DE4011689C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Halbton-Raster­ punkten bei denen die zeilen- oder spaltenweise anfallenden Dichtewerte der abgetasteten Vorlagenpunkte einer regelmäßigen Folge sich wieder­ holender Teilrasterpunktformen zugeordnet werden, wobei die jeweiligen Dichtewerte den konkreten Teilrasterpunkt der entsprechenden Form bestimmen und die Regelmäßigkeit der Zuordnung zwischen Dichtewer­ ten und Teilrasterpunktformen zur Erzielung einer gewollten Unregelmäßigkeit gestört wird.

Die in der Reproduktion am meisten verwendeten Raster sind durch eine regelmäßige Struktur gekennzeichnet. Die Vorzugsrichtung dieser Struktur ist dabei im allgemeinen gegenüber der Senkrechten um einen bestimmten Winkel geneigt. In der schwarz/weiß-Reproduktion wird zum Beispiel in den allermeisten Fällen ein Winkel von 45° verwendet. Ein weiteres Kennzeichen von Halbton-Rasterpunkten ist die Rasterpunkt­ form, oder besser gesagt der strukturelle Formverlauf des Rasterpunktes, den dieser zwischen 0% und 100% Flächendeckungsgrad einnimmt. Hier werden häufig elliptische oder runde Rasterpunktformen eingesetzt. Diese haben sich als besonders günstig für den Druckvorgang herausge­ stellt. Zur Erhöhung des Detailkonstrastes sind weiterhin Techniken be­ kannt, bei denen dem strukturellen Formverlauf ein durch den Dichtever­ lauf der Vorlage abhängiger Verlauf überlagert wird. Wird zur Generie­ rung der Rasterpunkte eine Schwellwertmatrix benutzt, so kann dies z. B. dadurch erreicht werden, indem jeder einzelne Dichtewert der Vorlage nicht der gesamten Schwellwertmatrix zugeordnet wird, sondern nur ei­ nem Teil davon oder im Extremfall sogar nur einer bestimmten Schwellwertposition. Dieses Verfahren bewirkt, daß jeder Dichtewert ei­ ner Teilrasterpunktform zugeordnet wird und diese entsprechend seines Wertes moduliert. Ein entsprechendes Verfahren wird in dem Buch "Digitale Bildverarbeitung" von Peter Haberäcker, ISBN 3-446-1442-0, Hanser-Studienbücher, Seite 92 beschrieben und dort als Multi-Schwellwertverfahren bezeichnet.

Ein Nachteil regelmäßiger Rasterstrukturen wird in der Farbreproduktion deutlich. Dort müssen zur Mischung der Prozeßfarben mehrere Raster­ netze übereinander gedruckt werden. Aufgrund der regelmäßigen Struk­ tur der beteiligten Raster besteht hier die Gefahr der Moirebildung. Durch die Einhaltung bestimmter Winkel und Weiten für die Raster der einzel­ nen Farbauszüge, kann die Moirebildung in Grenzen gehalten werden. Feinmoires, wie die bekannte Rosettenstruktur, lassen sich damit aber nicht vermeiden. Die vorgegebenen Rasterwinkel und -weiten müssen außerdem äußerst genau eingehalten werden. Geringe Abweichungen, wie sie zum Beispiel durch Passerschwankungen beim Druck möglich sind, können zu einem sichtbaren Moire führen. (EP 00 79 974).

Als Alternative zu den regelmäßigen Rasterstrukturen sind Verfahren be­ kannt, bei denen die strukturelle Rasterpunktform nur aus einem klein­ sten gerade noch druckbarem Rasterpunkt besteht. So ist beispielsweise aus der DE-PS 29 31 098 ein Verfahren zur Druckformherstellung be­ kannt, wobei hier die Druckmatrize (Rasterpunkt) in eine Anzahl von Teil­ druckmatrizen unterteilt wird. Die Erzielung unterschiedlicher Flächen­ deckungsgrade wird dadurch erreicht, daß in diese Teildruckmatrizen unterschiedlich viele der kleinsten Rasterpunkte auf der dem Dichtewert zugeordneten Fläche mit Hilfe eines Zufallsgenerators verteilt werden. Damit wird lediglich angegeben, daß die geometrische Verteilung der einzelnen Punkte zufälligen Schwankungen unterworfen wird. Aufgrund der damit erzielten Unregelmäßigkeit ist die Gefahr der Moirebildung bei Übereinanderdruck wesentlich geringer als bei regelmäßigen Raster­ strukturen. Die sich ergebenden Rasterpunktformen, die sich als mehr oder minder dichte zufällige Anordnung kleiner Punkte darstellt, ist aber damit für den Druck weniger geeignet, als die runden bzw. elliptischen Formen regelmäßiger Rasterstrukturen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren so weiter zu entwickeln, daß bei der Erzeugung von Halbton-Rasterpunkten für die Druckformherstellung und insbesondere für die Erzeugung von Farbauszügen eine Moirebildung vermieden wird und andererseits Ra­ sterpunktformen zuläßt, die sich für den Druck besser eignen, als eine zufällige Verteilung gerade noch druckbarer kleinster Punkte, und daß gleichzeitig einer Steigerung für einen besseren Detailkontrast erzielt wird.

Die Erfindung erreicht dies dadurch, daß die zur Erzielung regelmäßiger Rasternetze erforderliche periodische Zuordnung zwischen Dichtewerten der Vorlage und ausgewählten Rasterpunktteilen gestört wird. Besonders vorteilhaft bei diesem Verfahren ist dabei, daß das Ausmaß dieser Stö­ rung gesteuert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 4 erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen entsprechend dem neuen Verfahren erzeugten Raster­ punkt,

Fig. 2 einen der regelmäßigen Zuordnung entsprechenden Raster­ punkt,

Fig. 3 mehrere Zeilen von Rasterpunkten entsprechend einer mögli­ chen Störung der regelmäßigen Zuordnung,

Fig. 4 ein Blockschaltbild.

Aus Fig. 2 ist ein Verfahren zur Erzeugung regelmäßiger Rasternetze er­ sichtlich. Die strukturelle Rasterpunktform ist in diesem Fall ein runder Punkt, der bei einem Flächendeckungsgrad von 100% in eine quadrati­ sche schwarze Fläche übergeht. Dieser Rasterpunkt 1 ist wie ersichtlich in vier Teilbereiche 11,12, 21 und 22 eingeteilt. Daneben ist strichpunk­ tiert der Rasterpunkt 2 angedeutet. Bei der Modulation des Ra­ sterpunktes von 0% bis 100% entwickeln sich innerhalb der Teilflächen 11, 12, 21 und 22 die Teilrasterpunktformen R11, R12, R21 und R22. Das strukturelle Rasternetz ergibt sich durch Aneinanderreihung zu einer Gesamtfläche in horizontaler als auch in vertikaler Richtung, wobei hier im gezeigten Beispiel ein Rasterwinkel von 0° erzeugt wird. Durch die Einteilung des Rasterpunktes in die vier Teilbereiche kann jeder der da­ bei entstehenden Teilrasterpunkte unabhängig von den anderen Teil­ rasterpunkten in seiner Größe moduliert werden und damit bezüglich seines Teilbereiches einen beliebigen Flächendeckungsgrad FG zwi­ schen 0% und 100% herstellen. Jeder Teilrasterpunkt hat aber seinen eigenen strukturellen Rasterpunkt-Form-Verlauf. Zur Veranschaulichung sind in Fig. 2 die Teilrasterpunkte mit jeweils unterschiedlichen Flächen­ deckungsgraden von 25%, 40%, 5% und 15% dargestellt. Das heißt in Teilfläche 11 ist der zu 25% FG zugehörige Teilrasterpunkt der Teilra­ sterpunktform R11 dargestellt, in Teilfläche 12 der zu 40% zugehörige Teilrasterpunkt der Teilrasterpunktform R12 usw.

Die eigentliche Aufrasterung der abgetasteten Dichtewerte der Vorlage geschieht nun so, daß den Dichtewerten der ersten Zeile immer abwech­ seln die Teilrasterpunktformen R11 und R12 zugeordnet werden. Der zweiten Zeile der Dichtewerte werden abwechslend die Teilraster­ punktformen R21 und R22 zugeordnet, während der dritten Zeile wieder abwechselnd die Teilrasterpunktformen R11 und R12 zugeordnet wer­ den und so fort.

Der konkrete Teilrasterpunkt und damit der durch ihn bezüglich seiner zu­ geordneten Teilfläche erzeugte Flächendeckungsgrad FG wird jeweils von dem Dichtewert gesteuert, der der entsprechenden Teilrasterpunkt­ form zugeordnet wurde. Insgesamt wird dadurch erreicht, daß die sich ergebende Form eines Gesamt-Rasterpunktes durch die von der Vorlage abhängigen Dichtewert mit beeinflußt wird, d. h. dem strukturellen Form­ verlauf der Rasterpunkte wird ein von der Vorlage abhängiger Verlauf überlagert. Dies führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Detailwie­ dergabe.

Fig. 1 veranschaulicht die grundlegende Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Moment der Wiedergabe der ab­ getasteten Vorlage. Im Unterschied zu dem in Fig. 2 dargestellten Ver­ fahren ist hier die regelmäßige Zuordnung zwischen den Dichtewerten der Vorlage und den Teilrasterpunktformen R11, R12, R21 und R22 gestört worden. Zu beachten ist dabei, daß die Reihenfolge der Dich­ tewerte und sowie die Dichtewerte selbst nicht verändert wurden. Dies bedeutet, daß der Flächendeckungsgrad innerhalb der Teilflächen 11, 12, 21 und 22 wie in Fig. 2 dargestellt, dem an der entsprechenden Bildstelle abgetasteten Dichtewert entspricht und damit eine gute Detailwiedergabe gewährleistet wird. Die Störung der regelmäßigen Zuordnung zwischen den Dichtewerten und den Teilflächen 11, 12, 21 und 22 kann z. B. da­ durch erzielt werden, daß eine durch einen Zufallsgenerator erzeugte Zahl zwischen 1 und 4 genau eine der Teilrasterpunktformen R11, R12, R21 oder R22 bezeichnet. Wird diese Störung für jeden Dichtewert der Vorlage vorgenommen, so entsteht eine Rasterstruktur, die den bekann­ ten Kornrastern ähnelt und als entsprechendes Effektraster eingesetzt werden kann. Eine weitere Ausprägung des Verfahrens besteht darin, daß die Störung der regelmäßigen Zuordnung nicht grundsätzlich für alle, sondern nur mit einer vorgebbaren Wahrscheinlichkeit für jeden einzel­ nen Dichtewert vorgenommen wird. Dies kann ebenfalls durch einen Zu­ fallsgenerator erreicht werden. Der Wahrscheinlichkeitswert kann dabei in Abhängigkeit aller Einflußgrößen wie Rasterweite, Druckverfahren etc. derart eingestellt werden, daß einerseits bei Übereinanderdruck keine Moirebildung entsteht und andererseits die durch die zufällige Anordnung sich ergebende Unregelmäßigkeit möglichst wenig sichtbar ist.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens gemäß Fig. 3 werden jeweils vier Dichtewerte der Vorlage zu einer Gruppe zusammengefaßt. Zu einer Gruppe gehören dabei immer diejenigen vier Dichtewerte eines Rasterpunktes, die bei einer vollständigen regelmäßigen Zuordnung zwi­ schen Dichtewerten und Teilrasterpunktformen die in Fig. 2 dargestellte Basisform eines Rasterpunktes erzeugen. Eine Störung der regelmäßi­ gen Zuordnung kann nun mit einer vorgebbaren Wahrscheinlichkeit ent­ weder für alle Dichtewerte einer Vierergruppe unterlassen werden oder es können die Dichtewerte einer Vierergruppe in ihrer Zuordnung zu den Teilrasterpunktformen gestört werden. Der Vorteil dabei ist, daß der An­ teil derjenigen Rasterpunkte, die ihre ursprüngliche, d. h. für den Druck günstige Rasterpunktform beibehalten, durch Vorgabe eines Wahr­ scheinlichkeitswertes direkt gesteuert werden kann. Eine derartige Situa­ tion ist in Fig. 3 veranschaulicht. Die einzelnen Quadrate der Gesamtflä­ che repräsentieren dabei die den abgetasteten Dichtewerten einer Vor­ lage zugeordneten Teilflächen. In der oberen ersten Reihe sind die Ra­ sterpunkte 1, 2, 3, 4, 5 usw. aneinandergereiht, wobei ersichtlich wird, daß die schräg schraffierten Teilrasterpunktformen des Rasterpunktes 1 der regelmäßigen Zuordnung entsprechen, während die senkrecht schraffiert dargestellte Teilfläche des Rasterpunktes 2 einer Störung der regelmäßigen Zuordnung unterworfen wurde. Im Rasterpunkt 3 sind bei­ spielsweise die mit den Teilflächen 12 und 21 korrespondierenden Dichtewerte einer Störung der regelmäßigen Zuordnung unterworfen worden. Die Rasterpunkte 4 und 5 werden wieder unverändert ent­ sprechend der regelmäßigen Zuordnung übernommen.

Der Übersichtlichkeit halber sind die in den Rasterpunkten 2 und 3 weiß dargestellten Teilflächen ebenfalls keiner Störung unterworfen worden. Die schräg schraffierten Flächen eines Rasterpunktes repräsentieren somit jeweils die regelmäßige Zuordnung der entsprechenden Teilflächen der in Fig. 2 dargestellten für den Druck günstigen Basisform des Ra­ sterpunktes.

Fig. 4 zeigt als Blockschaltbild eine Ausprägung des erfindungsgemäß Verfahrens in Verbindung mit bekannten Abtastgeräten (Scanner) und Farbauszugs-Wiedergabegeräten. Die vom Scanner beim Abtasten der Vorlage 60 ermittelten Dichtewerte werden in einem Bilddatenspeicher zeilenweise abgelegt. Es existiert weiterhin ein Teilrasterpunktespeicher 63. Dieser enthält für jede der Teilrasterpunktformen R11, R12, R21 und R22 alle dazugehörigen Teilrasterpunkte. Der Funktionsblock Teil­ rasterpunktzeilengenerierung 64 hat die Aufgabe, für jede Zeile von Dich­ tewerten eine entsprechende Teilrasterpunktzeile zu erzeugen und an den Pixelgenerator 65 weiterzureichen. Die dazu notwendigen Teilra­ sterpunkte können aus dem Teilrasterpunktespeicher 63 unter Angabe des dem jeweiligen Dichtewert entsprechenden Flächendeckungsgrad sowie der Nummer der gewünschten Teilrasterpunktform gewonnen werden.

Die Teilrasterpunktzeilengenerierung 64 ermittelt zunächst anhand der dem betreffenden Dichtewert zugehörigen Zeilen und Spaltennummer die der regelmäßigen Zuordnung entsprechende Teilrasterpunkt­ formnummer. Danach erfordert sie vom Zufallszahlengenerator Z2 eine Ja/Nein-Entscheidung über eine vorzunehmende Störung an. Die Wahr­ scheinlichkeit mit der dieser eine der beiden Entscheidungen fällt, kann von einem Regler 66 eingestellt werden. Soll keine Störung vorge­ nommen werden, so wird die der regelmäßigen Zuordnung entspre­ chende Teilrasterpunktformnummer für die Auswahl des auszulesenden Teilrasterpunktes aus dem Teilrasterpunktespeicher 63 verwendet. Im anderen Fall ermittelt die Teilrasterpunktzeilengenerierung 64 mit Hilfe des Zufallszahlengenerators Z1 eine zufällige Teilrasterpunktformnum­ mer und verwendet diese zur Auswahl des zu verwendenden Teilraster­ punktes.

Die digital gespeicherten Teilrasterpunkte setzten sich aus einzelnen Ele­ mentarpixeln zusammen, die jeweils durch ein Bit repräsentiert werden.

Gespeichert wird dabei die gesamte zum Teilrasterpunkt zugehörige Teil­ fläche. Ein gesetztes Bit bezeichnet ein Elementarpixel des Teil­ rasterpunktes, während ein ungesetzte Bit ein Pixel der Teilfläche dar­ stellt, daß nicht zum Teilrasterpunkt gehört.

Der Pixelgenerator 65 spaltet die ihm angelieferten Teilrasterpunktzeilen in elementare Pixelzeilen auf und leitet die damit verbundenen Bitinfor­ mationen an ein pixelorientiertes Ausgabegerät 67 wie zum Beispiel ei­ nem Fotosatzbelichter weiter. Das Ausgabegerät 67 verwendet die ihm angelieferten Bitinformationen zur Modulation seiner Lichtquelle und er­ zeugt damit auf dem jeweiligen Ausgabemedium insgesamt eine aufge­ rasterte Abbildung 68 der gesamten Vorlage.

Claims (4)

1. Verfahren zur Erzeugung von Halbton-Rasterpunkten, bei dem die zeilen- oder spaltenweise anfallenden Dichtewerte der abgetasteten Vorlagen­ punkte einer regelmäßigen Folge sich wiederholender Teilrasterpunkt­ formen zugeordnet werden, wobei die jeweiligen Dichtewerte den kon­ kreten Teilrasterpunkt der entsprechenden Form bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastermasche (1) zur Erzeugung von Teilra­ sterpunktformen (R11, R12, R21, R22) in Teilbereiche (11, 12, 21, 22) aufgeteilt wird, wobei deren Grenze die den Tonwerten zugeordneten Ra­ sterpunkte in Teilrasterpunkte teilen, und die Lage der Rasterpunkte derart gewählt wird, daß die entstehenden Teilrasterpunkte jeweils gleichen Flächendeckungsgrad innerhalb des Teilbereichs aufweisen und wobei bei der Reproduktion die Reihenfolge der Teilrasterpunktformen zufällig ausgewählt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Dichtewert eine zufällige Ja/Nein-Entscheidung darüber getroffen wird, ob die Auswahl der zugehörigen Teilrasterpunktform zufällig gemäß An­ spruch 1 oder entsprechend der regelmäßigen Zuordnung vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß allen vor­ kommenden Dichtewerten ein jeweils spezifischer Wahrscheinlichkeits­ wert zugeordnet wird und daß die Entscheidung darüber, ob eine zufäl­ lige oder eine der regelmäßigen Zuordnung entsprechende Auswahl derß Teilrasterpunktform vorgenommen wird, entsprechend der dem Dichtewert zugeordneten Wahrscheinlichkeit erfolgt.

4. Verfahren nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Teilrasterpunktformen (R11, R12, R21, R22) ein jeweils spezifischer Wahrscheinlichkeitswert zugeordnet wird, und daß die Auswahl einer zufälligen Teilrasterpunktform entsprechend dem der Teilrasterpunktform zugeordneten Wahrscheinlichkeitswert erfolgt.