Formen von Logikfenstern entsprechen. Fig. 17 zeigt den inneren Aufbau eines jeden Koeffizientenfensters in diesem Fall.
Die so gewonnenen Ausgabewerte ka bis ki der Koeffizienten- ROMs 17a bis 17i, wie sie Fig. 15 gezeigt sind, werden betreffenden Eingängen von Multiplizierern 19a bis 19i zugeführt. Die anderen Eingänge der Multiplizierer 19a bis 19i erhalten jeweils Bilddaten, die Gradienten (Dichtewerte) der Pixel A bis I darstellen. Die Multiplizierer 19a bis 19i multiplizieren daher die Dichtewerte der Pixel A bis I mit Koeffizienten ansprechend auf die Logikfensterformen. Die Multiplikationsergebnisse werden sequentiell durch eine Anzahl von Stufen von Addierern auf addiert, wodurch die Gesamtsumme sj als Ergebnis von einem Addierer 20 der Endstufe abgeleitet wird. Wenn j = 1, wird der Ausdruck (1) im Vorgang 2 berechnet. Wenn j = 2 bis 9, werden die Ausdrücke (2) bis (9) berechnet.
Mit Bezug auf Fig. 15 hat die vom Addierer 20 der Endstufe ausgegebene Gesamtsumme sj eine Bit-Länge von 10 Bit unter einer solchen Annahme, daß alle Gradienten der Pixel A bis I 15 (Maximalwert in vier Bits) und die Logikfenster auf maximal möglicher Größe (7 mal 7 hochaufgelöste Pixel) sind. Wenn die Bit- Zahlen der Pixel, der Grad von Hochauflösung und die Größe der Logikfenster geändert werden, muß natürlich die Bit-Länge sj entsprechend geändert werden.
Jeder der Koeffizienten-ROMs 17a bis 17i und der Multiplizierer 19a bis 19i kann durch eine Nachschlagtabelle (entweder ROM oder RAM) ersetzt werden. Fig. 18 zeigt die Art und Weise einer solchen Ersetzung. Beispielsweise kann ein Abschnitt, wie er in Fig. 18(A) gezeigt ist, durch den Aufbau, wie er in Fig. 19(B) gezeigt ist, ersetzt werden. Eine Nachschlagtabelle 21, wie sie bei Fig. 18(B) gezeigt ist, speichert neun Koeffizienten-Tabellen, die j = 1 bis 9 entsprechen, wobei diese Tabellen jeweils die Multiplikationsergebnisse (Ausgabe), die jeweils dem Eingabewert A entsprechen, speichern. Mit einem solchen Aufbau läßt sich eine Schaltung bei niedrigen Kosten ohne Verwendung teurer Multiplizierer verwirklichen.
Die Schwellenwert-Entscheidungsschaltung 16, wie sie in Fig. 14 gezeigt ist, führt eine Verarbeitung durch, die dem vorgenannten Vorgang 4 entspricht. Fig. 19 ist ein Blockschaltbild, welches die Schwellenwert-Entscheidungsschaltung 16 im einzelnen zeigt. Wie in Fig. 19 gezeigt, werden die eingegebenen Bilddaten über die Pixel A bis I sequentiell durch vier Stufen von Addierern addiert, wodurch ein Addierer 22 der Endstufe die Summe S als Ergebnis ausgibt. Diese Verarbeitung entspricht der Berechnung des Ausdrucks (10). Die so erhaltene Summe S wird einer Nachschlagtabelle 23 eingegeben, welche ihrerseits ansprechend auf den Wert S einen optimalen Schwellenwert SL ableitet.
Gespeichert in der Nachschlagtabelle 23 sind vorab bestimmte Inhalte, für die Beispiele durch die durchgehende Linie in Fig. 20 gezeigt sind. Die Tabellendaten entsprechen den Bedingungen dieser zweiten Ausführungsform, d. h., (1) der Hochauflösungsvorgang wird mit drei Mal durchgeführt, und (2) die Logikfenster sind bei 5 mal 5 Hochauflösungspixeln. Die Tabellendaten werden in einer solchen Weise gesetzt, daß, um ein zentrales Pixel E in Bezug auf 3 mal 3 Pixel A bis I hochaufzulösen, der folgende Mittelwert von Zweistufen-Dichtewerten von schließlich gewonnenen Hochauflösungspixeln e&sub1; bis e&sub9;
R = Σej/9 100 (%) (13)
sehr nahe beim Prozentdichtewert E&sub0; (z. B. E&sub0; = 12/16 = 75%, wenn der Gradient des zentralen Pixels E 12 in 16 Gradationsstufen ist) des zentralen Pixels E ist.
Fig. 21 ist ein Flußdiagramm, welches beispielsmäßig einen Prozeß zur Gewinnung solcher Tabellendaten über die Verwendung eines Rechners zeigt. Koeffizienten (beispielsweise Tabelle 1), die Logikfensterformen darstellen, werden in einem Schritt S1 eingegeben und Bilder auf 3 mal 3 Pixel A bis I, die nachfolgend zu verarbeiten sind, werden in einem Schritt S2 eingegeben. Dabei wird der Prozentdichtewert E&sub0; des zentralen Pixels E gleichzeitig eingegeben oder in dem Rechner berechnet. In einem Schritt S3 werden Dichtesummen sj (j = 1 bis 9) in den Logikfenstern, die betreffenden Hochauflösungspixeln in dem zentralen Pixel E entsprechen, gewonnen, und der Schwellenwert SL wird auf einen Anfangswert (null im allgemeinen) in einem Schritt S4 gesetzt. Dann werden die Werte sj (j = 1 bis 9) durch SL festgestellt, um Hochauflösungs-Zweistufen-Bilddaten ej (j = 1 bis 9) in einem Schritt S5 zu gewinnen, und die mittlere Dichte R wird über den Ausdruck (13) in einem Schritt S6 berechnet.
In einem Schritt S7 erfolgt eine Bestimmung, ob R ≥ E&sub0; - ΔE&sub1; (ΔE&sub1;: vorgegebener zulässiger Bereich) ist oder nicht, und wenn die Bestimmung ein "Nein" ist, geht der Vorgang nach einem
Schritt S8 weiter, um ej (j = 1 bis 9), das im Schritt S5 erhalten wurde, als ej' zu registrieren, während SL um ein bestimmtes Inkrement ΔSL (eins im allgemeinen) erhöht wird, und die Schritte S5 bis S7 werden erneut wiederholt. Wenn R ≥ E&sub0; - ΔE&sub1; ist, geht der Vorgang nach Schritt S9 weiter, um zu bestimmen, ob E&sub0; + ΔE&sub2; ≥ R (ΔE&sub2;: vorgegebener zulässiger Bereich) ist oder nicht. Wenn die Bestimmung ein "Ja" ist, dann ist E&sub0; + ΔE&sub2; ≥ R ≥ E&sub0; - ΔE&sub1; erfüllt, so daß der Prozeß nach einem Schritt S11 weitergeht, um aktuelle hochaufgelöste Zweistufen-Bilddaten ej (j = 1 bis 9) als optimale Daten auszugeben. Wenn die Bestimmung ein "Nein" ist, erfüllt kein R E&sub0; + ΔE&sub2; ≥ R ≥ E&sub0; - δE&sub1;, so daß der Vorgang nach einem Schritt S10 weitergeht, um ej' (j = 1 bis 9) auf ej (j = 1 bis 9) zu ändern, die ihrerseits als optimale Daten in einem Schritt S11 ausgegeben werden. Dabei ist R kleiner als, aber nahezu gleich E&sub0; - ΔE&sub1;.
Fig. 22 zeigt die Ergebnisse der vorgenannten Auflösungs/Zweistufungs-Verarbeitung die auf verschiedenen 3 mal 3 Bilddaten durchgeführt wurde. Gewonne Hochauflösungs-Zweitstufen- Bilddaten ej (j = 1 bis 9) sind in der zweiten Spalte von rechts gezeigt. Die Spalte ganz rechts zeigt die Bereiche von Schwellenwerten SL, die zur Gewinnung der optimalen Hochauflösungs- Zweistufen-Bilddaten ej (j = 1 bis 9) über die vorgenannten Ergebnisse durch den Rechner erforderlich sind, in einer inversen Weise. Unterbrochene Linien (1) bis (9) in Fig. 20 bezeichnen die SL-Bereiche für die Dichtegesamtsumme S in Bezug auf Bildmuster (1) bis (9), wie in Fig. 22 gezeigt. Optimale Tabellendaten für die Nachschlagtabelle 13 liegen innerhalb der Bereiche der unterbrochenen Linien (1) bis (9).
Die einzelnen so gewonnenen Werte sj und die Schwellenwerte SL werden einer Zweistufungsschaltung 24, wie sie in Fig. 14 gezeigt ist, zugeführt, und einer Verarbeitung unterworfen, die dem Vorgang 5 entspricht. Die Zweistufungsschaltung 24 ist durch neun Komparatoren 141 bis 149 gebildet, die in Entsprechung zu den betreffenden sj-Berechnungsschaltungen 51 bis 59 vorgesehen sind. Die Komparatoren 141 bis 149 erhalten die Werte sj von den entsprechenden sj-Berechnungsschaltungen 51 bis 59 sowie die Schwellenwerte SL von den Schwellenwert-Entscheidungsschaltungen 16 und vergleichen dieselben miteinander, wodurch schließliche Hochauflösungs-Zweistufen-Bilddaten e&sub1; bis e&sub9; unter der Bedingung ausgegeben werden, daß, falls sj > SL ist, dann ej = "1" ist, und, falls sj ≤ SL ist, dann ej = "0" ist. Es werden also die in Fig. 13(F) gezeigten Hochauflösungs-Zweistufen-Bilddaten gewonnen.
Die in der Verriegelungsschaltung 14, wie sie in Fig. 14 gezeigt ist, gelesenen 3 mal 3 Pixel werden sequentiell in Übereinstimmung mit Abtasten/Eingabe der Vorlage verschoben, so daß der vorgenannte Vorgang mit Verarbeitung aller Pixel des Eingangsbildes als Zentralpixel wiederholt ausgeführt wird, wodurch Zweistufen-Bilddaten, die durch Hochauflösung des Eingangsbildes mit 3 mal 3 Mal gewonnen sind, sequentiell am Ausgangsende 12 der Schaltung, wie Fig. 14 gezeigt, ausgegeben werden.
Die Daten der Nachschlagtabelle 23, wie sie durch die durchgehende Linie der Fig. 20 gezeigt sind, liefern ausreichend praktische Hochauflösungsdaten für die meisten Arten von Vorlagen. Wenn jedoch eine Vorlage feine Linien mit weniger als Ein-Pixelbreite enthält, werden Unzuträglichkeiten verursacht, wie in Fig. 23 gezeigt (insbesondere im Falle von Bildmustern (2) und (3)). Die Gründe hierfür sind die folgenden:
(1) Die Werte der Koeffizienten-ROMs (17a bis 17i in Fig. 15), welche durch die Tabelle 1 geliefert werden, sind ungeeignet.
(2) Daten der Nachschlagtabelle 23 zur Entscheidung der Schwellenwerte SL sind ungeeignet.
In Bezug auf Punkt (1) ist es notwendig, Koeffizienten-ROM-Daten zu finden, die die Zustände der Randpixel als Dichtesumme sj in den Logikfenstern mit größerer Getreue im Vergleich zu Tabelle 1 ausdrücken. Die Daten von Tabelle 1 werden so korrigiert, daß sie gleichförmiger die Information über die Randpixel wiedergeben (z. B. die Gewichtung von 4 : 6 in Bezug auf die Pixel A und B im Logikfenster W&sub1; in Fig. 13(C) auf 4 : 4 zu korrigieren), um ausgezeichnete Ergebnisse zu erhalten. Tabelle 2 zeigt Beispiele von diesen. Tabelle 2
Fig. 24 zeigt Dichtesummen sj in den Logikfenstern, die durch Verarbeitung von Bildern identisch denjenigen in Fig. 23 auf der Grundlage von Tabelle 2 gewonnen sind.
In Bezug auf Punkt (2) können die Tabellendaten mit Bildtypen (z. B. Randbild, Umkehrfeinlinienbild, Schwarzfeinlinienbild etc.) variiert werden. Die oben beschriebene Hochauflösungs- Zweistufungsverarbeitung beruht jedoch auf der Voraussetzung, daß diese in Echtzeit synchron mit dem Abtasten durch eine Bildabtast/Aufzeichnungsvorrichtung, wie etwa einen photomechanischen Scanner, durchgeführt wird, weshalb die entsprechend dem Bildtyp ausgewählten Tabellendaten während des Abtastens nicht geändert werden können. Deshalb wird die Hochauflösungs-Zweistufungsverarbeitung nicht in Echtzeit durchgeführt, und alle Bildvorlagedaten (Bilddaten mit Gradation) werden in einer Speichervorrichtung, wie etwa einem Plattenspeicher, zwischengespeichert und geeignet ausgelesen, so daß Hochauflösungs-Bilddaten mit höherer Wiedergabetreue als die Vorlagen unter Steuerung durch einen Computer, etc. gewonnen werden. Fig. 25 zeigt eine Ausführungsform zur Durchführung einer solchen Verarbeitung, und Fig. 26 ist ein Flußdiagramm dazu.
Gemäß Fig. 26 tastet ein Scanner 3 eine Zweistufen-Vorlage, wie etwa die in Fig. 27(A) gezeigte, ab und liefert Vier-Bit- Daten mit Gradation, wie etwa die in Fig. 27(B) gezeigten, an einen Kompressor 29. Der Kompressor 29 führt eine Lauflängenkompression der Daten nur dann durch, wenn die Eingangsdaten auf Gradation "0" (weiß) oder "15" (schwarz) sind, und gibt dieselben aus, während er direkt Gradationswerte von Zwischengradationspixeln, die Randabschnitten entsprechen (mit Formatumsetzung der Daten) ausgibt. Unter Bezugnahme auf Fig. 27 erfolgt nun eine Beschreibung des Arbeitens des Kompressors 29. Unter Annahme, daß komprimierte Daten acht Bits in der Weite sind und komprimierte und nicht-komprimierte Daten, wie in Fig. 27(C) bzw. 27(D) gezeigt, formatiert werden, während die Wertigkeit eines jeden Format-Bits wie in Fig. 27(E) eingestellt wird, werden Daten aus der Spalte X&sub2; in Fig. 27(B) wie in Fig. 27(F) gezeigt komprimiert. Durch eine solche Kompression kann Speicherkapazität der Platte 28 eingespart werden. Die durch den Kompressor 29 so komprimierten Bilddaten werden in dem Plattenspeicher 28 unter der Steuerung einer Steuer-CPU 27 gespeichert. Wenn alle erforderlichen Bereiche der Vorlagen vollständig abgetastet sind, wird eine Hochauflösungs-Zweistufen-Umwandlung sequentiell längs des Verarbeitungsflußdiagramms, wie es in Fig. 26 gezeigt ist, durchgeführt. Als Befehle für eine solche Verarbeitung benötigte Daten und Koeffizienten-Daten (Tabellen 1 und 2), die Logikfensterformen darstellen, werden der Steuer-CPU 27 über eine Tastatur 32 zugeführt.
Bei dem Hochauflösungs-Zweistufen-Umwandlungsvorgang werden die in der Platte 28 gespeicherten Bilddaten unter der Steuerung durch die Steuer-CPU 27 geeignet ausgelesen und einem Decodierer 30 zugeführt. Der Decodierer 30 ist so eingerichtet, daß er einer Verarbeitung entgegengesetzt zur derjenigen des Kompressors 29, d. h. eine Verarbeitung, die die Daten, wie sie in Fig. 27(F) gezeigt sind, in Formen, wie sie in Fig. 27(B) gezeigt sind, zurückführt, durchführt. Eine Zeilenspeichervorrichtung 13, eine Verriegelungsschaltung 14, eine Rechenschaltung 15 und ein Komparator 24 arbeiten identisch zu denjenigen in Fig. 14, während Takte zum seriellen Verschieben der Bilddaten längs der Verarbeitung an der Steuer-CPU 27 erzeugt werden (die Takte werden von einer Bildabtast/Aufzeichnungsvorrichtung, wie etwa einen elektronischen photomechanischen Prozeß-Scanner (nicht gezeigt) im Falle der Fig. 14 gewonnen).
Ein Dichteberechnungs/Vergleichs-ROM 25 wird durch einen 13-Bit- Eingangs und Zwei-Bit-Ausgangs-ROM gebildet, der so eingerichtet ist, daß er einen Dichte-Prozentsatz R, der gleichförmig durch Werte von eingegebenen Hochauflösungs-Zweistufen-Bilddaten e&sub1; bis e&sub9; bestimmt wird, mit Prozentdichtewerten E&sub0; (betrachte zulässige Bereiche ΔE&sub1; und ΔE&sub2;, die ungefähr 10% im allgemeinen betragen), die durch Multigradationsdaten eines eingegebenen Zentralpixels bestimmt werden, vergleicht und
00, wenn R < E&sub0; - ΔE&sub1; (14)
01, wenn E&sub0; - ΔE&sub1; ≤ R ≤ E&sub0; + ΔE&sub2; (15)
10, wenn E&sub0; + ΔE&sub2; < R (16)
über Vorab-Berechnung in Bezug auf alle Eingabemuster ausgibt. Es erübrigt sie festzustellen, daß eine ähnliche Verarbeitung über eine Logikschaltung ohne Verwendung des ROM ausgeführt werden kann. Die Verriegelungsschaltung 26 ist so vorgesehen, daß die CPU 27 Schwellenwerte SL setzt, die während der Verarbeitung geeignet geändert werden können.
Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 26 erfolgt nun eine Beschreibung des Arbeitens der in Fig. 25 gezeigten
Vorrichtung zur Hochauflösungs-Zweistufen-Umwandlung. In einem Schritt S12 werden Koeffizienten (z. B. Tabelle 2), die Logikfensterformen darstellen, über die Tastatur 32 eingegeben. Dann liest in einem Schritt S13 die CPU 27 erforderliche Bilddaten aus dem Plattenspeicher 28 aus, so daß die gelesenen Bilddaten durch einen Decodierer 30 decodiert werden. Die Daten über 3 mal 3 Pixel A bis I (vier Bit jeweils), die zu verarbeiten sind, werden in der Verriegelungsschaltung 14 verriegelt. Dabei werden die Daten über das Zentralpixel E im Dichteberechnungs/Vergleichs-ROM 25 als Daten, die dessen Prozentdichtewert E&sub0; darstellen, zugeführt.
In einem Schritt S14 gewinnt die Berechnungsschaltung 15 Dichtesummen sj (j = 1 bis 9) in den Logikfenstern entsprechend jeweiligen Hochauflösungs-Pixeln im Zentralpixel E und gibt dieselben auf den Komparator 24 aus. In einem Schritt S15 wird der Schwellenwert SL des Komparators 24 auf einen Anfangswert (null im allgemeinen) gesetzt, der in der Verriegelungsschaltung 26 verriegelt wird, und in einem Schritt S16 diskriminiert der Komparator 24 sj (j = 1 bis 9) mit dem Schwellenwert SL, um Hochauflösungs/Zweistufen-Bilddaten ej (j = 1 bis 9) zu gewinnen und dieselben auf den Dichteberechnungs/Vergleichs-ROM 25 auszugeben.
Der Dichteberechnungs/Vergleichs-ROM 25 führt einen Vergleich unter den Bedingungen der Ausdrücke (14) bis (16) über die Daten über das Zentralpixel E, die im Schritt S13 gewonnen wurden, und die Hochauflösungs-Zweistufen-Bilddaten ej (j = 1 bis 9), die im Schritt S16 gewonnen wurden, durch und gibt die Ergebnisse auf die Steuer-CPU 27 als Zwei-Bit-Bestimmungssignale 00, 01 und 10 aus. Die Verarbeitung wird durch einen einzelnen Vorgang des Auswählens von Tabellendaten, wie oben beschrieben, abgeschlossen, wobei derselbe in den Schritten S17, S18 und S21 in Fig. 26 als aufeinanderfolgende Verarbeitungsschritte veranschaulicht ist. Es wird also eine mittlere Dichte R (%) von ej (j = 1 bis 9) im Schritt S17 gewonnen, und im Schritt S18 erfolgt eine Bestimmung ob R ≥ E&sub0; = ΔE&sub1; ist oder nicht. Wenn die Bestimmung "nein" ist, gibt der Dichteberechnungs/Vergleichs-ROM 25 "00" aus, und die Steuer-CPU 27 speichert dementsprechend ej (j = 1 bis 9) als ej' in einem Schritt S19 und erhöht den Schwellenwert SL um ein bestimmtes Inkrement ΔSL (eins im allgemeinen) in einem Schritt S20 und veranlaßt die Verriegelungsschaltung 26, dem neuen Schwellenwert SL zu verriegeln. Die Schritte S16 bis S18 werden erneut wiederholt, und wenn R ≥ E&sub0; - ΔE&sub1; ist, geht der Vorgang nach Schritt S21 weiter, so daß der Dichteberechnungs/Vergleichs-ROM 25 "01", wenn E&sub0; + ΔE&sub2; ≥ R ist, und "10", wenn E&sub0; + ΔE&sub2; < R ist, auf die Steuer-CPU 27 ausgibt.
Die Steuer-CPU 27 erhält das Bestimmungssignal "01" speichert dann die Hochauflösungs-Zweistufen-Bilddaten ej (j = 1 bis 9) in dem Plattenspeicher 28 im Schritt S22, oder erhält das Bestimmungssignal "10" und speichert dann die Hochauflösungs-Zwei- Stufen-Bilddaten ej' (j = 1 bis 9) im Plattenspeicher 28 in einem Schritt S23. Mit anderen Worten, die Steuer-CPU 27 verwendet ej, wenn es E&sub0; - ΔE&sub1; ≤ R ≤ E&sub0; + ΔE&sub2; erfüllt ist, und verwendet andererseits ej (gespeicherter als ej' im Schritt S19) kleiner als, aber nahe bei E&sub0; - ΔE&sub1;, wenn kein ej E&sub0; - ΔE&sub1;, ≤ R ≤ E&sub0; + ΔE&sub2; erfüllt, als optimale Hochhauflösungs-Zweistufen-Bilddaten Im Schritt S24 erfolgt eine Bestimmung, ob das gesamte Bild vollständig verarbeitet ist oder nicht. Wenn die Bestimmung "ja" ist, wird die Hochauflösungs-Zweistufen-Umwandlung beendet, während der Vorgang nach einem Schritt S25 weitergeht, wenn die Bestimmung "nein" ist, so daß die Steuer-CPU 27 Daten über ein nachfolgend zu verarbeitendes Bild aus dem Plattenspeicher 28 liest. Die Bilddaten werden durch den Decodierer 30 decodiert und der Verriegelungsschaltung 14 zugeführt, um die vorgenannte Verarbeitung fortzusetzen.
Fig. 28 zeigt die Ergebnisse einer Hochauflösungs-Zweistufen-Umwandlung, die auf den Bildern der Fig. 23 unter Verwendung von Tabelle 2 als die Logikfensterformen darstellenden Koeffizienten entlang dem Vorgang der in den Fig. 25 und 26 gezeigten Ausführungsform durchgeführt wurde. Es versteht sich natürlich, daß die Zustände der Vorlagen (Zentralpixel E) in getreu reproduziert werden.
Der Hochauflösungsvorgang wurde mit 3 mal 3 durchgeführt, und das Eingabebild wurde in 3 mal 3 Pixel-Bereichen verarbeitet, diese Werte können aber auch geeignet modifiziert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben wurde, wird eine Vorlage in der Form eines Multi-Gradationsbildes zur Gewinnung von Zweistufen-Bilddaten mit höherer Auflösung als das Multigradationsbild, aus dem die Zweistufen-Bilddaten gewonnen werden, gelesen. Ein so gewonnenes Wiedergabebild hat eine höhere Wiedergabetreue als die Vorlage.
Obwohl die vorliegende Erfindung im einzelnen beschrieben und dargestellt worden ist, versteht sich, daß dies nur als Veranschaulichung und Beispiel zu verstehen und in keiner Weise als einschränkend anzusehen ist und daß der Bereich der Erfindung allein durch den Inhalt der beigefügten Ansprüche bestimmt wird.

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung zweistufiger Bildmusterdaten aus Multigradations-Bilddaten, wobei die erzeugten zweistufigen Bildmusterdaten in der Auflösung höher sind als die Multigradations-Bilddaten, wobei das Verfahren die Verfahrensschritte des

Inbeziehungsetzens von zweistufigen Bildmusterdaten, die in der Auflösung höher als die Multigradations-Bilddaten sind, zu Kombinationen von Gradationswerten zentraler Pixel in Bildbereichen einer bestimmten Größe und Datenmustern aller Nachbarpixel des zentralen Pixels, und Speicherns der höherauflösenden zweiwertigen Bildmusterdaten in einem Speicher,

Lesens einer zweiwertigen Vorlage, womit die Multigradationsbilddaten des zweiwertigen Originals erzeugt werden, Ausgebens der höherauflösenen zweiwertigen Bilddaten, die der Kombination des Gradationswerts des Pixels und der Datenmuster der zu dem Pixel benachbarten Pixel entsprechen, aus dem Speicher für jedes Pixel der Muligradationsbilddaten, und

Diskriminierens der Multigradationswerte der Nachbarpixel mit bestimmten Schwellenwerten zur Verarbeitung der Multigradationswerte der Nachbarpixel als Bilddaten, die in der Gradationsanzahl kleiner als das zentrale Pixel sind, aufweist.

2. Verfahren zur Erzeugung zweiwertiger Bildmusterdaten nach Anspruch 1, wobei die Schwellenwerte von einer Summe von Gradationswerten der gesamten Nachbarpixeldaten abhängen und die Schwellenwerte proportional zu der Summe zu erhöhen oder zu erniedrigen sind, um so die Nachbarpixeldaten auf der Grundlage der Schwellenwerte in zweiwertige Werte umzuwandeln.

3. Vorrichtung zur Erzeugung zweiwertiger Bildmusterdaten aus Multigradationsbildaten, wobei die erzeugten zweiwertigen Bildmusterdaten in der Auflösung höher sind als die Multigradationsbilddaten, wobei die Vorrichtung

eine Speichervorrichtung (5) zum Inbeziehungsetzen von zweiwertigen Bildmusterdaten, die in der Auflösung höher als die Multigradationsbilddaten sind, zu Kombinationen von Gradationswerten zentraler Pixel in Bildbereichen bestimmter Größe und Datenmustern aller Nachbarpixel der zentralen Pixel, und zum Speichern derselben,

Bildlesemittel zum Lesen einer zweiwertigen Vorlage und Erzeugen von Multigradationsbilddaten der zweiwertigen Vorlage,

Mittel zum Eingeben in die Speichervorrichtung von Information über die in Beziehung stehenden Gradationswerte eines jeden Pixels gelesener Multigradationsbilddaten und Datenmuster aller Nachbarpixel dazu, und zum Auslesen aus der Speichervorrichtung der dazu entsprechenden höherauflösenden zweiwertigen Bildmusterdaten, und

Mittel zum Diskriminieren der Multigradationswerte der Nachbarpixel mit bestimmten Schwellenwerten zur Umwandlung derselben in Bilddaten, die in der Gradationszahl geringer sind als die zentralen Pixel, um so die umgewandelten Bilddaten auf die Speichervorrichtung als Information über Datenmuster der Nachbarpixel zu geben, aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, welche ferner eine Nachschlagtabelle (8) zum Speichern der Schwellenwerte und einer Summe von Gradationswerten der gesamten Nachbarpixeldaten in einer solchen Relation, daß die Schwellenwerte proportional zu der Summe erhöht oder erniedrigt werden, aufweist, wobei die Summe der gesamten Nachbarpixeldaten als Adresse zum Lesen eines entsprechenden Schwellenwerts der Nachschlagtabelle zugeführt wird, wodurch Nachbarpixeldaten auf der Grundlage des Schwellenwerts in zweiwertige Werte umgewandelt werden.