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In den letzten Jahren ist der Wunsch nach einer qualitativ
hochwertigen Wiedergabe von sowohl gedruckten Bildern als
auch Stufengrauwertbildern (beispielsweise ein Bild, das ein
kontinuierlich getöntes Bild als eine Vielzahl von
Grauwertdichtestufen darstellt) unter Verwendung eines
Zweipegel-Anzeigegeräts wie beispielsweise einer
Gasplasma-Punktmatrixanzeige, die wesensbedingt lediglich zwei Anzeigedichtepegel
erzeugen kann gestiegen. Dieser wird durch Erzeugung eines
räumlichen Grauwertanzeigebilds erfüllt. Die zur Umsetzung
einer solchen Wiedergabe vorgeschlagenen Verfahren gemäß dem
Stand der Technik sind allerdings noch mit Problemen
behaftet.
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Mit einem derartigen Zweipegel-Anzeigegerät kann jedes durch
die Anzeige erzeugte Bildelement entweder in einen hellen
oder einen dunklen Zustand versetzt werden (wie
beispielsweise ein Element einer Punktmatrix). Es wurden bereits
verschiedenste Vorschläge gemacht hinsichtlich der Realisierung
einer pseudokontinuierlichen Tonwiedergabe durch derartige
Anzeigegeräte unter Verwendung einer räumlichen
Grauwertskala, die darauf basieren, einen relativ hohen Anteil von
Bildelementen der Anzeige innerhalb eines Anzeigebereichs in
den hellen Zustand zu versetzen, um dadurch einen hellen
Bereich des Originalbilds (d.h. eine geringe Dichte)
darzustellen, und einen hohen Anteil in den dunklen Zustand im Falle
eines dunklen Bereichs (d.h. einer hohen Dichte) des
Originalbilds.
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Das bekannteste Verfahren zum Bereitstellen einer solchen
pseudokontinuierlichen Tonwiedergabe ist das
Dither-Verfahren, bei dem eine Abstufungsdarstellung eines kontinuierlich
getönten Bilds auf Grundlage einer Anzahl von Punkten
innerhalb vorbestimmter Bereiche des kontinuierlich getönten Bilds
unter Verwendung einer Dither-Matrix wiedergegeben wird.
Schwellwerte der Dither-Matrix werden mit den Pegeln des
Eingangssignals bildelementweise verglichen, um dadurch eine
Zweipegel-Bildumwandlungsverarbeitung durchzuführen. Dieses
Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß die Abstufungs-
Wiedergabecharakteristik und die erhaltene Bildauflösung
beide unmittelbar von der Größe der Dither-Matrix abhängig
sind und zueinander in einem nichtkompatiblen Verhältnis
stehen. Darüber hinaus ist es mit dem Dither-Verfahren
schwierig, die Erzeugung von Moiré-Mustern zu verhindern,
insbesondere bei der Wiedergabe von gedruckten Bildern.
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Gemäß dem Stand der Technik wurde ein Verfahren
vorgeschlagen, das hihsichtlich der Vermeidung dieser Probleme des
Dither-Verfahrens äußerst effektiv ist. Es handelt sich dabei um
das "Fehlerverteilungs-Verfahren", das durch R. Floyd und L.
Steinberg unter dem Titel "An Adaptive Algorithm for Spatial
Gray Scale" vorgeschlagen wurde, veröffentlicht in SID 75
Digest, Seiten 36-37. Die grundlegenden Prinzipien des
vorgeschlagenen Verfahrens lauten wie folgt. Um festzustellen, ob
ein Bildelement des Eingangssignals mit dunklem oder hellem
Pegel in dem durch das Zweipegelanzeigegerät erzeugten Bild
darzustellen ist, wird der entsprechende Pegel des
eingegebenen Bildsignals mit einem Schwellwert verglichen und dadurch
eine Hell/Dunkel-Entscheidung durchgeführt. Der damit für
dieses Bildelement bestimmte Dichtewert (d.h. vollständig
dunkel oder vollständig hell) wird im allgemeinen bezüglich
der gewünschten Dichte dieses Elements fehlerhaft sein, d.h.
bezüglich der Dichte des entsprechenden Bildelements des
Originalbilds. Dieser Fehler wird im folgenden als
Zweipegel-Umwandlungsfehler bezeichnet. Die Wirkung dieses Fehlers wird
jedoch durch das Fehlerverteilungsverfahren dadurch
wesentlich verringert, daß die entsprechenden Werte der
gewünschten, bei der nachfolgenden Verarbeitung von entsprechenden
Bildpunktelementen einer spezifischen Gruppe, die sich in der
peripheren Nachbarschaft des betrachteten Bildpunktelements
befinden und noch nicht verarbeitet wurden, zu verwendenden
Dichten (entsprechend dem Fehlerwert) abgewandelt werden.
Diese Anwandlung erfolgt durch Aufteilen des für den
betrachteten Bildpunkt erhaltenen Fehlerwerts unter diesen
peripheren Bildpunktelementen, wobei der Fehler entsprechend
vorbestimmter
konstanter Faktoren zugeteilt wird. Derartige
Faktoren werden im folgenden als Zuteilungsfaktoren bezeichnet.
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Der Begriff "betrachtetes Bildelement" hat hierbei die
Bedeutung eines Bildelements, das gerade zur Bestimmung eines
entsprechenden Zweipegelbildwerts verarbeitete wird, wobei bei
der Verarbeitung Daten verwendet werden, die vorab, bei der
Verarbeitung von vorangehenden Bildelementen, erhalten
wurden.
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Das Fehlerverteilungsverfahren ist hinsichtlich der
Bildauflösung und der Wiedergabecharakteristik eines Graustufen-
Quellenbilds gegenüber dem Dither-Verfahren überlegen und
ermöglicht einen sehr geringen Grad der Erzeugung von
Moiré-Mustern, selbst bei der Wiedergabe eines gedruckten Bilds. Im
Falle der Wiedergabe eines Bilds mit lediglich geringen
Dichteänderungen, wie beispielsweise einem Computerbild mit
Bereichen extrem gleichmäßiger Dichte, erzeugt das
Fehlerverteilungsverfahren allerdings Texturbereiche im
wiedergegebenen Bild. Diese Textur liegt im Wesen des
Fehlerverteilungsverfahrens und es wurde aus diesem Grund nicht häufig
eingesetzt. Der Grund für die Erzeugung dieser Textur liegt darin,
daß eine feste Beziehung zwischen einem betrachteten
Bildelement und der vorgenannten Gruppe von Bildelementen, die
peripher neben dem betrachteten Bildelement angeordnet sind,
dauerhaft beibehalten wird und ebenso konstante Werte für die
entsprechenden Anteile beibehalten werden, durch die der
Zweipegel-Umwandlungsfehler des betrachteten Bildelements
unter diesen peripheren Bildelementen aufgeteilt wird.
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Weiterhin wurde festgestellt, daß die Summe der vorgenannten
Fehlerzuteilungswerte, die während der Verarbeitung eines
jeden Bildelements erzeugt werden, nicht dem entsprechenden,
für dieses Bildelement berechneten Zweipegelfehler
entspricht, wenn beabsichtigt wird, eine praktische digitale
Rechenverarbeitungsschaltung zur Anwendung dieses
Fehlerverteilungsverfahrens nach dem Stand der Technik bereitzustellen.
Dies liegt an den unvermeidbaren Ungenauigkeiten, die bei der
Berechnung dieser Fehlerzuteilungswerte aufgrund der
Nichtberücksichtigung
von niederwertigen Bits bei bestimmten
Berechnungsergebnissen auftreten. Als Resultat wird der gesamte
Zweipegelfehler unter den zu dem betrachteten Bildelement
peripher benachbarten Bildelementen nicht richtig aufgeteilt,
so daß nicht alle möglichen Abstufungsdichtepegel des
Eingangssignals in richtiger Weise in dem Endbild wiedergegeben
werden können. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der
Eingangssignalpegel einen hohen Bilddichtewert oder einen
niedrigen Bilddichtewert darstellt und damit der durch das
Fehlerverteilungsverfahren nach dem Stand der Technik
wiedergebbare Bereich abgestufter Bilddichtewerte schmaler wird.
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Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß eine Vielzahl von
entsprechenden unterschiedlichen Berechnungen nacheinander
durchgeführt werden muß, um jedes Bildelement zu verarbeiten,
so daß es schwierig ist, eine
Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitung zu erzielen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Bildsignal-
Verarbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die die vorstehend
beschriebenen Nachteile des Fehlerverteilungsverfahrens nach
dem Stand der Technik vermeidet und die ein Anzeigebild mit
hoher Auflösung und exzellenter
Abstufungswiedergabecharakteristik bereitstellt, wobei lediglich geringfügige
Moiré-Muster erzeugt werden, selbst wenn das Quellenbild ein
gedrucktes Bild ist, und wobei selbst in Bildbereichen mit hoher
Dichtegleichmäßigkeit keine Textur erzeugt wird.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine
Bildsignal-Verarbeitungsvorrichtung bereit zum Empfangen eines Eingangssignals
mit aufeinanderfolgenden, digitalen Pegelwerten, von denen
jeder einen Grauwertdichte-Stufenpegel eines entsprechenden
Bildelements eines Quellenbilds darstellt, um ein
Zweipegelbildsignal zu erzeugen durch aufeinanderfolgendes Umwandeln
dieser Pegelwerte in entsprechende Zweipegelwerte in
entsprechenden Verarbeitungsschritten, wobei ein Fehler zwischen dem
von jedem der Bildelemente abgeleiteten Zweipegelwert und
einem erforderlichen Dichtepegel für das Bildelement unter
einer
Gruppe von peripher benachbarten Bildelementen, die noch
nicht verarbeitet wurden, aufgeteilt wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine
Bildsignal-Verarbeitungsvorrichtung bereitgestellt zum sequentiellen
Verarbeiten von Eingabepegelwerten, die in aufeinanderfolgenden
Verarbeitungsperioden einem Eingangsanschluß zugeführt werden
und die entsprechende Dichtepegel einer ein Bild
darstellenden rechteckigen Anordnung von Bildelementen repräsentieren,
zur Erzeugung von Doppelpegelwerten, wobei die Vorrichtung
umfaßt:
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eine Fehlerspeichereinrichtung zum Speichern eines
Doppelpegelfehlers eines Objektbildelements in einer Gruppe von
Speicherstellen, die dem Objektbildelement und einer Gruppe von
benachbarten Bildelementen entsprechen, die noch nicht
verarbeitet wurden und die sich in der rechteckigen Anordnung
peripher um das Objektbildelement erstrecken;
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einer Eingabekorrektur-Einrichtung mit einer Einrichtung zum
Addieren eines Eingabepegelwerts, der an dem Eingangsanschluß
zwei Verarbeitungsperioden vor der Verarbeitungsperiode
empfangen wird, in der der Eingabepegel des Objektbildelements
empfangen wird, und der einem ersten der Gruppe von peripher
benachbarten Bildelementen entspricht, zu einem aufaddierten
Fehler, der an einer dem ersten benachbarten Bildelement
entsprechenden Stelle in der Fehlerspeichereinrichtung
gespeichert wird, um dadurch einen ersten korrigierten
Eingabepegelwert herzuleiten, und einer ersten Registereinrichtung zum
Beibehalten und Ausgeben des korrigierten Eingabepegelwerts
nach einer Verarbeitungsperiode;
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einer Differenzberechnungs-Einrichtung, die zum Empfangen
eines einem zweiten der Gruppe von benachbarten Bildelementen
entsprechenden zweiten korrigierten Eingabepegelwerts an die
erste Registereinrichtung angeschlossen ist und die eine
Einrichtung zum Erhalten eines ersten Differenzpegelwerts als
die Differenz zwischen einem ersten möglichen Wert der
Doppelpegelausgangswerte und dem zweiten korrigierten
Eingabepegelwert
und eines zweiten Differenzpegelwerts als die
Differenz zwischen einem zweiten möglichen Wert der
Doppelpegelausgangswerte und dem zweiten korrigierten Eingabepegel, und
eine zweite und dritte Registereinrichtung zum Beibehalten
des ersten bzw. zweiten Differenzpegelwerts und zum Ausgeben
des ersten und zweiten Differenzpegelwerts nach einer
Verarbeitungsperiode;
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einer Doppelpegel-Umwandlungseinrichtung, die zum Empfangen
der von den Registereinrichtungen der Differenzberechnungs-
Einrichtung erzeugten ersten und zweiten Differenzpegelwerte
angeschlossen ist und die eine Einrichtung aufweist zum
Addieren eines ersten Fehlerzuteilungswerts zu jedem des ersten
und zweiten Differenzpegelwerts, um einen ersten Fehlerwert
bzw. einen zweiten Fehlerwert zu erhalten, eine
Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des ersten Fehlerwerts mit einem
Schwellwert, um dadurch einen Doppelpegelwert für das
Objektbildelement zu erhalten, eine Auswahleinrichtung zum
Auswählen von einem der ersten und zweiten Fehlerwerte entsprechend
dem Zustand des Doppelpegelwerts für das Objektbildelement,
um als ein Doppelpegelfehler für das Objektbildelement
ausgegeben zu werden, und eine vierte Registereinrichtung zum
Beibehalten und Ausgeben des Doppelpegelfehlers nach einer
Verarbeitungsperiode;
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einer Zuteilungsfaktor-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen
einer Gruppe von Zuteilungsfaktoren zur Verwendung bei der
Zuteilung der Doppelpegelfehler des Objektbildelements zu den
noch nicht verarbeiteten Elementen; und
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einer Fehlerzuteil- und -fortschreibeeinrichtung zum
Berechnen von entsprechenden, den ersten Fehlerzuteilungswert
enthaltenden und zu einer Gruppe von zu dem Objektelement
unmittelbar peripher benachbarten und noch nicht verarbeiteten
Bildelementen gehörigen Fehlerzuteilungswerten basierend auf
dem von dem Doppelpegelfehlerregister ausgelesenen
Doppelpegelfehler und der Gruppe von Zuteilungswerten, Addieren der
Fehlerzuteilungswerte zu entsprechenden Werten von
aufaddierten Fehlern, die an der Gruppe von unmittelbar peripher
benachbarten Bildelementen entsprechenden Stellen in der
Fehlerspeichereinrichtung gespeichert sind, und Speichern der
entsprechenden Additionsergebnisse in der
Fehlerspeichereinrichtung als fortgeschriebene aufaddierte Fehlerwerte.
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Bei der vorgenannten Vorrichtung werden
Verarbeitungsoperationen, die im Falle der anderen Vorrichtung zur Verarbeitung
eines jeden Bildelements nacheinander durchgeführt werden
mußten, für entsprechende verschiedene Bildelemente
erfindungsgemäß gleichzeitig durchgeführt, so daß eine wesentlich
vergrößerte Verarbeitungsgeschwindigkeit erzielt werden kann.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines
exemplarischen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 ein prinzipielles Blockschaltbild einer ersten
Bildsignal-Verarbeitungsvorrichtung, die zur Erläuterung der
Vorteile der vorliegenden Erfindung beschrieben wird;
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Fig. 2(a) und 2(b) Blockschaltbilder zur entsprechenden
Darstellung von Einzelheiten wesentlicher Blöcke zweier
verschiedener Umsetzungen der Vorrichtung gemäß Fig. 1;
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Fig. 3 ein prinzipielles Blockschaltbild einer zweiten
Bildsignal-Verarbeitungsvorrichtung, die als Bezugnahme
beschrieben wird;
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Fig. 4(a) und 4(b) Blockschaltbilder entsprechender
Einzelheiten der wesentlichen, in Fig. 3 gezeigten Blöcke;
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Fig. 5 ein prinzipielles Blockschaltbild einer dritten
Bildsignalvorrichtung, die als Bezugnahme beschrieben wird;
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Fig. 6 ein Blockschaltbild mit Einzelheiten der wesentlichen,
in Fig. 5 gezeigten Blöcke;
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Fig. 7 ein prinzipielles Blockschaltbild einer vierten
Bildsignal-Verarbeitungsvorrichtung, die als Bezugnahme
beschrieben wird;
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Fig. 8 ein Blockschaltbild mit Einzelheiten der wesentlichen,
in Fig. 7 gezeigten Blöcke;
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Fig. 9 ein prinzipielles Blockschaltbild einer fünften
Bildsignal-Verarbeitungsvorrichtung, die als Bezugnahme
beschrieben wird;
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Fig. 10 ein Diagramm zur Darstellung einer Anordnung von
nacheinander positionierten Bildbereichen zur Hilfestellung
bei der Beschreibung der in Fig. 9 gezeigten Vorrichtung;
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Fig. 11 ein prinzipielles Blockschaltbild eines Beispiels
eines Dichtemodulationsteils in der in Fig. 9 gezeigten
Vorrichtung;
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Fig. 12 ein prinzipielles Blockschaltbild eines
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels; und
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Fig. 13 ein Blockschaltbild mit Einzelheiten eines
Fehlerzuteilungs- und -fortschreibeteils in dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 12.
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Fig. 1 zeigt ein allgemeines Blockschaltbild der wesentlichen
Komponenten einer ersten Bildsignal-Verarbeitungsvorrichtung,
die aus Bezugnahmegründen beschrieben wird.
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Das Bezugszeichen 104 zeigt einen Eingangsanschluß, an den
ein Eingangsbildsignal Ixy angelegt wird, das aus
aufeinanderfolgenden digitalen, entsprechende Pegelwerte bildenden
Werten besteht, von denen jeder einen Graustufen-Dichtepegel
eines entsprechenden Bildelements eines Quellenbilds
darstellt. Das Eingangsbildsignal wird durch
aufeinanderfolgendes, bildelementweises Abtasten des Quellenbilds abgeleitet,
d.h. durch aufeinanderfolgendes Abtasten von Bildelementen
entlang einer jeden von aufeinanderfolgend ausgewählten
Bildelementzeilen, wobei jede Zeile in einer nachfolgend als x-
Richtung bezeichneten Richtung verläuft, die Zeilen
aufeinanderfolgend in senkrechter Richtung dazu angeordnet sind
(nachfolgend als y-Richtung bezeichnet), so daß jedes
Bildelement durch x- und y-Koordinaten definiert werden kann. Die
Vorrichtung dient zur Erzeugung eines Zweipegelausgangswerts
Pxy in Abhängigkeit eines jeden der Eingangspegelwerte Ixy an
einem Ausgangsanschluß 106 durch aufeinanderfolgendes
Umwandeln der Eingangspegelwerte in entsprechenden
Verarbeitungsschritten. Die auf diese Weise erzeugten
Zweipegelausgangswerte können jeder einen der beiden nachfolgend als 0 und R
bezeichneten Werte darstellen, die einer geringen bzw. einer
hohen Dichte (d.h. heller und dunkler Zustand) eines auf
Grundlage dieser Zweipegelwerte erzeugten
Zweipegelanzeigebilds darstellen. Ein Fehler zwischen dem von einem
Bildelement abgeleiteten Zweipegelwert und dem Dichtepegel, der für
das Bildelement (das gemäß nachfolgender Beschreibung
definiert ist) tatsächlich angemessen ist, wird unter einer
Gruppe von peripher benachbarten Bildelementen, die noch nicht
verarbeitet wurden, aufgeteilt.
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Gemgß Fig. 1 werden die Anzeigekoordinaten eines betrachteten
Bildelements (d.h. eines Bildelements, für das die
Bildverarbeitung zur Erzeugung eines entsprechenden
Zweipegelausgangswerts gerade durchgeführt wird) mit (x, y) bezeichnet. Das
Bezugszeichen 101 kennzeichnet einen Fehlerspeicherteil, der
zur Speicherung von aufaddierten Fehlerwerten gemäß
nachfolgender Beschriebung verwendet wird. Das Bezugszeichen 103
kennzeichnet eine Position in dem Fehlerspeicherteil 101, in
der der aufaddierte Fehlerwert eines betrachteten
Bildelements gespeichert ist, wobei die Position des betrachteten
Bildelements durch das *-Symbol angedeutet ist, und das
Bezugszeichen 102 kennzeichnet eine Speicherbereich des
Fehlerspeichers 101, der eine Gruppe von Speicherstellen enthält,
die den Positionen einer Gruppe von Bildelementen
(gekennzeichnet durch A, B, C und D) entsprechen, die noch
nicht verarbeitet wurden und die neben der Peripherie des
betrachteten Bildelements angeordnet sind. Jedes Bildelement
wird während eines Intervalls konstanter Dauer verarbeitet,
das mit einem Synchronsignal synchronisiert ist. Das
Bildelement in der Position A wird unmittelbar nach der Verarbeitung
des betrachteten Bildelements zur Erzeugung eines
entsprechenden
Zweipegelwerts verarbeitet, d.h. die Verarbeitung von
nachfolgenden Bildelementen findet (in der x-Richtung), wie
in Fig. 1 gezeigt, von links nach rechts statt, und die
Bildelementpositionen D , C und B werden nacheinander. während des
Abtastens der nächsten Zeile von Bildelementen verarbeitet,
d.h. nach einer Verschiebung um eine Zeile in der y-Richtung.
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Das Bezugszeichen 105 kennzeichnet einen Addierer, der den
Eingangssignalpegel Ixy durch Hinzuaddieren eines Fehlers Sxy
(dessen Wert durch eine Kombination aufaddierter Fehlerwerte
gemäß nachfolgender Beschriebung bestimmt wird) aufaddiert,
um einen korrigierten Eingangspegel I'xy für das betrachtete
Bildelement zu erzeugen, d.h. I'xy = Ixy + Sxy. Das
Bezugszeichen 107 kennzeichnet einen Anschluß, an den ein
Schwellwert angelegt wird, der bei diesem Ausführungsbeispiel R/2
beträgt, und das Bezugszeichen 108 kennzeichnet ein Gerät wie
beispielsweise einen Vergleicher zum Durchführen einer
Zweipegelumwandlung des Eingabepegels I'xy durch Vergleichen des
Pegels I'xy mit dem konstanten Schwellwert R/2, um als
Ausgangssignal einen Zweipegelwert Pxy mit dem R-Pegel zu
erzeugen, wenn I'xy > R/2 ist, und anderenfalls ein Pxy mit
0-Pegel zu erzeugen. Das Bezugszeichen 109 kennzeichnet einen
Subtrahierer zum Berechnen einer Differenz zwischen dem
korrigierten Eingabepegel I'xy und dem Ausgangszweipegelwert
Pxy, um dadurch einen Zweipegelumwandlungsfehler Exy (d.h.
Exy = I'xy - Pxy) für das betrachtete Bildelement abzuleiten.
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Die vorstehend beschriebenen Komponenten und ihre
Funktionsweise sind auf Grundlage des das vorstehend beschriebene
Fehlerverteilungsverfahren betreffenden veröffentlichten
Materials vorstellbar. Die neuen Merkmale dieser Vorrichtung liegen
in einem Fehlerzuteilungswert-Berechnungsteil 110, einem
Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteil 111, einem
Fehlerfortschreibeteil 112, einem Restfehler-Berechnungsteil 113 und einem
Zuteilungswert-Berechnungsteil 114, die nachfolgend im
einzelnen beschrieben werden.
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In dem Zuteilungsfaktor-Berechnungsteil 111 wird vorab eine
Gruppe von Zuteilungsfaktoren KA bis KA gespeichert, die dem
Fehlerzuteilungswert-Berechnungsteil 110 zugeführt wird zum
Aufteilen des Zweipegelfehlers Exy des betrachteten
Bildelements unter den Bildelementpositionen A bis D des peripheren
Bildelementbereichs 102.
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Der Fehlerzuteilungswert-Berechnungsteil 110 arbeitet
synchron mit einem Synchronsignal, das mit den
Verarbeitungsintervallen aufeinanderfolgender Bildelemente synchronisiert
ist, und verwendet den Zweipegelfehler Exy des betrachteten
Bildelements (erzeugt durch den Differenzberechnungsteil 109)
und die Zuteilungsfaktoren KA bis KD zum Ableiten einer
Gruppe von Fehlerzuteilungswerten GA bis GD für die
Bildelementpositionen A, B, C und D innerhalb des peripheren
Bildelementbereichs 102 unter Verwendung nachfolgender Gleichungen
(1).
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Der Fehlerzuteilungswert-Berechnungsteil 110 führt diese
Fehlerzuteilungswerte GA bis GB dem Fehlerfortschreibeteil 112
und dem Restfehler-Berechnungsteil 113 zu.
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Der Restfehler-Berechnungsteil 113 dient zum Herleiten, unter
Verwendung nachstehender Gleichung (2), eines Restfehlers JB,
der der Differenz zwischen dem Zweipegelfehler Exy und der
Gesamtsumme der Fehlerzuteilungswerte GA bis GD entspricht.
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Darüber hinaus wird der Restfehler Jxy mit jedem der Faktoren
AA bis AD, wie in nachstehender Gleichung (5) dargestellt,
multipliziert, um entsprechende Restzuteilungswerte RZA bis
RZD abzuleiten.
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Die auf diese Weise erhaltenen Restzuteilungswerte RZA bis
RZD werden zu dem Zuteilungswert-Berechnungsteil 114
(nachfolgend beschrieben) ausgegeben, der zum Addieren der
Fehlerzuteilungswerte GA bis GD des
Fehlerzuteilungswert-Berechnungsteils 110 zu den entsprechenden Restzuteilungswerten
RZA bis RZD und zum Ausgeben der Ergebnisse als entsprechende
Zuteilungswerte HA bis HD an den Fehlerfortschreibeteil 112
dient. Der Fehlerfortschreibeteil 112 arbeitet synchron mit
dem vorgenannten Synchronsignal und empfängt die
Zuteilungswerte HA bis HD des Zuteilungswert-Berechnungsteils 114,
liest eine Gruppe von aufaddierten Fehlern SA', SB', SC',
SD', die während-zuvor durchgeführten
Bildelement-Verarbeitungsoperationen an Positionen, die den Bildelementen der
Positionen A, B, C und D in dem peripheren Bildelementbereich
102 des Fehlerspeicherteil 101 entsprechen, abgeleitet und in
dem Speichergerät 101 gespeichert wurden, und leitet neue
Werte der aufaddierten Fehler SA bis SD unter Verwendung der
nachstehenden Gleichungen (4) ab.
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Zusätzlich führt der Fehlerfortschreibeteil 112 eine
Fehlerfortschreibe-Verarbeitung durch, indem die neuen Werte der
aufaddierten Fehler SA bis SD in den Bildelementpositionen A
bis D entsprechenden Positionen des Fehlerspeicherteil 101
eingeschrieben werden.
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Fig. 2(a) zeigt spezielle Konfigurationen des
Fehlerzuteilungswert-Berechnungsteils 110, des
Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteils 111, des Fehlerfortschreibeteils 112, des
Restfehler-Berechnungsteils
113 und des
Zuteilungswert-Berechnungsteils 114 gemäß Fig. 16
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Gemäß Fig. 2(a) enthält der Zuteilungsfaktor-Berechnungsteil
111 einen Speicherteil 201, in dem zuvor (vor dem Beginn der
Bildverarbeitung) eine Gruppe von Zuteilungsfaktoren KA bis
KD gespeichert wurden. Der Speicherteil 201 kann
beispielsweise aus einem ROM (Nur-Lese-Speicher) bestehen, in den die
Zuteilungswerte KA bis KD zuvor eingeschrieben wurden.
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Der Fehlerzuteilungswert-Berechnungsteil 110 enthält eine
Gruppe von Multiplizierern 202a bis 202d zum Ableiten der
entsprechenden Produkte zwischen dem Zweipegelfehler Exy und
jedem der Zuteilungsfaktoren KA bis KD als die
Fehlerzuteilungswerte GA bis GD. Diese Fehlerzuteilungswerte werden dem
Zuteilungswert-Berechnungsteil 114 und dem
Restfehler-Berechnungsteil 113 zugeführt.
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Der Restfehler-Berechnungsteil 113 berechnet einen Wert eines
Restfehlers Jxy, der der Differenz (durch einen Subtrahierer
204 gebildet) zwischen dem Zweipegelfehler Exy und der
Gesamtsumme der Fehlerzuteilungswerte GA bis GD des
Fehlerzuteilungswert-Berechnungsteils 110 (diese Summe wird durch die
Addierer 203a bis 203c gebildet) entspricht. Der Restfehler
Jxy wird einem Restzuteilungswert-Berechnungsteil 205
zugeführt, der einen Speicher mit einer darin gespeicherten
Tabelle von Werten enthält, die die Gruppe von Restfaktoren AA
bis AD gemäß vorgenannter Gleichung (3) enthält, und
Multiplizierer zum Multiplizieren des Restfehlers Jxy mit jedem
der von der Wertetabelle erhaltenen Restfaktoren. Der
Restzuteilungswert-Erzeugungsteil 205 erzeugt dadurch eine Gruppe
von Restzuteilungswerten RZA bis RZD entsprechend dem
Restfehler Jxy, die durch den Zuteilungswert-Berechnungsteil 114
zum Aufteilen des Restfehlers Jxy unter den entsprechenden
peripheren Bildelementpositionen A bis D verwendet wird.
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Der Zuteilungswert-Berechnungsteil 114 addiert die
Fehlerzuteilungswerte GA bis GD des
Fehlerzuteilungswert-Berechnungsteils 110 zu den entsprechenden Restzuteilungswerten RZA bis
RZD
in einer Gruppe von Addierern 206a bis 206d und erzeugt
dadurch entsprechende Zuteilungswerte HA bis HD als
Ausgangswerte, die dem Fehlerfortschreibeteil 112 zugeführt werden.
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Der Fehlerfortschreibeteil 112 arbeitet synchron mit einem
synchronsignal 215, das an einen Synchroneingangsanschluß 107
angelegt wird und das vorstehend beschriebene Synchronsignal
bildet, das mit aufeinanderfolgenden
Bildelement-Verarbeitungsintervallen synchronisiert ist. Der
Fehlerfortschreibeteil 112 dient zum Addieren (in einen Addierer 208a) des
Zuteilungswerts HA zu dem, der Bildelementposition A
entsprechenden, aufaddierten Fehler SA', der in einer zuvor
ausgeführten Bildelement-Verarbeitungsoperation abgeleitet wurde
und in dem Fehlerspeicherteil 101 gespeichert ist, und
speichert das Additionsergebnis zeitweise in einem internen
Register 209a (RA), um bei der nächsten
Bildelement-Verarbeitungsoperation als aufaddierter Fehler Sxy verwendet zu
werden (d.h. die Operation, bei der das Bildelement der Position
A im Bereich 102 betrachtet und verarbeitet wird). Der
Zuteilungswert HB, der in dem aktuellen
Bildelement-Verarbeitungsschritt erzeugt wird, wird während der Verarbeitung des
betrachteten Bildelements zeitweise in einem internen
Register 209b (RB) als aufaddierter Fehler SB der
Bildelementposition B gespeichert (d.h. um in dem nachfolgenden
Bildelement-Verarbeitungsintervall ausgelesen zu werden). Der
Zuteilungswert HC wird (in einem Addierer 208b) zu den Daten
SB' addiert, die während der vorangehenden
Bildelement-Verarbeitungsoperation in dem internen Regi£ter 209b zeitweise
gespeichert wurden, und das Ergebnis wird in einem internen
Register 209c (RC) als der aufaddierte Fehler SC für die
Bildelementposition C gespeichert. Der Zuteilungswert HD wird zu
den Daten SC' addiert, die während der Verarbeitung des
vorangehenden Bildelements in einem internen Register 209c (RC)
zeitweise gespeichert wurden, und das Ergebnis wird in einer
Speichereinheit des Fehlerspeicherteils 101 an einer der
Bildelementposition D entsprechenden Position als der
aufaddierte Fehler SD für diese Bildelementposition gespeichert.
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Aus der vorstehend beschriebenen Konfiguration des
Fehlerfortschreibeteils 112 ist erkennbar, daß der einzige Zugriff
auf die Speichereinheit in dem Speicherteil 101 aus einem der
Bildelementposition A entsprechenden Auslesezugriff und einem
der Bildelementposition D entsprechenden Einschreibezugriff
besteht. Jedes der internen Register 209a usw. kann
beispielsweise als einfache Zwischenspeicherschaltung aufgebaut
sein. Somit kann der Speicherteil 101 auf einfache Weise
realisiert werden.
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Fig. 2(b) zeigt eine weitere spezifische Konfiguration des
Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteils 111, des
Fehlerzuteilungswert-Berechnüngsteils 110, des Restfehler-Berechnungsteils
113 und des Speicherteils 205, die eingesetzt werden können,
wenn die nachfolgenden Werte für die Zuteilungsfaktoren
angewendet werden, die den Zweipegelfehler Exy unter der Gruppe
unverarbeiteter Bildelemente aufteilen, die in der Peripherie
des betrachteten Bildelements angeordnet sind:
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In der vorstehenden Gleichung kennzeichnen i und j
entsprechende Koordinaten entlang der horizontalen und vertikalen
Richtung, wobei die Gruppe von Positionen im Bereich 102 und
die betrachtete Bildelementposition als eine Matrixanordnung
betrachtet wird. In Fig. 2(b) sind die einzigen Blöcke, die
sich gegenüber den in Fig. 2(a) gezeigten unterscheiden, der
Restfehler-Berechnungsteil 113 und der Fehlerfortschreibeteil
112, die nachfolgend beschrieben werden, während der
Zuteilungswert-Berechnungsteil 114 der in Fig. 2(a) gezeigten
Anordnung entfallen ist.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2(b) ist der
Zweipegelfehler Exy ein digitaler Wert, der aus mehr als drei Bit
besteht. Der Restfehler-Berechnungsteil 113 enthält einen
Zeilenwähler 210, der die drei niedrigstwertigen Bits der Exy
darstellenden Daten extrahiert und diese Bits als
Restzuteilungswerte RVA, RVC und RVD wieder zuteilt.
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Der Fehlerfortschreibeteil 112 entspricht im wesentlichen dem
in Fig. 2(a) gezeigten, wobei jedoch die Addierer 208a, 208b
und 208c, die die neu aufaddierten Fehler SA bis SD
berechnen, sich darin unterscheiden, daß ein
"Übertrag"-Eingabeanschluß (als C gekennzeichnet) eines jeden der Addierer
verwendet wird. Die neu aufaddierten Fehler SA bis SD werden
durch Addieren der Fehlerzuteilungswerte GA bis GD zu
entsprechenden der aufaddierten Fehler SA', SC' und SD'
erhalten, die während vorangehender
Bildelement-Verarbeitungsoperationen abgeleitet wurden, und zu den entsprechenden
Restzuteilungswerten RVA, RVC und RVD des
Restfehler-Berechnungsteils 113. Jeder der Restzuteilungswerte RVA, RVC und RVD
besteht aus einem einzelnen Datenbit, wobei diese in
entsprechender Weise an die "Übertrag-Engabeanschlüße" C der
Addierer 208a, 208b und 208c angelegt werden. Dies ermöglicht ein
Weglassen des in Fig. 2(a) gezeigten
Zuteilungswert-Berechnungsteils 114.
-
Auf diese Weise kann eine praktische Schaltung durch
Verwendung der in Gleichung (6) festgelegten Zuteilungsfaktorwerte
realisiert werden, wobei die Berechnungsoperationen
und - schaltungen im Vergleich zu dem in Fig. 2(a) gezeigten System
wesentlich vereinfacht werden können.
-
Mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird ein
Zweipegelfehler eines betrachteten Bildelements als
Fehlerzuteilungswerte unter einer Gruppe von Bildelementen aufgeteilt,
die sich peripher neben dem betrachteten Bildelement
befinden, wobei ein Restfehler (der, der Differenz zwischen dem
Zweipegelfehler und der Gesamtsumme der Fehlerzuteilungswerte
entspricht) abgeleitet und als eine Gruppe von
Restzuteilungswerten wieder zugeteilt wird. Als Resultat kann ein
Problem, das auftritt, wenn eine digitale
Rechenverarbeitungsschaltung zur praktischen Anwendung des
Fehlerverteilungsverfahrens verwendet wird, im wesentlichen vermieden werden,
d.h. das Problem der Verschlechterung der kontinuierlichen
Tonwiedergabecharakteristik bei einem eine geringe Bilddichte
oder eine hohe Bilddichte darstellenden Eingabesignalpegel.
-
Fig. 3 zeigt ein allgemeines Blockschaltbild einer zweiten
Bildsignal-Verarbeitungsvorrichtung. Das wesentliche Merkmal
dieser Vorrichtung besteht entsprechend der ersten
Vorrichtung in der Elimination der Wirkung eines aus der digitalen
Berechnung der Fehlerzuteilungswerte, durch die der
Zweipegelfehler Exy eines betrachteten Bildelements unter einer
Gruppe von peripher benachbarten Bildelementpositionen
aufgeteilt wird, resultierenden Fehlers, d.h. eines Restfehlers,
aufgrund dessen die Gesamtsumme dieser Fehlerzuteilungswerte
nicht gleich dem Wert des Zweipegelfehlers ist. In Fig. 3
entspricht jeder der Blöcke 101 bis 111 im wesentlichen den
entsprechend numerierten, vorstehend beschriebenen Blöcken in
Fig. 1, so daß eine weitere Beschreibung dieser weggelassen
wird. Die Merkmale des zweiten Ausführungsbeispiels, die sich
von denen des ersten Ausführungsbeispiels unterscheiden
liegen in einem Fehlerfortschreibeteil 112 und einem Restfehler-
Berechnungsteil 113, die nachfolgend beschrieben werden.
-
Der Restfehler-Berechnungsteil 113 dient zur Ableitung des
Restfehlers JB unter Verwendung nachstehender Gleichung (6),
der der Differenz zwischen der Gesamtsumme der
Fehlerzuteilungswerte GA bis GD und dem Zweipegelfehler Exy entspricht.
-
Der Restfehler JB wird dem Fehlerfortschreibeteil 112
zugeführt. Der Fehlerfortschreibeteil 112 arbeitet synchron mit
einem Synchronsignal (das mit aufeinanderfolgenden
Bildelement-Verarbeitungsoperationen synchronisiert ist, wie im
ersten Ausführungsbeispiel beschrieben), um die
Fehlerzuteilungswerte GA bis GD des
Fehlerzuteilungswert-Berechnungsteils 110 und den Restfehler JB des
Restfehler-Berechnungsteils 113 zu empfangen und aufaddierte Fehler SA', SC', SD'
auszulesen, die in zuvor durchgeführten
Bildelement-Verarbeitungsoperationen
erhalten und in einer Speichereinheit an den
Bildelementpositionen A, C, D in dem Fehlerspeicherteil 101
entsprechenden Stellen gespeichert wurden, und unter
Verwendung nachstehender Gleichung (7) neue Werte der aufaddierten
Fehler SA bis SD ableitet.
-
Darüber hinaus führt der Fehlerfortschreibeteil 112 eine
Fortschreibeverarbeitung durch, indem die neu aufaddierten
Fehler SA bis SD in den Fehlerspeicherteil 101 an den
Bildelementpositionen A bis D entsprechenden Stellen
eingeschrieben werden.
-
Bei der vorstehenden Beschreibung wird der Restfehler JB
unter Verwendung der Gleichungen (7) auf Grundlage einer
Bildelementposition B innerhalb des peripheren Bildelementbereichs
102 erhalten. Es ist jedoch in gleicher Weise möglich, jede
der anderen Bildelementpositionen A, B, C und D innerhalb des
Bereichs für diesen Zweck zu verwenden. Nachfolgend wird
angenommen, das in den Gleichungen (7) die Bildelementposition
B verwendet wird.
-
Es ist ebenfalls zu beachten, daß es in gleicher Weise
möglich wäre, den Restfehler JB zeitweise in einem internen
Register zu speichern und diesen Restfehler zum Zeitpunkt der
Verarbeitung des nächsten Bildelements auszulesen und zu dem
Fehlerzuteilungswert für jeden der Bildelementpositionen A',
B', C' oder D' hinzuzuaddieren.
-
Fig. 4(a) zeigt eine spezifische Konfiguration des
Fehlerzuteilungswert-Berechnungsteils 110, des
Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteils 111, des Fehlerfortschreibeteils 112 und des
Restfehler-Berechnungsteils 113. Bei diesem Aufbau wird der
Restfehler JB zeitweise in einem internen Register
gespeichert,
um bei der Berechnung eines Werts eines aufaddierten
Fehlers für die periphere Bildelementposition B verwendet zu
werden, wie nachfolgend beschrieben wird.
-
Der Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteil 111 enthält einen
Speicherteil 201, in dem zuvor (d.h. vor dem Beginn der
Bildverarbeitung) eine Gruppe von Zuteilungsfaktoren KA bis KD
gespeichert wurden. Der Speicherteil 201 kann beispielsweise
aus einem ROM (Nur-Lese-Speicher) bestehen.
-
Der Fehlerzuteilungswert-Berechnungsteil 110 leitet die
entsprechenden Produkte zwischen dem Zweipegelfehler Exy und
jedem der Zuteilungsfaktoren KA bis KD (durch eine Gruppe von
Multiplizierern 201a bis 201d) als Fehlerzuteilungswerte GA
bis GD ab, und gibt diese Fehlerzuteilungswerte an den
Fehlerfortschreibeteil 112 und den Restfehler-Berechnungsteil
113 aus.
-
Der Restfehler-Berechnungsteil 113 berechnet den Restfehler
JB, der der Differenz (berechnet durch einen Subtrahierer
204) zwischen dem Zweipegelfehler Exy und der Gesamtsumme der
Fehlerzuteilungswerte GA bis GD des
Fehlerzuteilungswert-Berechnungsteils 110 (berechnet durch eine Gruppe von Addierern
203a bis 203c) entspricht, und speichert das Ergebnis
zeitweise in einem internen Register 401 (RJ) bis zu der
nachfol-JB', der zum Zeitpunkt der Verarbeitung des vorangehenden
Bildelements abgeleitet und in dem internen Register 401
gespeichert wurde, wird zu diesem Zeitpunkt an den
Fehlerfortschreibeteil 112 ausgegeben.
-
Der Fehlerfortschreibeteil 112 arbeitet synchron mit einem
Synchronsignal 214, das an einen Synchroneingangsanschluß 207
angelegt ist und das mit nachfolgenden
Bildelement-Verarbeitungsoperationen synchronisiert ist, und addiert (durch einen
Addierer 402a) den Fehlerzuteilungswert GA zu dem
aufaddierten Fehler SA der Bildelementposition A, der von dem
Fehlerspeicherteil 101 ausgelesen wurde, und speichert das Ergebnis
zeitweise in einem internen Register 403a (RA), um während
der Verarbeitung des nachfolgenden Bildelements als der
aufaddierte Fehler Sxy verwendet zu werden. Darüber hinaus wird
der aufaddierte Fehler der Bildelementposition B zu dem
Restfehler JB' (durch einen Addierer 402b) addiert, der während
der Verarbeitung des vorangehenden Bildelements zeitweise in
dem Restfehler-Berechnungsteil 113 gespeichert wurde, und
speichert das Ergebnis als einen aufaddierten Fehler SB in
dem internen Register 403b (RB). Der Fehlerzuteilungswert GC
wird (durch einen Addierer 402c) zu den Daten addiert, die in
gleicher Weise in dem internen Register 403b (RB) gespeichert
wurden, und das Ergebnis wird zeitweise in dem internen
Register 403c (RC) als der aufaddierte Fehler SC für die
Bildelementposition C gespeichert. Der Fehlerzuteilungswert GD wird
(durch einen Addierer 402d) zu den Daten addiert, die
zeitweise in dem internen Register 403c (RC) gespeichert wurden,
und das Ergebnis wird an einer Position in einer
Speichereinheit des Fehlerspeicherteils 101, die der Bildelementposition
D entspricht, als der aufaddierte Fehler SD für die
Bildelementposition D gespeichert.
-
Somit liegt, wie bei der ersten Vorrichtung, der einzige
Zugriff auf die Speichereinheit des Speicherteils 101 in einem
der Bildelementposition A entsprechenden Auslesezugriff und
einem der Bildelementposition D entsprechenden
Einschreibezugriff, so daß eine praktische Vorrichtung leicht aufgebaut
werden kann.
-
Fig. 4(b) zeigt eine spezifische Konfiguration des
Restfehler-Berechnungsteil 113 für den Fall, daß die
Zuteilungsfaktoren Kij zum Aufteilen des Zweipegelfehlers Exy unter den
Bildelementen, die sich peripher neben dem betrachteten
Bildelement befinden, in nachfolgender Weise bestimmt wird:
-
Gemäß Fig. 4(b) besteht ein Zweipegelfehler Exy' aus den drei
niedrigstwertigen Bits des Zweipegelfehlers Exy, und wird in
einen Dekodierer 411 eingegeben, der dadurch als Ausgangswert
den Restfehler JB als 2-Bit-Datenwert erzeugt. Die
Verhältnisse zwischen den Werten von Exy' und JB, die durch diesen
Dekoder 411 realisiert werden, sind in der nachfolgenden
Tabelle dargestellt.
-
Der Restfehler JB wird zeitweise in einem Register 412
gespeichert und während der Verarbeitung des nächsten
Bildelements als der Restfehler JB' ausgelesen. Auf diese Weise kann
durch Verwendung einer Gruppe von gemäß Gleichung (8)
spezifizierten Zuteilungsfaktoren eine praktische
Schaltungskonfiguration ohne das Erfordernis komplexer Berechnungen
realisiert werden.
-
Wie vorstehend beschrieben, wird bei der zweiten Vorrichtung
ein Zweipegelfehler eines betrachteten Bildelements als
Fehlerzuteilungswerte unter einer Gruppe von Bildelementen
aufgeteilt, die sich in peripherer Nachbarschaft zu dem
betrachteten Bildelement befinden, wobei die Differenz zwischen dem
Zweipegelfehler und der Gesamtsumme der Fehlerzuteilungswerte
während jeder Bildelement-Verarbeitungsoperation abgeleitet
und zur Korrektur zum Zwecke der Kompensation dieses Fehlers
während einer nachfolgenden
Bildelement-Verarbeitungsoperation verwendet wird. Als Resultat kann das Problem, das sich
bei einer Verarbeitungsschaltung mit einer digitalen
Rechenverarbeitungsschaltung
bei der praktischen Realisation des
Fehlerverteilungsverfahrens ergibt, d.h. das Problem das sich
hinsichtlich der kontinuierlichen Tonwiedergabecharakteristik
der geringe Bilddichtewerte oder hohe Bilddichtewerte
darstellenden Eingabesignalpegel aufgrund der Fehlereffekte
ergibt, im wesentlichen vermieden werden.
-
Fig. 5 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild einer dritten
Bildsignal-Verarbeitungsvorrichtung. In Fig. 5 kennzeichnen
die Bezugszeichen 101 bis 109 Blöcke, die den in der
Vorrichtung gemäß Fig. 1 entsprechend numerierten Blöcken gleichen,
so daß auf einen weitere Beschreibung dieser Blöcke
verzichtet wird. Die Schaltung gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von
der in Fig. 1 gezeigten hinsichtlich der entsprechenden
Konfiguration des Zuteilungswert-Berechnungsteils 114, des
Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteils 111, des
Fehlerfortschreibeteils 112 und des Zweipegelfehler-Zuteilungsteils, die
nachfolgend im einzelnen beschrieben werden.
-
Der Zweipegelfehler Exy wird als ein digitaler Wert, der aus
mehr als n Bits zusammengesetzt ist erhalten, wobei n eine
ganzzahlige Konstante ist. Der Zweipegelfehler-Zuteilungsteil
115 dient zum extrahieren der n niederwertigsten Bits von Exy
und zum Ausgeben dieser n Bits als ein Zweipegelfehler Exy1
an den Fehlerfortschreibeteil 112 und setzt auch jedes der n
niederwertigsten Bits des Zweipegelfehlers Exy auf null und
gibt den resultierenden umgewandelten Wert von Exy als ein
Zweipegelfehler Exyu an den Zuteilungswert-Berechnungsteil
114 aus.
-
In dem Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteil 111 wurde zuvor eine
Gruppe von Zuteilungsfaktoren für eine Gruppe von
unverarbeiteten Bildelementen, die in der Peripherie des betrachteten
Bildelements angeordnet sind, gespeichert, und diese
Zuteilungsfaktoren KA bis KD werden an den
Zuteilungswert-Berechnungsteil 114 ausgegeben, um den Zweipegelfehler Exyu unter
diesen Bildelementen A bis D innerhalb des peripheren
Bildelementbereichs 102 aufzuteilen.
-
Der Zuteilungswert-Berechnungsteil 114 arbeitet synchron mit
einem Synchronsignal, das mit nachfolgenden
Bildelement-Verarbeitungsintervallen synchronisiert ist, und verwendet den
Zweipegelfehler Exyu des betrachteten Bildelements (erzeugt
durch den Bitzuteilungsteil 109) und die Zuteilungsfaktoren
KA bis KD zum Ableiten einer Gruppe von
Fehlerzuteilungswerten GA bis GD für die Bildelementpositionen A, B, C und D
innerhalb des peripheren Bildelementbereichs 102 des
Fehlerspeicherteils 101, wobei nachfolgende Gleichungen (9)
verwendet werden.
-
Der Zuteilungswert-Berechnungsteil 114 erzeugt dadurch die
Fehlerzuteilungswerte GA bis GD als Ausgangswerte und führt
diese dem Fehlerfortschreibeteil 112 zu.
-
Der Fehlerfortschreibeteil 112 arbeitet synchron mit dem
vorgenannten Synchronsignal und dient zur Ableitung neuer Werte
von entsprechenden aufaddierten Fehlern SA bis SD, die den
Bildelementpositionen A, B, C, D innerhalb des peripheren
Bildelementbereichs 102 des Fehlerspeicherteils 101
entsprechen, auf Grundlage der Fehlerzuteilungswerte GA bis GD, der
aufaddierten Fehlerwerte SA', SC', und SD', die in zuvor
durchgeführten Verarbeitungsoperationen abgeleitet und
gespeichert wurden, und des durch den
Zweipegelfehler-Zuteilungsteil 114 erzeugten Zweipegelfehlers Exy1, unter Verwendung
nachfolgender Gleichungen (10):
-
Bei dieser Vorrichtung wird der Zweipegelfehler Exy1 zu dem
Fehlerzuteilungswert der Bildelementposition B des peripheren
102 addiert. Es ist jedoch genauso möglich, Exy1 zu jedem der
Fehlerzuteilungswerte der entsprechenden
Bildelementpositionen A, B, C oder D zu addieren. Nachfolgend wird angenommen
das die Bildelementposition B verwendet wird.
-
Fig. 6 zeigt eine spezifische Konfiguration des
Zuteilungswert-Berechnungsteils 114, des
Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteils 111, des Fehlerfortschreibeteils 112 und des
Zweipegelfehler-Zuteilungsteils 115. Wie nachfolgend beschrieben, wird
der Zweipegelfehler Exy1 für die Bildelementposition B
angewendet.
-
Der Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteil 111 enthält einen
Speicherteil 201, in dem zuvor (d.h. vor dem Beginn der
Bildverarbeitung) eine Gruppe von Zuteilungsfaktoren KA bis KD
gespeichert wurden. Der Speicherteil 201 kann beispielsweise
aus einem ROM (Nur-Lese-Speicher), in den die
Zuteilungsfaktoren geschrieben wurden, gebildet sein.
-
Der Zweipegelfehler-Zuteilungsteil 115 enthält einen
Bitzuteilungsteil 601, der zum Rücksetzen n niederwertigsten Bits
des Zweipegelfehlers Exy auflogisch "0" dient, wobei der re
sultierende umgewandelten Wert von Exy als der
Zweipegelfehler Exyu an den Fehlerzuteilungswert-Berechnungsteil 114
ausgegeben wird, und einen Bitzuteilungsteil 602, der zum
extrahieren der n niederwertigsten Bits des Zweipegelfehlers Exy
und zum Ausgeben dieser als der Zweipegelfehler Exy1 an dem
Fehlerfortschreibeteil 112 dient.
-
Der Zuteilungswert-Berechnungsteil 114 multipliziert jeden
der Zuteilungsfaktoren KA bis KD in einer Gruppe von
Multiplizierern 603a bis 603c mit dem Zweipegelfehler Exyu, um
dadurch die Fehlerzuteilungswerte GA bis GD abzuleiten, und
gibt diese an dem Fehlerfortschreibeteil 112 aus.
-
Der Fehlerfortschreibeteil 112 arbeitet synchron mit einem
Synchronsignal 214, das an einen Synchroneingabeanschluß 207
angelegt wird und mit aufeinander folgenden
Bildelement-Verarbeitungsintervallen synchronisiert ist, und addiert den
Fehlerzuteilungswert GA zu dem aufaddierten Fehler SA' der
Bildelementposition A, der aus dem Fehlerspeicherteil 101
(diese Addition wird durch einen Addierer 604a durchgeführt)
ausgelesen wird, und speichert das Ergebnis zeitweise in
einem internen Register 605a (RA), um während der Verarbeitung
des nachfolgenden Bildelements als der aufaddierte Fehler Sxy
verwendet zu werden. Der aufaddierte Fehler der
Bildelementposition B wird durch addieren des Zweipegelfehlers Exy1 des
Zweipegelfehler-Berechnungsteil 115 zu dem
Fehlerzuteilungswert GB der Bildelementposition B (durch einen Addierer 604b)
erhalten und durch speichern des Ergebnisses als ein
aufaddierter Fehler SB in dem internen Register 605b (RB) bis zum
nächsten Verarbeitungsintervall. Der Fehlerzuteilungswert GC
wird durch einen Addierer 604c zu den Daten addiert, die zum
Zeitpunkt der Verarbeitung des vorangehenden Bildelements in
dem internen Register 605b (RB) gespeichert wurden, und das
Ergebnis wird in dem internen Register 605c (RC) als der
aufaddierte Fehler SC der Bildelementposition C bis zu dem
nächsten Bearbeitungsintervall gespeichert. Der
Fehlerzuteilungswert GD wird durch einen Addierer 604d zu den Daten
addiert, die in gleicher Weise in dem internen Register 605c
(RC) zeitweise gespeichert wurden, und das Ergebnis wird an
einer der Bildelementposition D entsprechenden Stelle in dem
Fehlerspeicherteil 101 als der aufaddierte Fehler SD für
diese Bildelementposition gespeichert.
-
Aufgrund der vorstehend beschriebenen Konfiguration des
Fehlerfortschreibeteils 112, besteht der einzige Zugriff auf den
Speicher in dem Speicherteil 101 aus einem der
Bildelementposition A entsprechenden Auslesezugriff und der
Bildelementposition B entsprechenden Einschreibezugriff, so das eine
praktische Vorrichtung auf einfache Weise realisiert werden kann.
-
Wie vorstehend beschrieben werden bei der dritten Vorrichtung
die n niederwertigsten Bits des Zweipegelfehlers Exy
extrahiert und zu einer der Bildelementpositionen, die peripher
neben der betrachteten Bildelementposition angeordnet sind,
zugeteilt, während diese n niederwertigsten Bits des
Zweipegelfehlers Exy zusätzlich auflogisch "0" rückgesetzt werden
und der resultierende Wert unter jeder der verbleibenden
peripheren Bildelementpositionen entsprechend den zugehörigen
Zuteilungsfaktoren dieser Positionen aufgeteilt wird. Als
Resultat verhindert diese Vorrichtung in effektiver Weise die
Wirkung eines Fehlers der auf Grund des vernachlässigens der
niederwertigen Bits des Zweipegelfehlers Exy während der
Berechnung der Fehlerzuteilungswerte GA bis GD auftritt. Somit
wird der effektive Gesamtwert der für die Aufteilung des
Zweipegelfehlers Exy des betrachteten Bildelements unter den
peripher benachbarten Bildelementpositionen verwendeten
Fehlerzuteilungswerte identisch zu diesen Zweipegelfehler. Die
Vorrichtung ermöglicht dadurch die Realisation einer
praktischen ganzzahligen Rechenverarbeitungsschaltung zur Umsetzung
des Fehlerverteilungsverfahrens, in dem die Grauwertstufen-
Wiedergabecharaktistik des Fehlerverteilungsverfahrens, in
dem die Grauwertstufen-Wiedergabecharakteristik der
Bildbereiche mit geringer Dichte oder hoher Dichte darstellenden
Bildsignalpegel beachtlich verbessert wird.
-
Fig. 7 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild einer vierten
Bildsignal-Verarbeitungsvorrichtung. In Fig. 7 kennzeichnen
die Bezugszeichen 101 bis 109 Blöcke die mit den entsprechend
numerierten Blöcken der in Fig. 1 gezeigten bekannten
Vorrichtung für das Fehlerverteilungsverfahren übereinstimmen,
so das auf eine Beschreibung dieser Blöcke verzichtet wird.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 7 unterscheidet sich gegenüber der
in Fig. 1 gezeigten hinsichtlich eines Fehlerberechnungsteils
700, eines Fehlerzuteilungs- und -fortschreibeteils 710 und
eines Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteils 720, die nachfolgend
im einzelnen beschrieben werden.
-
Der Fehlerberechnungsteil 700 dient zum Ableiten eines
kompensierten Fehlers HXY unter Verwendung eines Faktors Kt, der
eine Funktion eines Schwellwertpegels TH (der gemäß
nachfolgender Beschreibung erzeugt wird) ist und des
Zweipegelfehlers Exy, der durch den Differenzberechnungsteil 109 erzeugt
wird, unter Verwendung nachstehender Gleichung (11):
-
HXY = Exy x Kt(TH) .... (11)
-
In dem Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteil 720 wurden vor dem
Beginn der Verarbeitung zwei Gruppen von Zuteilungsfaktoren
gespeichert, die einer Gruppe von zu den betrachteten
Bildelement peripher benachbarten Bildelementen entsprechen, und er
arbeitet synchron mit nachfolgenden
Bildelement-Verarbeitungsintervallen, um aus diesen Gruppen von
Zuteilungsfaktoren eine Gruppe von Zuteilungsfaktoren KA bis KD zum
Aufteilen des kompensierten Fehlers HXY unter einer Vielzahl von
Bildelementpositionen A bis D innerhalb des peripheren
Bildelementbereichs 102 auszuwählen, und führt die ausgewählten
Zuteilungsfaktoren dem Fehlerzuteilungs- und
-fortschreibeteil 710 zu.
-
Das Bezugszeichen 718 kennzeichnet einen Schwellwertpegel-
Einstellteil, der den Schwellwertpegel TH erzeugt und der zum
Verändern des Werts TH dient (beispielsweise durch eine
Betätigung einer Bedienperson der Vorrichtung). Eine derartige
Veränderung des an den Zweipegelumwandlungsteil 108
angelegten Schwellwerts führt zu einer entsprechenden Veränderung
der Gesamtdichte (beispielsweise Gesamtdunkelheit oder
-helligkeit) des durch die Verwendung der Zweipegelwerte des
Ausgangsanschlußes 106 erzeugten Zweipegelanzeigebilds. Die
Bedienperson kann dadurch die Gesamtbilddichte in gewünschter
Weise einstellen.
-
Der Fehlerzuteilungs- und -fortschreibeteil 710 empfängt die
Zuteilungsfaktoren KA bis KD und den kompensierten Fehler HXY
des betrachteten Bildelements und teilt diesen Fehler
entsprechend den Zuteilungsfaktoren unter der vorstehend
beschriebenen Gruppe von peripheren Bildelementpositionen des
Bereichs 102 als entsprechende Fehlerzuteilungswerte auf. Der
Fehlerzuteilungs- und -fortschreibeteil 710 liest auch die
aufaddierten Fehler sa', sc' und sd' aus (die bei der für das
vorangehende Bildelement durchgeführten
Verarbeitungsoperation erhalten wurden), die den Bildelementpositionen A, C und B
in den Bereich 102 entsprechen, und leitet unter Verwendung
der nachfolgenden Gleichung (12) neue Werte der aufaddierten
Fehler SA bis SD ab:
-
Danach wird eine Fortschreibeverarbeitung durch den
Fehlerzuteile- und -fortschreibeteil 710 durchgeführt, wobei die
neuen Werte der aufaddierten Fehler SA bis SD in den
Fehlerspeicherteil 101 an den Bildelementpositionen A bis D
entsprechenden Stellen eingeschrieben werden.
-
In gleicher Weise wäre es möglich, den kompensierten Fehler
HXY aus der nachfolgenden Gleichung (13) abzuleiten:
-
HXY = Exy + (TH - R/2) .... (13)
-
In der vorgenannten Gleichung kennzeichnet R den Maximalwert
des Dichtepegels des Zweipegelausgangssignals, d.h. von Pxy.
-
Fig. 8 zeigt eine spezifische Konfiguration des
Fehlerberechnungsteils 700, des Fehlerzuteilungs- und -fortschreibeteils
710 und des Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteil 720. In Fig. 8
wird angenommen, das der Fehlerberechnungsteil 700 zum
ableiten des kompensierten Fehlers HXY unter Verwendung der
vorgenannten Gleichung (13) dient. Der Fehlerberechnungsteil 700
führt diese Berechnung unter Verwendung des Zweipegelfehlers
Exy und der Differenz zwischen dem Dichtepegel R/2 (der an
einen Dichtepegel-Eingangsanschluß 213 angelegt wird) und dem
Schwellwertpegel TH durch und gibt den somit berechneten Wert
von HXY an den Fehlerzuteilungs- und -fortschreibeteil 710
aus.
-
Der Zuteilungswert-Berechnungsteil 720 enthält einen Speicher
1 (721) und einen Speicher 2 (722), in denen vor dem Beginn
der Bildverarbeitung zwei Gruppen von Zuteilungsfaktoren K1A
bis K1D und K2A bis K2D gespeichert wurden.
Zuteilungsfaktoren werden aus den Inhalten der Speicher 721 und 722 durch
eine Gruppe von vier Wählern 724 bis 727 ausgewählt, um als
die Gruppe von Zuteilungsfaktoren KA bis KD erzeugt zu
werden, wobei die somit durchgeführte Auswahl durch ein von
einem Auswahlsignalgenerator 723 angelegten Auswahlsignal 723a
bestimmt wird. Der Auswahlsignalgenerator 723 ist so
aufgebaut, das, das Auswahlsignal ein Zufallssignal ist, und kann
beispielsweise als ein Maximallängenzähler realisiert sein.
Jeder der Wähler 724 bis 727 weist zwei Eingabeanschlüsse und
einen Ausgabeanschluß auf, von denen jeder durch das
Auswahlsignal 723a zum zufälligen Auswählen einer Gruppe von
Zuteilungsfaktoren KA bis KD aus den zwei Gruppen von
Zuteilungsfaktoren K1A bis K1D und K2A bis K2D in dem ersten
und zweiten Speicher 721 und 204 gesteuert ist.
-
Der Zuteilungswert-Berechnungsteil 720 multipliziert jeden
der Zuteilungsfaktoren KA bis KD mit dem von dem
Fehlerberechnungsteil 760 zugeführten, kompensierten Fehler HXY, um
dadurch Fehlerzuteilungswerte 711a bis 714a zu erzeugen. Der
Fehlerzuteilungswert 711a wird danach zu dem aufaddierten
Fehler SA' addiert, der der Bildelementposition A entspricht
(wobei der aufaddierte Fehler SA' aus einer der Position A
des peripheren Bereichs 102 entsprechenden Stelle des
Fehlerspeicherteils 101 ausgelesen wird) und das Ergebnis wird in
einem internen Register 716a (RA) zeitweise gespeichert, um
als der aufaddierte Fehler Sxy des in dem nachfolgenden
Verarbeitungsschritt zu verarbeitenden nächsten Bildelement
verwendet zu werden. Danach wird der Fehlerzuteilungswert 712a
(ohne verändert zu werden) zeitweise als der aufaddierte
Fehler (SB) für die Bildelementposition B in einem internen
Register 716b (RB) gespeichert, da der akkumulierte Fehler für
das Bildelement B während der Verarbeitung des betrachteten
Bildelements zuerst erzeugt wird. Der Fehlerzuteilungswert
713a und die Daten, die während der unmittelbar
vorhergehenden Bildelement-Verarbeitungsoperation abgeleitet und in dem
internen Register 716b (RB) zeitweise gespeichert wurden,
werden zueinander addiert und das Additionsergebnis wird
danach zeitweise in dem internen Register 716c (RC) als der
aufaddierte Fehlerwert (SC) für die Bildelementposition C
gespeichert. Der Fehlerzuteilungswert 217 wird zu den Daten
addiert, die während der unmittelbar vorhergehenden
Bildelement-Verarbeitungsoperation abgeleitet und in dem internen
Register 716c (RC) zeitweise gespeichert wurden, und das
Additionsergebnis wird als der aufaddierte Fehler (SD) für die
Bildelementposition D in einer der Bildelementposition D
entsprechenden Speicherstelle des Fehlerspeicherteil 101
gespeichert.
-
Als Resultat dieser Arbeitsweise des Fehlerzuteilungs-
und - fortschreibeteils 710 besteht der einzige für den
Fehlerspeicherteil 101 erforderliche Speicherzugriff aus einem dem
Bildelement A entsprechenden Auslesevorgang und einem dem
Bildelement D entsprechenden Einschreibevorgang. Somit kann
ein praktischer Aufbau dieses Ausführungsbeispiels auf
einfache Weise realisiert werden.
-
Bei der vierten Vorrichtung werden die Verhältnisse, durch
die der Zweipegelfehler des betrachteten Bildelements, wie
vorstehend beschrieben, vor der Zuteilung des
Zweipegelfehlers durch einen Faktor, der eine Funktion des
Schwellwertpegels darstellt, kompensiert. Als Resultat kann eine
Dichteeinstellung des wiedergegebenen Bilds durch Veränderung des
Schwellwertpegels durchgeführt werden, um die
Gesamtbilddichte des durch das Ausgangssignal der Vorrichtung erzeugten
Zweipegelanzeigebilds unter Beibehaltung einer
zufriedenstellenden Fehlerzuteilungsoperation einzustellen.
-
Es ist inhärenter Nachteil der Fehlerzuteilungsverfahren nach
dem Stand der Technik, daß alle in dem Quellenbild
vorhandenen Bereiche mit extrem gleichmäßiger Dichte zu
entsprechenden, ein Texturmuster enthaltenden Bereichen des angezeigten
Zweipegelbilds führen. Nachfolgend wird eine fünfte
Bildsignal-Verarbeitungsvorrichtung beschrieben, bei der ein
solches Texturmuster nahezu vollständig verhindert werden kann.
Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild der wesentlichen
Bestandteile dieser Vorrichtung.
-
Die in Fig. 9 mit 101 bis 109 numerierten Blöcke stimmen mit
den vorstehend beschriebenen entsprechend numerierten Blöcken
in Fig. 1 überein. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich gegenüber dem Beispiel gemäß Fig. 1 hinsichtlich eines
Fehlerzuteilungs- und -fortschreibeteils 900, eines
Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteils 910 und eines Dichtemodulationsteils
928, die nachfolgend im einzelnen beschrieben werden. Der
Dichtemodulationsteil 928 dient zum Modulieren des
Eingangsbildsignals, d.h. des Eingabepegels Ixy, in der Weise, daß
periodisch angeordnete Bereiche modulierter Dichte den
Dichtepegeln des Quellenbilds überlagert werden, um einen
Eingabepegel I'xy zu erzeugen. Jeder dieser modulierten Bereiche
kann beispielsweise, wie in Fig. 10 dargestellt, aus einer
Gruppe von 8 x 8 Bildelementen bestehen. Die Funktion dieser
Modulation der Quellenbilddichtepegel besteht darin, vor der
Zweipegel-Umwandlungsverarbeitung den Bereichen des
Quellenbilds mit extrem gleichmäßiger Dichte Dichteveränderungen
einzuprägen und dadurch die Erzeugung von Texturmustern, die
gemäß vorstehender Beschreibung ein inhärentes Merkmal der
Fehlerverteilungsverfahren gemäß dem Stand der Technik
darstellen, in dem resultierenden angezeigten Zweipegelbild zu
verhindern. Die Modulation innerhalb jeder dieser Bereiche
erfolgt jedoch sowohl in positiver als auch in negativer
Richtung, d.h. Dichte wird den entsprechenden Bildelementen
innerhalb jeder Region hinzugefügt und abgezogen, wobei diese
Dichteaddition und -subtraktion in der Weise durchgeführt
wird, daß die resultierende Dichtegesamtänderung innerhalb
eines jeden Bereichs null ist. Somit ergibt sich aufgrund der
Tatsache, daß jeder der modulierten Bereiche im Vergleich zu
der Gesamtanzeigebildfläche eine extrem kleine Größe
aufweist, kein optisch erkennbarer Einfluß auf das unter
Verwendung des Ausgabezweipegelsignals der Vorrichtung erzeugte
Anzeigebild.
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Fig. 10 zeigt eine Anordnung solcher Modulationsbereiche für
den Fall, daß jeder Bereich aus einer rechteckigen Gruppe von
8 x 8 Bildpunkten besteht. Das Bezugszeichen 940 kennzeichnet
die Gruppe von Bildelementen des Quellenbilds (es ist
lediglich ein Teil dieser dargestellt), das Bezugszeichen 941
einen
ersten Modulationsbereich, das Bezugszeichen 951 einen
unmittelbar unterhalb des Bereichs 941 angeordneten
Modulationsbereich und das Bezugszeichen 961 einen unmittelbar rechts
neben dem Bereich 941 angeordneten Modulationsbereich. Wie
dargestellt, besteht jeder Modulationsbereich aus einer
rechteckförmigen Gruppe von Bildelementen, die entsprechend
von Ix0,y0 bis Ix7,y7 numeriert sind (d.h. durch die Position
innerhalb jedes Modulationsbereichs definierende
Koordinaten). Das Bezugszeichen 942 kennzeichnet das erste
Bildelement Ix0,y0 des Modulationsbereichs 941, das Bezugszeichen
943 kennzeichnet das Bildelement Ix0,y0 des Bereichs 951 und
das Bezugszeichen 944 kennzeichnet das Bildelement Ix0,y0 des
Modulationsbereichs 961.
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Fig. 11 zeigt ein Beispiel eines Aufbaus des
Dichtemodulationsteils 920, bei dem eine Adreßsignal-Erzeugungsschaltung
962 zum Empfangen eines x-Richtungs-Synchronsignals (d.h.
eines Signals, das mit aufeinanderfolgenden
Bildelement-Verarbeitungsintervallen entlang der x-Richtung synchronisiert
ist) und eines y-Richtungs-Synchronsignals (d.h. eines
Signals, das mit der Auswahl von aufeinanderfolgenden
Bildelementzeilen entlang der y-Richtung synchronisiert ist)
angeschlossen und erzeugt einem Speicher 963 zugeführte
Adreßsignale. Der Speicher 963 kann als RAM (Speicher mit wahlfreiem
Zugriff) oder als ROM (Nur-Lese-Speicher) konfiguriert sein,
in dem eine vorbestimmte Gruppe von Dichtewerten gespeichert
ist, um dadurch Ausgabesignale zu erzeugen, die
aufeinanderfolgende Werte darstellen, deren Amplitude und Polarität sich
entsprechend den von der Adreßsignal-Erzeugungsschaltung 962
zugeführten Adreßsignalen verändern. Die von dem Speicher 963
erzeugten Werte sind derart vorbestimmt, daß die Gesamtsumme
dieser Werte innerhalb jeder der Modulationsbereiche null
ist. Jeder dieser Werte wird in einem Addierer 964 zu einem
Eingabedichte-Pegelsignal Ixy addiert, der einen dem Addierer
105 gemäß Fig. 9 zugeführten, dichtemodulierten Ausgabewert
Ixy' erzeugt.
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Somit wird während der Verarbeitung der ersten Bildpunktzeile
des Quellenbilds eine Gruppe von 8 Werten durch den Speicher
963 nacheinander erzeugt, deren Amplitude und Polarität sich
entsprechend ändern, und die in dem Addierer 964 zu
aufeinanderfolgenden Eingabepegelwerten addiert werden, die den
Bildelementen Ix0,y0 bis Ix7,y0 des ersten Modulationsbereichs
941 entsprechen, wobei die gleiche Gruppe von 8 Werten danach
erneut für den zweiten Modulationsbereich 961 aus dem
Speicher 963 ausgelesen wird, usw... Der gleiche Vorgang erfolgt
danach mit einer anderen Gruppe von 8 Werten, die während der
Verarbeitung der zweiten Bildelementzeile wiederholt aus dem
Speicher 963 ausgelesen werden. Ist die neunte
Bildelementzeile erreicht, so wird mit der Modulation der zweiten Spalte
von Modulationsbereichen anhand der gleichen Folge von
Ausgangswerten des Speichers 963, wie sie bei der ersten Reihe
erzeugt wurde, begonnen.
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Es ist zu beachten, daß die gleichen Wirkungen der
Adreßsignal-Erzeugungsschaltung 962 und des Speichers 963 durch
Verwendung einer Schieberegisterschaltung erzielt werden können.
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Unter nochmaliger Bezugnahme auf Fig. 9 wurde in dem
Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteil 910 zuvor eine Gruppe von
Zuteilungsfaktoren (d.h. deren Anzahl einer Gruppe von nicht
verarbeiteten Bildelementen entspricht, die sich in der Umgebung
des betrachteten Bildelements befinden) gespeichert, wie
beispielsweise in den Fig. 2(a), (b), der Fig. 4(a) oder der
Fig. 6 bereits beschrieben wurde, und er dient zum zufälligen
Auswählen einer Gruppe von Zuteilungsfaktoren KA bis KD aus
dieser Gruppe von Zuteilungsfaktoren, um den Zweipegelfehler
Exy unter einer Vielzahl von Bildelementpositionen A bis D
innerhalb des peripheren Bildelementbereichs 102 aufzuteilen,
und führt die ausgewählten Zuteilungsfaktoren dem
Fehlerzuteilungs- und -fortschreibeteil 900 zu. Der
Fehlerzuteilungs- und -fortschreibeteil 900 arbeitet synchron mit dem
Synchronsignal 931a (d.h. dem vorstehend beschriebenen x-Richtungs-
Synchronsignal), um den Zweipegelfehler Exy eines
betrachteten Bildelements (erzeugt durch den Differenzberechnungsteil
109) in dem Fehlerspeicherteil 103 entsprechend den
Zuteilungsfaktoren KA bis KD an den Bildelementpositionen A, C und D
innerhalb des peripheren Bildpunktbereichs 102 zu speichern.
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Der Fehlerzuteilungs- und -fortschreibeteil 900 liest auch
den Bildelementpositionen A, C und B in dem peripheren
Bildpunktbereich 102 entsprechende aufaddierte Fehler SA', SC'
und SD' aus (die in zuvor durchgeführten
Bildelement-Verarbeitungsoperationen erhalten wurden), und leitet neue
aufaddierte Fehler SA bis SD unter Verwendung der nachfolgenden
Gleichung (14) ab:
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Danach wird eine Fortschreibeverarbeitung durch den
Fehlerzuteilungs- und -fortschreibeteil 900 durchgeführt, indem die
neuen Werte der aufaddierten Fehler SA bis SD an den
Bildelementpositionen A bis D entsprechenden Stellen in dem
Fehlerspeicherteil 101 geschrieben werden.
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Bei dieser Vorrichtung wird aufgrund der Tatsache, daß in der
Amplitude und Polarität unabhängig von dem Quellenbild
veränderliche Pegelwerte zu den Dichtepegeln der entsprechenden
Bildelemente des Quellenbilds addiert werden, ein bei der
Verwendung des Fehlerverteilungsverfahrens gemäß dem Stand
der Technik im Falle eines Quellenbilds mit Bereichen extrem
gleichmäßiger Dichte in dem verarbeiteten Ausgabebild
erzeugtes Texturmuster, wirksam unterdrückt. Da computererzeugte
Bilder oft Bereiche mit extrem gleichmäßiger Bilddichte
enthalten, wird durch dieses Ausführungsbeispiel eine praktische
Vorrichtung zur Anzeige von computererzeugten Bildern durch
ein Zweipegelanzeigegerät bereitgestellt.
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In jeder der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen ist es
erforderlich innerhalb jeder Bildelement-Verarbeitungsperiode
(d.h. innerhalb jeder Periode des
x-Richtungs-Synchronsignals) nacheinander drei grundlegende Operationen
durchzuführen. Die Operationen lauten:
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(1) Auslesen des gespeicherten, aufaddierten Fehlers Sxy
für das betrachtete Bildelement, und dessen Anwendung zur
Kompensation des Eingabepegelwerts Ixy für das betrachtete
Bildelement, um einen korrigierten Pegelwert Ixy', zu
erzeugen.
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(2) Vergleichen dieses korrigierten Pegelwerts mit einem
Schwellwert, um einen Zweipegelausgangswert Pxy für das
betrachteten Bildelement zu bestimmen, und Subtrahieren des
Ausgangswerts von dem korrigierten Pegelwert Ixy', um einen
Zweipegelfehlerwert Exy für das betrachtete Bildelement zu
erhalten.
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(3) Verwenden dieses Fehlerwerts Exy zum Ableiten von
entsprechenden Werten aufaddierter Fehler für die Gruppe von
peripher benachbarten Bildelementen des betrachteten
Bildelements (A, B, C und D).
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Die vorgenannten drei grundlegenden Operationen müssen
nacheinander durchgeführt werden, da ein in jeder der
grundlegenden Operationen (1) und (2) erhaltenes Ergebnis für die
nachfolgende Operation benötigt wird. Die für die
aufeinanderfolgende Durchführung aller dieser Grundoperationen während
jeder Bildelement-Verarbeitungsperiode erforderliche Gesamtzeit
bestimmt die Geschwindigkeit, mit der die Bildverarbeitung
durch eine solche Vorrichtung durchgeführt werden kann. Fig.
12 zeigt ein allgemeines Blockschaltbild mit den wesentlichen
Elementen eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Bildsignal-Verarbeitungsvorrichtung, deren Aufgabe das
Bereitstellen einer Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitung durch
Vermeidung der Erforderlichkeit des aufeinanderfolgenden
Ausführens aller der vorgenannten grundlegenden Operationen für
jedes Bildelement während einer einzelnen
Verarbeitungsperiode darstellt. In Fig. 12 entsprechen die Komponenten 101 bis
103, 106 und 931 den identisch numerierten Komponenten in der
vorstehend erwähnten Fig. 9.
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Das Bezugszeichen 1000 kennzeichnet einen
Eingabeberechnungsteil, das Bezugszeichen 1100 kennzeichnet einen
Differenzberechnungsteil, das Bezugszeichen 1200 kennzeichnet einen
Zweipegelumwandlungsteil, das Bezugszeichen 920 kennzeichnet
einen Fehlerzuteilungs- und -fortschreibeteil und das
Bezugszeichen 910 kennzeichnet einen
Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteil. In dem Eingabeberechnungsteil 1000 wird während der
Verarbeitungsperiode, in der das betrachtete Bildelement mit
den Koordinaten (x, y) zum Erhalten eines entsprechenden
Ausgangszweipegelwerts Pxy verarbeitet wird, ein
Eingabepegelwert Ix+2,y für das Bildelement mit den Koordinaten (x+2,y),
d.h. der Bildelementposition A' des Fehlerspeicherteils 101
entsprechend, von dem Eingabeanschluß 104 zugeführt, um in
einem Addierer 1001 zu dem entsprechenden von dem
Fehlerspeicherteil 101 ausgelesenen aufaddierten Fehler Sx+2,y addiert
zu werden. Diese Abläufe werden durch ein an den Anschluß 931
angelegtes x-Richtungs-Synchronsignal 931a synchronisiert.
Ein der Bildelementposition A (d.h. der nach der Position A
zu verarbeitenden Bildelementposition) entsprechender
korrigierter Pegelwert I'x+2,y wird dadurch während eines
Verarbeitungsintervalls abgeleitet und zeitweise in einem Register
1002 gespeichert, um während dem nächsten
Verarbeitungsintervall ausgelesen zu werden.
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Während dem Verarbeitungsintervall, in dem der Pegelwert
I'x+2,y gemäß vorstehender Beschreibung abgeleitet wird, wird
ein Pegelwert I'x+1,y (d.h. der Bildelementposition A des
Fehlerspeicherteils 101 entsprechend), der während der
unmittelbar vorangehenden Bildelement-Verarbeitungsperiode
zeitweise in dem Register 1002 gespeichert wurde, von dem
Eingabeberechnungsteil 1000 ausgelesen, um in einem Register 1102
des Differenzberechnungsteils 1100 zeitweise gespeichert zu
werden, und wird gleichzeitig an einen Eingang eines
Subtrahierers 1101 des Differenzberechnungsteils 1100 angelegt. Ein
Pegelwert R (d.h. einer der zwei möglichen Werte R oder 0 des
durch die Vorrichtung erzeugten Zweipegelausgangssignals)
wird an den anderen Eingang des Subtrahierers 1101 angelegt
und der resultierende Subtraktionswert wird zeitweise in
einem Register 1103 des Differenzberechnungsteils 1100
gespeichert. Als Resultat enthalten die Register 1102 und 1103
nunmehr Werte, die den Pegelwert I'x+1,y darstellen, von denen
jeder der zwei möglichen Werte 0 und R des
Zweipegelausgangssignals
subtrahiert wurde. Diese entsprechenden
Registerinhalte werden als Fehlerdifferenzpegel D&sub1; und D&sub2; bezeichnet.
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Während dem Verarbeitungsintervall, in dem der Eingangspegel
Ix+2,y gemäß vorstehender Beschreibung hergeleitet wird,
werden die dem betrachteten Bildelement (das während dem
vorangehenden Verarbeitungsintervall gespeichert wurde)
entsprechenden Fehlerdifferenzpegel D&sub1; und D&sub2; aus den Registern 1102
bzw. 1104 ausgelesen. Ebenso wird während diesem
Verarbeitungsintervall ein während der vorangehenden
Verarbeitungsperiode (wie nachstehend beschrieben) in einem Register 1204
gespeicherter Zweipegelfehler Exy aus dem Register 1204
ausgelesen und durch den Fehlerzuteilungs- und -fortschreibeteil
920 verwendet, um eine Gruppe von den Bildelementpositionen
A, B, C und D entsprechenden Fehlerzuteilungswerten in
gleicher Weise, wie bei der vorangehenden Vorrichtung
beschrieben, zu erzeugen, z.B. wie in Fig. 8 gezeigt. Ein der
Bildelementposition A entsprechender Fehlerzuteilungswert 921a
wird auf diese Weise durch den Fehlerzuteilungs- und
-fortschreibeteil 920 erzeugt und zu jedem der Differenzpegel D&sub1;
und D&sub2; addiert, um dadurch entsprechende Fehler E&sub1; bzw. E&sub2; zu
erhalten. Der Fehler E&sub1; wird in einem Vergleicher 26 mit
einem vorbestimmten Schwellwert verglichen, um dadurch einen
Zweipegelwert Pxy für das betrachtete Bildelement abzuleiten,
der am Ausgabeanschluß 106 erzeugt wird. Gleichzeitig wird
entweder der Fehler E&sub1; oder E&sub2; durch den Wähler 1203
entsprechend dem Pegel des bereits bestimmten Zweipegelwerts Pxy
(d.h. R oder 0) ausgewählt, und der ausgewählte Fehler wird
zeitweise als ein fortgeschriebener Wert des Zweipegelfehlers
in einem Register 1204 gespeichert, um in der nächsten
Verarbeitungsperiode verwendet zu werden.
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Der Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteil 910 enthält eine Vielzahl
von Gruppen von Zuteilungsfaktoren und wählt periodisch (d.h.
einmal in jeder Bildelement-Verarbeitungsperiode) eine Gruppe
von Zuteilungstaktoren aus diesen aus. Die ausgewählten
Zuteilungsfaktoren KA, KB, KC und KD werden in
Fehlerzuteilungs- und -fortschreibeteil 920 wie bei den vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen zugeführt. Der
Zuteilungsfaktor-Erzeugungsteil
910 arbeitet synchron mit dem
x-Richtungs-Synchronsignal 931a, das von dem Eingabeanschluß 931
zugeführt wird. Der Fehlerzuteilungs- und -fortschreibeteil
920 verwendet die Zuteilungsfaktoren KA bis KD zum Aufteilen
des Zweipegelfehlers Exy unter den entsprechenden
Bildelementpositionen A bis D innerhalb des peripheren
Bildelementbereichs 102 des Fehlerspeicherteils 101, und arbeitet
synchron mit dem Synchronsignal 931a, um fortgeschriebene Werte
der aufaddierten Fehler der Bildelementpositionen A bis D zu
erzeugen und an entsprechenden Speicherstellen zu speichern.
Der Fehlerzuteilungs- und -fortschreibeteil 920 liest
aufaddierte Fehler SC' und SD' (die in der vorangehenden
Verarbeitungsperiode erhalten wurden) aus und leitet neue aufaddierte
Fehler SA bis SD unter Verwendung der nachfolgenden
Gleichungen (15) ab:
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Danach erfolgt eine durch den Fehlerzuteilungs- und
-fortschreibeteil 920 durchgeführte Fortschreibeverarbeitung
statt, indem die neuen Werte der aufaddierten Fehler SA bis
SD in den Fehlerspeicherteil 101 an den Bildelementpositionen
A bis D entsprechenden Stellen eingeschrieben werden.
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Fig. 13 zeigt den Aufbau des Fehlerzuüeilungs- und
-fortschreibeteils 920 dieses Ausführungsbeispiels zum Durchführen
der in den vorstehenden Gleichungen (15) angegebenen
Berechnungen. Wie dargestellt dient eine Gruppe von Multiplizierern
1206 bis 1209 zum Erzeugen der Fehlerzuteilungswerte KA X Exy
bis KD X Exy, wobei der Fehlerzuteilungswert KA x Exy den
Addierern 1201 und 1202 gemäß Fig. 12 als Wert 921a zugeführt
wird, um die vorstehend beschriebenen Zählerwerte E&sub1; und E&sub2;
zu erzeugen.
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Wie aus dem vorstehenden hervorgeht, können bei dem
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel alle vorgenannten
grundlegenden Operationen (1), (2) und (3) gleichzeitig für drei
verschiedene Bildelemente innerhalb einem einzelnen
Verarbeitungsintervall durchgeführt werden, im Gegensatz zur
aufeinanderfolgenden Durchführung wie im Falle der vorhergehenden
Vorrichtung. Das bedeutet, daß der Differenzberechnungsteil
1100 die zwei möglichen Werte der Differenzpegel D&sub1; und D&sub2;
für eine Bildelementposition (x, y) während der
Verarbeitungsperiode berechnet, die sich unmittelbar vor der
befindet, in der der Zweipegelausgabewert für dieses Bildelement
durch dem Zweipegelumwandlungsteil 1200 abgeleitet wurde.
Darüber hinaus berechnet der Eingabeberechnungsteil 1000 den
korrigierten Eingabepegel Ixy' für die Bildelementposition
(x, y) während der Verarbeitungsperiode, die sich unmittelbar
vor der befindet, in der diese Differenzpegel D&sub1; und D&sub2;
abgeleitet wurden. Diese Differenzpegel werden danach jeder zu
dem geeigneten Fehlerzuteilungswert addiert, um Werte
abzuleiten, die als entsprechende vorsorgliche
Zweipegelfehlerwerte für das betrachtete Bildelement betrachtet werden
können, und die Vorrichtung arbeitet durch Auswählen einer
dieser beiden vorsorglichen Werte auf Grundlage der für das
betrachtete Bildelement bestimmten Zweipegelwerte.
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Aufgrund der in dieser Erfindung durchgeführten
gleichzeitigen Form der Verarbeitung, kann eine wesentlich höhere
Verarbeitungsgeschwindigkeit als die bei der vorhergehenden
Vorrichtung mögliche erzielt werden.