DE3734686A1 - Verfahren zur bildung von halbtonpunkten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung von Halb­ tonpunkten in einem Scanner zur Bildherstellung, und mehr im einzelnen ein Halbtonpunkt-Bildungsverfahren, bei welchem ein Schablonenspeicher verwendet wird, der ein Schwellen­ muster mit einer Vielzahl vorbestimmter winziger Punkte (bezeichnet als Halbtonpunkt-Elemente) zur Bildung von Halbtonpunkten aufweist.

Reproduzierte Halbtonpunkt-Bilder sind umso glatter in ihren Umrissen und weiter detailliert, je größer die Anzahl der Halbtonpunkte je Längeneinheit, d. h. die Schirmunter­ teilung ist. Wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 60 (1985)-1 32 465 offenbart, umfaßt beispielsweise jeder Halbtonpunkt eine Vielzahl unterteilter winziger Raster­ elemente. Wegen optischer oder mechanischer Einschränkungen ist es jedoch schwierig, die Fläche jedes Rasterelements unter eine bestimmte Größe zu vermindern. Selbst wenn die Fläche jedes Rasterelements kleiner als eine solche bestimm­ te Größe gemacht würde, würde es eine beträchtliche Zeit brauchen, um die Halbtonpunkte in schwarze Punkte umzu­ wandeln. Da es sehr zeitaufwendig wäre, ein gewünschtes Bild zu erhalten, ist die Fläche jedes Rasterelements notwendigerweise beschränkt. Falls es erwünscht ist, ein Bild mit einem weiten Bereich von Tonabstufungen zu repro­ duzieren, kann eine Halbtonpunkt-Bildungsschablone ange­ wandt werden, die viele Rasterelemente je Halbtonpunkt aufweist. Je größer aber die Anzahl an Rasterelementen in einem Halbtonpunkt ist, desto kleiner wird die Schirmunter­ teilung (screen ruling), was es erschwert, ein Bild mit glatterem Umriß und größerem Bilddetail zu reproduzieren. Umgekehrt wird, je größer die Schirmunterteilung ist, die Anzahl von winzigen Rasterelementen, welche einen Halbton­ punkt bilden, umso kleiner, was zu einer ungenügenden An­ zahl von Tonabstufungen führt.

Fig. 1 der Zeichnungen zeigt eine herkömmliche Schwellen­ musterschablone zur Bildung eines Halbtonpunktes. Die Schwellenmusterschablone kann 64 Tonabstufungen erzeugen (1, 2, . . ., 64). Die Schwellenmusterschablone weist eine Vielzahl von winzigen Rasterelementen auf, wobei jeweilige Schwellenpegel durch entsprechende Zahlzeichen ausgedrückt werden. Wenn ein Bildsignal mit einem höheren Pegel als dem angezeigten Schwellenpegel eines Rasterelements einem Halbtonpunktegenerator zugeführt wird, erzeugt dieser ein Halbtonpunkt-Schwärzungssignal, um das Rasterelement zu schwärzen. Wenn ein Bildsignal mit einem niedrigeren Pegel als dem angezeigten Schwellenpegel eines Rasterelements dem Halbtonpunktegenerator zugeführt wird, wird das Raster­ element nicht geschwärzt. Die Schwellenpegel der jeweiligen Rasterelemente werden niedriger zum Zentrum des Punktebe­ reichs hin und höher zur äußeren Kante des Punktebereichs hin.

Bisher war es üblich, so viele solcher Schablonen mitein­ ander verbunden anzuwenden, wie erwünscht waren, um der Größe eines Originalbildes zu entsprechen, und ausgewählte winzige Rasterelemente zu schwärzen, um ein gewünschtes Bild zu bilden. Das gebildete Bild weist Tonabstufungen auf, deren Anzahl die Abstufungen jedes Halbtonpunktes des reproduzierten Bildes nicht übersteigt, d. h. 64 Abstufungen des Tones.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem technischen Problem, ein Verfahren zur Bildung von Halbtonpunkten zu schaffen unter Verwendung eines Schablonenspeichers, welcher in der Lage ist, detaillierte und ausreichende Tonabstufungen selbst dann zu reproduzieren, wenn die Schirmunterteilung weit ist.

Zur Lösung dieses Problems sieht die Erfindung vor, ein Verfahren zur Bildung von Halbtonpunkten zu schaffen, bei welchem eine Halbtonpunkt-Bildungsschablone angewandt wird, die eine Vielzahl von unterteilten winzigen Rasterelementen mit entsprechenden, diesen zugewiesenen vorbestimmten Schwellenpegeln aufweist, und der Signalpegel eines Bild­ signals mit dem Schwellenpegel von jedem der Rasterelemente verglichen wird, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, eine zusammengesetzte Halbtonpunkt-Bildungsschablone vorzu­ sehen, die aus zwei oder mehreren (n) der Halbtonpunkt- Bildungsschablonen besteht, welche nebeneinander angeordnet sind, sowie eine der n Schwellenmusterschablonen der zu­ sammengesetzten Halbtonpunkt-Bildungsschablone zu verändern gemäß einer Änderung des Pegels des Bildsignals im Umfang einer Schwellenabstufung der zusammengesetzten Halbtonpunkt- Bildungsschablone.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann darin bestehen, ein Verfahren zur Bildung von Halbton­ punkten zu schaffen, bei welchem die Schwellenpegel der jeweiligen Rasterelemente der zusammengesetzten Halbton­ punkt-Bildungsschablone voneinander verschiedene Werte aufweisen, wobei diejenigen Rasterelemente, zwischen denen der Unterschied einer Schwellenabstufung entspricht, je­ weils zu verschiedenen Halbtonpunkt-Bildungsschablonen gehören.

Im folgenden wird die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Diagramm einer Halbtonpunkt-Bildungsschablone mit 64 Schwellenpegeln;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ein Diagramm einer Halbtonpunkt-Bildungsschablone mit 128 Schwellenpegeln, welche in dem Verfahren der Erfindung angewandt werden kann;

Fig. 4 ein Diagramm einer Halbtonpunkt-Bildungsschablone für ein Bildsignal mit 8 Bits = 256 Tonabstufungen, welche in dem Verfahren der Erfindung angewandt werden kann; sowie

Fig. 5 ein Diagramm einer Halbtonpunkt-Schablone, bei welcher ausgewählte winzige Rasterelemente durch das Verfahren der Erfindung geschwärzt sind.

Fig. 2 zeigt in Form eines Blockschaltbildes eine Anordnung zur Durchführung eines Halbtonpunkt-Bildungsverfahrens der Erfindung. In Fig. 2 zeigen die zu den verschiedenen Kompo­ nenten oder Blöcken der Anordnung hin gerichteten und von diesen weg gerichteten Pfeile die Richtungen an, in welchen Signale fließen, und die Linien mit jeweiligen einzelnen kurzen Schrägstrichen, denen Zahlzeichen Z (= 3, 6, 8) beigefügt sind, stellen Z-Bit-Signalleitungen dar. Ein X-Zähler 20 zum Zählen von Pixels in einer Hauptabtastrich­ tung X einer Halbtonpunkt-Bildungsschablone umfaßt einen programmierbaren Modulo-N-Zähler. Ein Y-Zähler 24 zum Zäh­ len von Pixels in einer Subabtastrichtung Y einer Halbton­ punkt-Bildungsschablone umfaßt einen programmierbaren Modulo-M-Zähler. Der X-Zähler 20 besitzt eine Takteingangs­ klemme CK, welcher Pixel-Taktimpulse PCLK zugeführt werden, die je Pixel erzeugt werden, sowie eine Initialisierungs­ klemme CLR, an welche ein Zeilensynchronsignal LSYNC über einen Inverter 22 angelegt wird. Das Zeilensynchronsignal LSYNC wird auch an eine Takteingangsklemme CK des Y-Zählers 24 angelegt.

Der X-Zähler 20 erzeugt 6-Bit-Adressendaten XA als Ausgangs­ daten, welche einer Adresseneingangsklemme A _0-5 eines Schablonenspeichers 26 zugeführt werden. Der Y-Zähler 24 erzeugt 6-Bit-Adressendaten YA als Ausgangsdaten, welche einer Adresseneingangsklemme A _6-11 des Schablonenspeichers 26 zugeführt werden. Der Schablonenspeicher besitzt eine weitere Eingangsklemme A _12-14, welcher ein Seitenwählsignal PAGE zugeführt wird.

Der Schablonenspeicher 26 erzeugt als Ausgangssignal 8-Bit- Schablonendaten TDATA, die einer Eingangsklemme B eines Komparators 28 zugeführt werden, wobei dessen andere Ein­ gangsklemme A ein Bilddatensignal PDATA von einem (nicht gezeigten) A/D-Wandler zugeführt wird. Der Komporator 28 erzeugt ein Halbtonpunkt-Schwärzungssignal, welches einem (nicht gezeigten) Halbtonpunktegenerator zugeführt wird.

Der Betrieb und die Vorteile der so aufgebauten Anordnung zur Durchführung des Halbtonpunkt-Bildungsverfahrens werden anhand der Fig. 3 bis 5 beschrieben.

Fig. 3 zeigt als Beispiel eine Halbtonpunkt-Bildungsscha­ blone zur Bildung von Halbtonpunkten, bevor sie geschwärzt werden, welche durch das Halbtonpunkt-Bildungsverfahren gebildet werden. Die Schablone besitzt eine Größe gleich der kombinierten Größe von zwei horizontal nebeneinander angeordneten Schablonen, jede von denen der in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen Schablone äquivalent ist. Die Halbtonpunkt-Bildungsschablone ist gekennzeichnet in der Reihenfolge oder Sequenz von Schwellenpegeln, die den jeweiligen winzigen Rasterelementen der Schablone zugewie­ sen sind. Das Muster von Schwellenpegeln ist in der rechten sowie in der linken Hälfte der Schablone so angeordnet, daß die Schwellenpegel der jeweiligen Rasterelemente zum Zentrum des Punktebereichs niedriger und zur äußeren Kante des Punktebereichs höher werden wie bei dem in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Muster. Jedoch sind die aufeinanderfolgenden Schwellenpegel abwechselnd der rechten und der linken Hälfte der Schablone zugeteilt, wie durch Bestätigen der Zahlzei­ chen in den Rasterelementen von Fig. 3 leicht zu verstehen ist. Unter Verwendung der in Fig. 3 gezeigten halbtonpunkt­ bildenden Schwellenmusterschablone gebildete Halbtonpunkte können zum Beispiel 128 Tonabstufungen aufweisen, welche das Doppelte der erzeugten 64 Tonabstufungen sind, selbst wenn zwei der in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen halbton­ punktbildenden Schwellenmusterschablonen nebeneinander angeordnet sind.

Das in Fig. 2 gezeigte Zeilensynchronsignal LSYNC ist ein Impuls, der den Start einer Abtastzeile in der Hauptabtast­ zeile X angibt. Das Pixel-Taktimpulssignal PCLK ist ein Taktimpuls entsprechend einem Pixel. Das Schablonendaten­ signal TDATA ist ein Schwellensignal, welches synchron mit dem Pixel-Taktsignal PCLK erzeugt wird. Wie oben beschrie­ ben, sind der X-Zähler 20 und der Y-Zähler 24 programmier­ bare Modulo-N- bzw. Modulo-M-Zähler und werden eingestellt auf die Größen (die Anzahl Pixels) der Schwellenmuster­ schablone in der Hauptabtastrichtung X und der Subabtast­ richtung Y. Falls zum Beispiel die Schwellenmusterschablone 16 Pixels in der Hauptabtastrichtung und 8 Pixels in der Subabtastrichtung enthält, wird der X-Zähler 20 als Modulo- 16-Zähler eingestellt, und der Y-Zähler wird als Modulo-8- Zähler eingestellt. Das Seitenwählsignal PAGE ist ein Signal, welches typisch ist für den Schablonentyp, der zu verwenden ist aus einer Mehrzahl von Schablonen, die in dem Schablonenspeicher 26 gespeichert sind. Ein geeigneter Schablonentyp wird durch das Seitenwählsignal PAGE ausge­ wählt gemäß den Merkmalen eines photoelektrischen Wandlers zum Abtasten eines Originalbildes zum Lesen desselben, der Schirmunterteilung, des Schirmwinkels und anderer Faktoren. Fig. 4 zeigt als Beispiel eine Schwellenmusterschablone zur Bildung einer Halbtonpunkt-Schablone, die durch die in Fig. 2 gezeigten 8-Bit-Bilddaten PDATA zu schwärzen ist.

Die Schwellenabstufung zwischen einem Schwellenpegel und einem nächsten Schwellenpegel ist vorbestimmt als ²/₂₅₆. Die Schwellenmusterschablone wird in dem Schablonenspeicher 26 so vorbereitet, daß sie durch Adressieren durch das Seitenwählsignal PAGE von diesem ausgegeben wird. Der X- Zähler 20 wird durch das Zeilensynchronsignal LSYNC (Adressendaten XA = 0) initialisiert und legt Adressendaten XA in der X-Richtung der Schablone an die Adresseneingangs­ klemme A _0-5 des Schablonenspeichers 26 in jedem Zyklus von 16 Pixels an. Die Adressendaten in der Y-Richtung der Scha­ blone werden nun während einer Abtastperiode aufdatiert. Unter Verwendung des Seitenwählsignals PAGE und der Adres­ sendaten XA, YA als Adresse wird ein Posten Schablonendaten TDATA bezüglich des Schwellenpegels jedes Rasterelements der halbtonpunkt-bildenden Schwellenmusterschablone von dem Schablonenspeicher 26 ausgegeben und dann mit einem Bild­ signal PDATA verglichen durch den Komporator 28, welcher dann ein Halbtonpunkt-Schwärzungssignal DOT an den nicht dargestellten Halbtonpunktegenerator sendet.

Die Schwellenpegel der jeweiligen Rasterelemente des Schwellenmuster-Schablonenspeichers 26 entsprechen 8 Bit = 256 (die Schwellenpegel werden durch eine ²/₂₅₆- Schwellenabstufung inkrementiert). Wenn 35 (erhalten als Ergebnis der Umwandlung von 8-Bit-Daten in eine Dezimal­ zahl) dem Komparator 28 als das Bildsignal PDATA zugeführt wird, vergleicht der Komparator die Zahl 35 nacheinander mit den Schwellenpegeln der Rasterelemente entsprechend der Reihenfolge der Adressendaten.

Es sei nun A = 35 und ein B ein Schwellenpegel an den Eingangs­ klemmen des Komparators 28. Wenn A ≧ B, d. h. 35 ≧ Schwellen­ pegel, wird ein Halbpunkt-Schwärzungssignal DOT durch den Komparator 28 erzeugt zur Erzeugung einer geschwärzten Halbtonpunkt-Schablone, wie in Fig. 5 gezeigt.

Obzwar die Anzahl winziger Rasterelemente der Halbtonpunkt- Bildungsschablone in der dargestellten Ausführungsform 128 beträgt, kann eine Halbtonpunkt-Bildungsschablone mit einer Anzahl von weniger als 128 winzigen Rasterelementen ange­ wandt werden, und in einem solchen Fall können zwei oder mehrere Rasterelemente der Halbtonpunkt-Bildungsschablone einen identischen Schwellenpegel aufweisen.

Bei dem oben beschriebenen Verfahren der Erfindung sind zwei oder mehr, n Schwellenmusterschablonen, die nebenein­ ander angeordnet sind, zur Bildung von Halbtonpunkten vorgesehen, und eine der n kombinierten Schwellenmuster­ schablonen wird verändert gemäß einer Schwellenabstufungs­ änderung in einem Bildsignal. Daher wird eine zusammenge­ setzte Halbtonpunkt-Bildungsschablone konstruiert, welche Tonabstufungen aufweist, die das n-fache der Anzahl von Rasterelementen jeder der n Halbtonpunkt-Bildungsschablonen betragen.

Eine zusammengesetzte Halbtonpunkt-Bildungsschablone kann eine vertikale Anordnung von Halbtonpunkt-Bildungsschablo­ nen umfassen.

Es ist zwar eine bestimmte bevorzugte Ausführungsform gezeigt und beschrieben worden, versteht sich aber, daß viele Änderungen und Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne von dem Rahmen der Erfindung abzuweichen.

Claims (2)

1. Verfahren zur Bildung von Halbtonpunkten, bei welchem eine Halbtonpunkt-Bildungsschablone angewandt wird, die eine Vielzahl von unterteilten winzigen Rasterelementen mit entsprechenden, diesen zugewiesenen vorbestimmten Schwellenpegeln aufweist, und der Signalpegel eines Bild­ signals mit dem Schwellenpegel von jedem der Rasterelemente verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusammengesetzte Halbtonpunkt-Bildungsschablone vorgesehen wird, die aus zwei oder mehreren (n) der Halb­ tonpunkt-Bildungsschablonen besteht, welche nebeneinander angeordnet sind, und daß eine der n Schwellenmuster­ schablonen der zusammengesetzten Halbtonpunkt-Bildungs­ schablone verändert wird gemäß einer Änderung des Pegels des Bildsignals im Umfang einer Schwellenabstufung der zusammengesetzten Halbtonpunkt-Bildungsschablone.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenpegel der jeweiligen Rasterelemente der zusammengesetzten Halbtonpunkt-Bildungsschablone vonein­ ander verschiedene Werte aufweisen, wobei diejenigen Rasterelemente, zwischen denen der Unterschied einer Schwellenabstufung entspricht, jeweils zu verschiedenen Halbtonpunkt-Bildungsschablonen gehören.