DE4339281C2 - Verfahren zur Optimierung bei der Reproduzierung einer Bildvorlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Op­ timierung bei der Reproduktion einer Bildvorlage.

Um die unterschiedlichsten Dichten einer Bildvorlage (Halbtöne) drucktechnisch zu simulieren, werden Raste­ rungsmethoden eingesetzt. Diese Art der Simulation ist möglich, da das menschliche Auge aufgrund seines be­ grenzten Auflösungsvermögens ab einer gewissen Ra­ sterweite (Anzahl der Druckelemente/Längeneinheit = Linien/cm) die Rasterstrukturen zu einem Halbton inte­ griert.

Die konventionelle Reproduktionsfotografie wird mehr und mehr durch elektronische Rasterungsmetho­ den ersetzt. Während konventionell die Umwandlung der echten Halbtöne der Bildvorlage in unechte Halbtö­ ne des Druckbildes mit Hilfe eines Kontakt- oder Di­ stanzrasters erzielt wird, werden bei der elektronischen Rasterung Dichteverhältnisse der Raster simuliert und für den Bildaufbau verwendet.

Bei der elektronischen Rasterung wird die Bildvorla­ ge von einem Scanner (Trommel- oder Flachbettscan­ ner) abgetastet. Die Abtastsignale des Scanners liefern Informationen über den gemittelten Dichtewert des je­ weiligen Rasterfeldes. Da Dichteunterschiede oder Ton­ sprünge innerhalb des Rasterfeldes nicht mehr berück­ sichtigt werden, muß die Dimensionierung der Raster­ felder von vorneherein an die hohen Qualitätsanforde­ rungen der gedruckten Produkten angepaßt sein.

Die Abtastsignale werden elektronisch weiterverar­ beitet. Zur Wiedergabe der unterschiedlichsten Dichte­ werte steht eine begrenzte Anzahl von Dichtestufen zur Verfügung. Die Güte der Informationsübermittlung wird wesentlich von den Dichteunterschieden zwischen den einzelnen Stufen bestimmt.

Einem Abtastsignal der Bildvorlage, das zumindest ein Rasterfeld umfaßt, entspricht auf dem Aufzeich­ nungsträger - sprich der Druckform - ein Raster­ punkt, der sich aus einer Vielzahl einzelner Flächenele­ mente (Elementarzellen) zusammensetzt. Beispielsweise läßt sich über das Verhältnis von unbeschrifteten zu beschrifteten Elementarzellen der gemessene Dichte­ wert simulieren. Die Beschriftung der einzelnen Ele­ mentarzellen erfolgt in bekannter Weise über die Be­ lichtungspunkte eines Lasers.

Aus der DE-OS 20 12 728 ist ein Verfahren zur Auf­ zeichnung von gerasterten Halbtonbildern bekannt ge­ worden. Als Grundlage für die Erzeugung der Raster­ punkte (hier: Bedeckungsflecke) dient eine aufgeraster­ te Grundfläche mit einer bestimmten Anzahl von Punkt­ einheiten. Das auf einer Schreibtrommel aufgespannte Filmmaterial wird entweder mit einem singulären La­ serstrahl oder mit mehreren nebeneinanderliegenden, einzeln ansteuerbaren Lichtleitfasern beschriftet. Die Rasterpunkte werden mit einer variablen Anzahl von Aufzeichnungslinien aufgebaut. Die Größe der Bedec­ kungsflecken entspricht den jeweiligen Tonwerten der Abtastwerte auf einer Tonwertskala. Die Form der Ra­ sterpunkte selbst ist frei programmierbar; es können runde, quadratische, rhombische und elliptische Formen verwendet werden. Dieses Rasterungsverfahren geht al­ so davon aus, daß der Rasterpunktabstand konstant ist und der Tonwert eines Bereiches der Druckvorlage durch die unterschiedliche Größe der Rasterpunkte si­ muliert wird. In der Fachliteratur wird dieses Verfahren als Amplituden-Modulationsverfahren bezeichnet.

Neben diesem Amplituden-Modulationsverfahren ist auch ein Frequenz-Modulationsverfahren bekannt ge­ worden. Hierbei werden die unterschiedlichen Dichte­ werte, die in den einzelnen Rasterfeldern der Bildvorla­ ge gemessen werden, durch eine entsprechend angepaß­ te, örtliche Anhäufung von etwa gleichgroßen Aufzeich­ nungspunkten simuliert.

Ein Verfahren zur Aufzeichnung von elektronisch ge­ rasterten Bildern mit einem bestimmten Flächendec­ kungsprogramm für die Tonwerte ist aus der DE 29 34 436 C2 bekannt geworden. Insbesondere wird gemäß dem in dieser Patentschrift beschriebenen Ver­ fahren das Flächenbedeckungsprogramm gewechselt, wenn bestimmte spitze Ecken oder Winkel und/oder dünne Linien oder Spalten zwischen benachbarten Ra­ sterpunkten auftreten, die zu unerwünschten Punkt­ schlüssen oder Abrissen führen könnten, wobei eine Flä­ chendeckung verwendet wird, die jeweils den gleichen Tonwert aufweist. Insbesondere soll durch dieses Ver­ fahren vermieden werden, daß der Übergang beim Punktschluß (= die Berührung oder teilweise Überdec­ kung frei stehender Rasterpunkte) so festgelegt wird, daß nur noch geringe Tonwertsprünge bewirkt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, ein Verfahren anzugeben, das den Punktschluß minimiert, so daß die Aufzeichnung gleichmäßiger ge­ wichtet ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Bildvorlage opto-elektrisch abgetastet wird. Anschließend erfolgt anhand der Abtastsignale eine elektronische Aufraste­ rung der Bildvorlage und eine Beschriftung eines Auf­ zeichnungsträgers derart, daß einem oder mehreren Abtastsignalen der Bildvorlage ein Rasterfeld auf dem Aufzeichnungsträger entspricht, wobei jedes Rasterfeld aus mehreren Elementarzellen besteht. Als letzter Ver­ fahrensschritt wird die relative Lage der Elementarzel­ len nunmehr so bestimmt, daß der Überlappungsbereich zwischen einer beschrifteten und einer benachbarten unbeschrifteten Elementarzelle minimal ist.

Gemäß vorteilhafter Weiterbildungen des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß sowohl die Rasterfelder der Bildvorlage als auch die Elementar­ zellen eines Rasterfeldes auf dem Aufzeichnungsträger eine beliebige Form aufweisen können. Eine gebräuchli­ che Form stellt die Kreisfläche dar, die insbesondere bei schneller Rotation der Schreib- oder Aufzeichnungs­ walze eine elliptische Deformation erfährt. Vorteilhaf­ ter Weise kann einerseits die Form der Elementarzellen so gewählt werden, daß eine weitere Minimierung des Überlappungsbereichs und damit eine Optimierung im Hinblick auf eine gleichmäßige Gewichtung der Bildauf­ zeichnung erzielt wird.

Neben einem orthogonalen Versatz der Rasterfelder und/oder der Elementarzellen ist gemäß einer vorteil­ haften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens vorgesehen, den Versatz nicht-orthogonal, also bei­ spielsweise rautenförmig, auszuführen. Insbesondere wird die Art des Versatzes so gewählt, daß eine Mini­ mierung der Überlappungsbereiche zwischen den Ra­ sterfeldern, bzw. zwischen den beschrifteten und unbe­ schrifteten Elementarzellen erzielt wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, daß der Ver­ satz der Elementarzellen so gewählt wird, daß die An­ zahl der Aufzeichnungslinien, bzw. die Anzahl der Auf­ zeichnungspunkte - Größen, die die einzelnen Elemen­ tarzellen - charakterisieren in Aufzeichnungsrichtung und in der zur Aufzeichnungsrichtung orthogonalen Richtung unterschiedlich ist. Hierdurch wird es möglich, daß durch Vertauschen der Aufzeichnungsrichtung ein Umschalteffekt bezüglich der Aufzeichnungsfeinheit er­ zielt wird.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die Aufzeich­ nungseinrichtung in Abhängigkeit von der Anzahl der Aufzeichnungslinien und der Anzahl der Aufzeich­ nungspunkte so gewählt wird, daß die Aufzeichnungs­ geschwindigkeit optimiert wird. Diese Ausgestaltung ist als besonders vorteilhaft zu erachten, wenn eine Druck­ form in der Druckmaschine selbst beschriftet und an­ schließend abgedruckt wird. Um in einem derartigen Fall die Stillstandszeiten während der Beschriftung der Druckplatten zu minimieren, erweist es sich als äußerst günstig, einen asymmetrischen Rasterversatz anzuwen­ den.

Die nachfolgenden vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehen sich auf eine Abtastung der Bildvorlage. Wie bereits zuvor beschrie­ ben, wird die Bildvorlage ebenfalls in einzelnen Raster­ feldern (Abtastpunkte) abgetastet. Diese Rasterfelder - üblicherweise handelt es sich hierbei ebenfalls um Kreis- oder Ellipsenflächen - sollen die komplette Bild­ vorlage erfassen, wobei jedoch zur Optimierung der Abtastgeschwindigkeit der Überlappungsbereich zwi­ schen benachbarten Rasterfeldern minimal sein soll. Da­ her wird vorgeschlagen, daß auch hier die Rasterfelder in den einzelnen Zeilen orthogonal oder unter einer beliebigen Winkelung gegeneinander versetzt werden. Ein Versatz der Rasterfelder wird entweder durch eine entsprechende Ansteuerung der Abtasteinrichtung, sprich des Abtastkopfes, erzielt, oder aber die entspre­ chenden Abtastsignale werden zu versetzten Zeitpunk­ ten ausgelesen, wobei der Zeitunterschied einem räum­ lichen Versatz des Rasters gleichkommt.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figu­ ren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrich­ tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens,

Fig. 2 ein Aufzeichnungsraster gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 3 ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes Raster und

Fig. 4 ein optimiertes Abtastraster für eine Bildvorla­ ge.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Nicht ge­ sondert skizzierte Motoren treiben die Abtastwalze 1 und die Schreibwalze 2 an. Auf der Abtastwalze 1 ist eine Bildvorlage 7 aufgespannt. Diese wird mittels eines Abtastkopfes 3, der aus zumindest einem Scannerkopf besteht, abgetastet.

Die Zerlegung der Bildvorlage 7 in einzelne Raster­ felder (Abtastpunkte) erfolgt durch eine Untergliede­ rung der Bildvorlage 7 in Zeilen; jede dieser Zeilen wird in Umfangsrichtung wiederum in gleichgroße Bereiche unterteilt Technisch wird die Unterteilung der Bildvor­ lage 7 in Zeilen durch den Vorschub des Abtastkopfes 3 im Verlauf oder nach jeder Drehung der Abtastwalze 1 realisiert. Die Unterteilung jeder Zeile in die einzelnen Rasterfelder erfolgt durch eine Umfangstaktung, wobei ein ganzteiliges Vielfaches der Taktung immer dem Um­ fang der Abtastwalze 1 entsprechen muß. Die Größe des Vorschubes in Achsrichtung und die Taktung in Umfangsrichtung sind im allgemeinen unterschiedlich, so daß die Form der Rasterfelder rechteckig ist. Bei einer kontinuierlichen Abtastung der Bildvorlage 7 während einer Umdrehung der Abtastwalze 1 (spiral­ förmige Abtastung) erhält man rautenförmige Raster­ felder. Eine weitere Form der Rasterfelder ist in Fig. 4 dargestellt.

Die Abtastsignale der einzelnen Rasterfelder werden über Verbindungsleitungen 5 an die Rechen-/Regelein­ richtung 6 weitergeleitet. Die Rechen-/Regeleinrich­ tung 6 erhält weiterhin die Signale des Drehwinkelge­ bers 9, der an der Achse der Abtastwalze 1 angeordnet ist. Bei Bedarf ist ein weiterer Drehwinkelgeber 9 an der Achse der Schreibwalze 2 vorgesehen. Zwei Drehwin­ kelgeber 9 sind immer dann erforderlich, wenn beide Walzen 1, 2 nicht auf einer Achse angeordnet sind. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn eine Druckform direkt auf dem Plattenzylinder einer Druckmaschine beschrif­ tet wird. Ein Verfahren und eine Ausgestaltung einer Druckform, die eine direkte Beschriftung der Druck­ platte in einer Druckmaschine erlauben, sind aus der US-PS 4,958,563 bekannt geworden.

In der Rechen-/Regeleinrichtung 6 werden die Ab­ tastsignale des Abtastkopfes 3 in Beschriftungsdaten für die entsprechenden Rasterfelder 10 auf dem Aufzeich­ nungsträger 8 umgesetzt. Der Aufzeichnungsträger 3 ist im dargestellten Fall auf die Schreibwalze 2 aufge­ spannt.

Fig. 2 zeigt ein Aufzeichnungsraster, wie es gemäß dem Stand der Technik benutzt wird. Bei diesem Raster handelt es sich um ein sogenanntes orthogonales Raster, wobei die einzelnen Elementarzellen 11 eines Rasterfel­ des 10 nicht gegeneinander versetzt sind. Im dargestell­ ten Fall soll die Elementarzelte 11a eine unbeschriftete Elementarzelle 11 sein, während die angrenzenden Ele­ mentarzellen 11, von denen in der Fig. 2 lediglich zwei dargestellt sind, beschriftet sind. Der Laserstrahl er­ zeugt in den einzelnen Elementarzellen Belichtungs­ punkte, also üblicherweise kreisförmige Flächen.

Um eine vollständige Beschriftung einer der zu be­ schriftenden Elementarzellen 11 zu erzielen, muß die Kreisfläche den Radius des Umkreises der Elementar­ zelle 11 aufweisen.

Der Belichtungspunkt des Aufzeichnungskopfes 4 (Laser) ist durch die durchgezogene Kreislinie charakte­ risiert. In Abhängigkeit von dem verwendeten Filmma­ terial und von weiteren Parametern ist eine gewisse Toleranz einzurechnen, so daß die tatsächlich von dem Lichtpunkt beschriftete Kreisfläche durch die gestri­ chelte Linie begrenzt wird. Die Elementarzelle 11a, die eigentlich unbeschriftet sein sollte, wird also durch die Lichtpunkte der benachbarten Elementarzellen 11 teil­ weise überdeckt. Letztlich bleibt nur ein kleiner Bereich der Elementarzelle 11a unbelichtet. Infolge der Ton­ wertzunahme beim Druckprozeß wird der unbeschrifte­ te Flächenanteil der Elementarzelle 11a weiterhin ver­ kleinert. Der Bedeckungsfaktor, definiert als Verhältnis der unbeschrifteten Fläche zur beschrifteten Fläche ist, in einer an und für sich unbeschrifteten Elementarzelle 11a daher relativ niedrig.

Wesentlich bessere Ergebnisse erhält man, wenn ne­ ben der Verwendung einer besonders ausgebildeten Form der Elementarzelle 11 eine Verschiebung der ein­ zelnen Elementarzellen 11 zueinander erfolgt. Diese Verschiebung kann entweder orthogonal sein, sie kann aber auch beispielsweise rautenförmig aussehen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines Rasters, das das erfin­ dungsgemäße Verfahren verdeutlicht, ist in Fig. 3 dar­ gestellt. Bei den einzelnen Elementarzellen 11 des Ra­ sterfeldes 10 handelt es sich um hexagonale Flächenele­ mente. Im dargestellten Fall unterscheiden sich der Ver­ satz der Aufzeichnungslinien 12 und der Versatz der Aufzeichnungspunkte - der Rasterversatz ist somit asymmetrisch.

Durch die hexagonale Form der Elementarzellen 11 wird eine wesentlich bessere Annäherung an die kreis­ förmige Fläche eines Aufzeichnungspunktes 13 des Schreibkopfes 4 erzielt. Wie im zuvor dargestellten Fall unter Fig. 2 entspricht auch hier der Mindestradius des Aufzeichnungspunktes 13 dem des Umkreises um den Schwerpunkt der Elementarzelle 11. Ebenso verkörpert auch hier die gestrichelte Linie die tatsächliche Größe des Aufzeichnungspunktes 13. Bedingt durch die beson­ dere Form der einzelnen Elementarzellen 11 und den Versatzes der Elementarzellen 11 zueinander, ist der Bedeckungsfaktor wesentlich höher als beim Stand der Technik.

Wegen der asymmetrischen Rasterung der Elemen­ tarzellen 11 - der Rasterversatz der Aufzeichnungsli­ nien 12 ist ein anderer als der Rasterversatz der Auf­ zeichnungspunkte 13 - tritt durch Vertauschen der Aufzeichnungsrichtungen ein Umschalteffekt auf.

In Fig. 4 ist ein Beispiel dafür angegeben, wie durch gezielten Rasterversatz der Rasterfelder beim Abtasten einer Bildvorlage 7 eine Optimierung im Hinblick auf eine Minimierung der Überdeckung zwischen den ein­ zelnen Rasterfelder 10 erzielt wird. Durch die hohe Ab­ tastgeschwindigkeit infolge einer Rotation der Abtast­ walze 1 werden die ursprünglich kreisförmigen Abtast­ punkte 14, die jeweils von dem Abtastkopf 3 erfaßt wer­ den, elliptisch verformt. Andere Formen sind möglich. Der Versatz der Abtastpunkte 14 in Umfangs- und in Seitenrichtung wird so gewählt, daß der Überdeckungs­ grad zwischen den einzelnen Abtastpunkten 14 minimal wird. Dadurch wird automatisch auch das sogenannte Scannermoiré minimal.

Bezugszeichenliste

1

Abtastwalze

2

Schreibwalze

3

Abtastkopf

4

Schreibkopf

5

Verbindungsleitung

6

Rechen-/Regeleinrichtung

7

Bildvorlage

8

Aufzeichnungsträger

9

Drehwinkelgeber

10

Rasterfeld

11

Elementarzelle

12

Aufzeichnungslinie

13

Aufzeichnungspunkt

14

Abtastpunkt

15

Achse.

Claims (11)

1. Verfahren zur Optimierung bei der Reproduk­ tion einer Bildvorlage, wobei sich das Verfahren aus folgenden Schritten zusammensetzt:
die Bildvorlage (7) wird opto-elektrisch abgetastet, anhand der Abtastsignale erfolgt eine elektroni­ sche Aufrasterung der Bildvorlage (7) und eine Be­ schriftung eines Aufzeichnungsträgers (8) derart, daß einem oder mehreren Abtastsignalen der Bild­ vorlage (7) ein Rasterfeld (10) auf dem Aufzeich­ nungsträger (8) entspricht, wobei jedes Rasterfeld (10) aus mehreren Elementarzellen (11) besteht, und
die relative Lage der Elementarzellen (11) (:= Ra­ sterversatz) wird so bestimmt, daß der Überlap­ pungsbereich zwischen einer beschrifteten und ei­ ner benachbarten unbeschrifteten Elementarzelle (11) minimal ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rasterfel­ der (10) eine beliebige Form aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Elemen­ tarzellen (11) eine beliebige Form aufweisen.

4. Verfahren nach Anspruch 2 und/oder 3, wobei der Versatz der Rasterfelder (10) und/oder der Ele­ mentarzellen (11) orthogonal ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2 und/oder 3, wobei der Versatz der Rasterfelder (10) und/oder der Ele­ mentarzellen (11) nicht-orthogonal ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Elemen­ tarzelle (11) durch Aufzeichnungslinien (12) und ei­ nen Aufzeichnungspunkt (13) beschrieben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Versatz der Elementarzellen (11) so gewählt wird, daß die Anzahl der Aufzeichnungslinien (12) bzw. die An­ zahl der Aufzeichnungspunkte (13) in Aufzeich­ nungsrichtung und in der zur Aufzeichnungsrich­ tung orthogonalen Richtung unterschiedlich ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Aufzeich­ nungsrichtung in Abhängigkeit von der Anzahl der Aufzeichnungslinien (12) und der Anzahl der Auf­ zeichnungspunkte (13) so gewählt wird, daß die Aufzeichnungsgeschwindigkeit optimiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Abtastung der Bildvorlage (7) derart erfolgt, daß die Abtast­ punkte (14) die Bildvorlage (7) abdecken und der Überlappungsbereich benachbarter Abtastpunkte (14) minimal ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Abtast­ punkte (14) gezielt durch entsprechende Ansteue­ rung der Abtasteinrichtung gegeneinander versetzt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Versatz der Abtastpunkte (14) dadurch erzielt wird, daß die entsprechenden Abtastsignale zu unterschiedlichen Zeitpunkten ausgelesen und verarbeitet werden.