DE4436678C2 - Multi-Tonabstufungs-Bildbearbeitungssystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Umwandlung eines Graustufenbildes in ein Halbtonbild mit einem aus ei­ ner vorgesehenen Mehrzahl von Bildpunkten zusammengesetzten Fleckbereich zur Darstellung eines Bildes in multiplen Tonab­ stufungen, wobei das System ein Multi-Tonabstufungs-Bildbear­ beitungssystem ist.

In der EP 0 580 151 A2 ist ein System zum Erzeugen eines Mehrpegel-Halbtonbildes aus einem digital abgetasteten konti­ nuierlichen Tonbild beschrieben, bei dem eine Steuerschal­ tung über eine Präferenzmatrix Nachschlagtabellen ansteuert, um Intensitätswerte des Tonbildes in einen entsprechenden Pixelwert im Halbtonbild umzuwandeln. Jede Nachschlagtabelle enthält eine eindimensionale Transferfunktion, die jeweils so erzeugt ist, daß die Summe der Ableitungen der Transfer­ funktionen der Anzahl der Pixelwerte in einer Halbtonzelle gleich ist. Die Größe jedes Intensitätswertes wird durch die Transferfunktion in einen zugeordneten Ausgangspegel abgebil­ det, dem eine Pixelstelle in der Halbtonzelle zugewiesen ist. Die Nachschlagtabellenauswahl wird für jedes Element der Präferenzmatrix wiederholt, so daß die Größe jedes unter­ schiedlichen Intensitätswertes im kontinuierlichen Bild in eine entsprechende Halbtonzelle abgebildet wird, um ein voll­ ständiges Mehrpegel-Halbtonbild zu liefern.

Ein Punktmatrixdrucker formt ein Bild durch Drucken der Bildpunkte eines Bildes in einem der binären Farbwerte "Schwarz" und "Weiß". Wenn ein solcher Punktmatrixdrucker ein Bild mit multiplen Tonabstufungen formt, benutzt er eine Mehrzahl von Bildpunkten als eine Einheit des Darstellungsbereiches der Tonabstufungen. Dieser Darstellungsbereich der Tonabstufung wird bearbeitet mittels einer "Dithering"-Methode oder einer Gittermethode. In solchen Methoden resultiert die Leuchtkraft von multiplen Tonabstufungen aus der Zahl schwarzer Bildpunkte in einem Gitterbereich. In diesen Methoden ist die Zahl der Tonabstufungen der Leuchtkraft gleich der Zahl der Bildpunkte, die einem Darstellungsbereich der Tonabstufung bilden, plus 1.

In den letzten Jahren hat sich die Laserdrucker-Technologie bemerkenswert weiterentwickelt. Laserdrucker können durch Kontrolle der Laserstrahlenergie in einem Bildpunkt Variationen in der Dichte dieses einzelnen Bildpunkts erzeugen. Laserdrucker, die diese Art von Dichtevariation verwenden, sind verfügbar und können eine große Zahl von Tonwertvariationen erzeugen. Laserdrucker diesen Typs benutzen eine Bildpunktinformation, die mehrere Bits an Tonabstufungssdaten einschließt, und kontrollieren die Laserenergie durch Erzeugen einer Zeit entsprechend den Tonabstufungsdaten für jeden Bildpunkt durch Verwendung eines Digital/Analog-Wandlers.

Jedoch haben diese Laserdrucker eine begrenzte Zahl an verfügbaren Tonabstufungen. Die Grenze liegt bei ungefähr 5 für eine Bildpunktgröße von ungefähr 40 µm².

Durch die Verwendung eines Darstellungbereiches der Tonabstufung, der aus einer Mehrzahl von Bildpunkten gebildet wird entsprechend der Punktmatrixtechnik, gekoppelt mit der Methode, die von Laserdruckern angewandt wird, läßt sich eine höhere Zahl von Tonabstufungen darstellen. Zum Beispiel kann von einer 16 Bildpunkte in einer 4 × 4 Anordnung umfassenden Darstellungsbereich der Tonabstufung eine Zahl von ungefähr 65 Tonabstufungen dargestellt werden. Ursprünglich ist eine Datenmenge zur Darstellung von vier Tonabstufungen jedem Bildpunkt zugeordnet, so daß die zur Darstellung einer Tonabstufung notwendige Datenmenge nicht weniger ausmacht als in der folgenden Gleichung ausgedrückt:

(log₂5) × 16 = 37,2 Bits (1)

Dementsprechend ist die zur Darstellung einer Tonabstufung notwendige Datenmenge mehr als das sechsfache der Menge, die zur Darstellung von 65 Tonabstufungen in einem Graustufenbild benötigt wird, wie in der folgenden Gleichung verdeutlicht:

log₂65 = 6,03 Bits (2)

Darüber hinaus sind die meisten Bilder einfache Dokumente oder Zeichnungen, die nur die binären Werte "Schwarz" und "Weiß" haben. In diesen Bildern ist die Datenmenge pro 16 Bildpunkten für die Darstellung solch eines Binärwertbildes durch die folgende Gleichung ausgedrückt:

(log₂2) × 16 = 16 Bits (3)

Diese Menge ist zwei- bis dreimal kleiner als die Datenmenge, die zur Darstellung des oben erwähnten Darstellungsbereichs für Tonabstufungen benötigt wird.

Daher benötigt das konventionelle Multi-Tonabstufungs- Bildbearbeitungssystem, das einen Darstellungsbereich für Tonabstufungen verwendet, eine mehrfach größere Speicherkapazität und eine größere Bildübertragungsgeschwindigkeit als ein Graustufenbild- oder Binärwertbildbearbeitungssystem, was zu einem teureren, konventionellen Bildbearbeitungssystem führt.

Daher wird ein Bildausgabegerät benötigt, das in der Lage ist, Bilder in multiplen Tonabstufungen unter Verwendung von minimaler Datenmenge ohne die Notwendigkeit vergrößerter Speicherkapazität, darzustellen.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Bildausgabegerät bereitzustellen, welches in der Lage ist, Bilder in multiplen Tonabstufungen mit einer möglichst kleinen Datenmenge, die praktisch keine Vergrößerung der Speicherkapazität des Bildspeichers erfordert, darzustellen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch die in den unabhängigen Patentansprüchen 1, 8, und 9 angegebenen Bildbearbeitungssysteme. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Aspekte und Details der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen angegeben.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bildbearbeitungssystem geeignet zum Drucken oder Anzeigen von Bildern in multiplen Tonabstufungen; genauer gesagt auf Verbesserungen zur Darstellung von multiplen Tonabstufungen mit einer minimalen Datenmenge. Die vorliegende Erfindung ist daher für einen Bildausgabeapparat wie einen Drucker oder ein Kathodenstrahlröhrenanzeigegerät geeignet, der in der Lage ist, Leuchtkraft oder Helligkeit wiederzugeben.

Um die Aufgabe zu erfüllen und in Übereinstimmung mit dem Zweck der Erfindung wie hierin verkörpert und umfassend beschrieben, umfaßt das Multi-Tonabstufungs- Bildbearbeitungssystem Rasterungsmittel zur Erzeugung eines Rasterbildes, in dem Bildpunkte eine aus einer Vielzahl vorgegebener Binärwertdichten haben, die einem Grauniveau von zugehörigen Bildpunkten in einem Graustufenbild entsprechen, sowie Halbtonumwandlungsmittel zur Entdeckung eines Fleckbereichs in einem Rasterbild, welches einem aus einer Vielzahl von Intermediärfleckmustern entspricht und zur Umwandlung des einen aus einer Vielzahl von Intermediärfleckmustern in ein entsprechendes aus einer Vielzahl von Ausgabefleckmustern, wobei die Vielzahl an Intermediärfleckmustern solche Fleckmuster sind, die eine vorgegebene Zahl von multiplen Tonabstufungen als eine Kombination solcher Bildpunkte, die nur Binärwerte annehmen können, und auch in wandelbarer Anordnung der Bildpunkte darstellen, und die Vielzahl an Ausgabefleckmustern solche Fleckmuster sind, die tatsächlich die vorgegebene Zahl von multiplen Tonabstufungen als Kombination solcher Bildpunkte darstellen, die tertiäre oder höhere Werte für eine Dichte annehmen können.

Die beiliegenden Zeichnungen, die den vorliegenden Unterlagen beigefügt sind und einen Teil von ihnen bilden, illustrieren Ausführungsformen der Erfindung und dienen, zusammen mit der Beschreibung, zur Erklärung der Aufgabe, von Vorteilen und Prinzipien der Erfindung.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung zur Erläuterung der in der Beschreibung der Beispiele von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendeten Ausdrücke;

Fig. 2(a)-2(d) ein MGT-Fleckmuster gemäß einem ersten Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für Dichten von 1 bis 4 + 3/4;

Fig. 3(a)-3(d) ein MGT-Fleckmuster gemäß dem ersten Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für Dichten von 5 bis 8 + 3/4;

Fig. 4(a)-4(d) ein MGT-Fleckmuster gemäß dem ersten Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für Dichten von 9 bis 12 + 3/4;

Fig. 5(a)-5(d) ein MGT-Fleckmuster gemäß dem ersten Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für Dichten von 13 bis 16;

Fig. 6 ein Diagramm zur Illustrierung der Übersicht eines Bildbearbeitungsvorganges, der von einem Drucker im ersten Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;

Fig. 7(a)-7(e) Abwandlungen der Anordnung, die das MGT- Fleckmuster im ersten Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung annehmen kann;

Fig. 8 ein Blockdiagramm zur Illustrierung einer Struktur der Funktion eines Gesamtsystems im ersten Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 ein Blockdiagramm zur Illustrierung der Bearbeitungsvorgänge, die von einer Rasterungseinheit in einem Hostcomputer im ersten Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden;

Fig. 10 ein Flußdiagramm zur Illustrierung der von der Rasterungseinheit durchgeführten Verarbeitungsvorgänge;

Fig. 11 ein Diagramm zur Illustrierung eines Beispiels für eine positionelle Beziehung zwischen einer Schwellenwertmatrix und dem MGT-Fleck, auf welchen sich die Rasterungseinheit bezieht;

Fig. 12 ein Diagramm zur Illustrierung eines anderen Beispiels für eine positionelle Beziehung zwischen der Schwellenwertmatrix und dem MGT-Fleck, auf welchen sich die Rasterungseinheit bezieht;

Fig. 13 ein Diagramm zur Illustrierung eines Intermediärfleckmusters in der verwendbaren Maximaldichte, die in der Anordnung von Fig. 7(a) gezeigt wird;

Fig. 14 ein Diagramm zur Illustrierung eines Attributs und einer Reihenfolge, die vorab für einen MGT-Fleck festgelegt werden;

Fig. 15 ein Diagramm zur Illustrierung eines Beispiels für eine Attribut-Matrix;

Fig. 16 ein Diagramm zur Illustrierung eines Beispiels für eine Reihenfolge-Matrix;

Fig. 17 ein Diagramm zur Illustrierung eines Beispiels der Beziehung zwischen einer Reihenfolge, einem Maximalschwellenwert, und dem Minimalschwellenwert;

Fig. 18(a)-18(e) ein spezifisches Beispiel für die Umwandlung eines Graustufenbildes in ein Rasterbild;

Fig. 19 ein Blockdiagramm zur Illustrierung eines Hardware-Aufbaus einer Halbtonumwandlungs­ einheit in einem Drucker im ersten Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 20(a)-20(b) ein spezifisches Beispiel einer Grenzbedingungsprüfung, welche die Halbtonumwandlungseinheit durchführt;

Fig. 21 ein Blockdiagramm zur Illustrierung eines Aufbaus der hauptsächlichen Teile eines Laserdruckers in einem zweiten Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 22 ein Blockdiagramm zur Illustrierung des Aufbaus eines Zeilendatenpuffers in dem Laserdrucker in einem zweiten Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 23 ein Diagramm zur Illustrierung eines MGT- Fleckmusters zur Verarbeitung durch einen Laserdrucker in einem zweiten Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 24 ein Blockdiagramm zur Illustrierung eines Aufbaus einer Mustererkennungseinheit in dem Laserdrucker in einem zweiten Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 25 ein Blockdiagramm zur Illustrierung eines Aufbaus einer Bildsignalmodulierungs­ einrichtung in dem Laserdrucker in einem zweiten Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 26 ein Blockdiagramm zur Illustrierung des Aufbaus einer Mustererkennungsvorrichtung in einer modifizierten Struktur eines zweiten Beispiels einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 27 ein Diagramm zur Illustrierung eines MGT- Fleckmusters, welches gemäß der modifizierten Struktur in Fig. 26 eines zweiten Beispiels einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bearbeitet wird; und

Fig. 28 ein Blockdiagramm zur Illustrierung eines Aufbaus einer Bildsignalmodulierungs­ einrichtung in einer weiteren modifizierten Struktur eines zweiten Beispiels einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Ein System gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Umwandlung eines Graustufenbildes in ein Halbtonbild mit einem Fleckbereich, der aus einer vorgegebenen Mehrzahl von Bildpunkten zusammengesetzt ist, zur Darstellung eines Bildes in multiplen Tonabstufungen, wobei das System als Multi-Tonabstufungs- Bildbearbeitungssystem mit den folgenden zwei Elementen ausgestattet ist:

• (1) einem Rasterungsmittel, welches ein Rasterbild erzeugt, in dem die zusammengehörigen Bildpunkte eine der vorgegebenen Binärwertdichten in Übereinstimmung mit der Graustufe der Bildpunkte im Graustufenbild haben, und
• (2) einem Halbtonumwandlungsmittel, welches einen Fleckbereich, der eine von vielen spezifizierten Typen von Intermediärfleckmustern aufweist, im Rasterbild entdeckt, und welches das dergestalt entdeckte Intermediärfleckmuster in das entsprechende der vielen spezifizierten Typen von Ausgabefleckmustern umwandelt.

Hierbei sind die oben erwähnten vielen Ausgabefleckmuster solche Fleckmuster, die tatsächlich die vorgegebene Zahl von multiplen Tonabstufungen mit einer Kombination von solchen Bildpunkten, die tertiäre oder höhere Dichtewerte annehmen können, dargestellt haben.

Mit dem Ausdruck "tatsächlich...dargestellt haben" ist gemeint, daß normalerweise wahrgenommen werden kann, daß das tatsächlich gedruckte oder angezeigte Bild die multiplen Tonabstufungen korrekt wiedergibt.

Weiter sind die oben erwähnten vielen Typen von Intermediärfleckmustern solche Fleckmuster, die logisch eine vorgegebene Zahl von multiplen Tonabstufungen mit einer Kombination solcher Bildpunkte, die nur Binärwerte annehmen können, und auch durch unterschiedliche Anordnung von Bildpunkten, repräsentiert haben. Hier bedeutet der Ausdruck "logisch...dargestellt haben", daß die Fleckmuster die multiplen Tonabstufungen beinhalten, auch wenn sie die multiplen Tonabstufungen nicht notwendigerweise in einer visuell wahrnehmbaren Weise darstellen.

Ein Multi-Tonabstufungs-Bildbearbeitungssystem gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Umwandlung eines Graustufenbildes in ein Rasterbild mit einem Fleckbereich, der aus einer vorgegebenen Mehrzahl von Bildpunkten zur Multi-Tonabstufungsdarstellung zusammengesetzt ist, und dieses System ist mit den folgenden Elementen ausgestattet:

• (1) einer "Dither"-Matrix, die einen Fleckbereich in einer vorgegebenen Position lokalisiert hat,
• (2) einer Mehrzahl von Fleckmustertypen, die aus einer Kombination von solchen Bildpunkten zusammengesetzt sind, welche nur vorgegebene Binärwertdichten annehmen können, und welche, durch eine Veränderung in der Anordnung der Bildpunkte, eine Zahl von Tonabstufungen repräsentieren, die größer ist als die maximale Zahl der dergestalt kombinierten Bildpunkte;
• (3) einem ersten Rasterungsmittel, welches die Graustufen zumindest der Bildpunkte, die außerhalb des Fleckbereichs im oben definierten Graustufenbild liegen, unter Verwendung der "Dither"-Matrix in Binärwertdichten umwandelt; und
• (4) einem zweiten Rasterungsmittel, welches die Graustufen von zumindest einiger der Bildpunkte, die innerhalb des Fleckbereichs im Graustufenbild liegen, unter Verwendung des oben definierten Fleckmusters in Binärwertdichten umwandelt.

In einem Multi-Tonabstufungs-Bildbearbeitungssystem gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wandelt ein Rasterungsmittel ein Graustufenbild in ein Rasterbild um, das aus Bildpunkten mit Binärwertdichten besteht. Das Rasterbild beinhaltet Informationen, die eine in eine Anordnung von ein vorgegebenes Intermediärfleckmuster bildenden Bildpunkten eingebettete Intermediärtonabstufung anzeigen. Daher repräsentiert dieses Rasterbild, durch Bildpunkte in Binärwertdichten, "logisch" eine größere Zahl von Tonabstufungen, als die Zahl der Tonabstufungen, die tatsächlich dargestellt werden kann. Ein Halbtonumwandlungsmittel wandelt dieses Rasterbild in ein Halbtonbild um, welches "tatsächlich" die Mehrfachtonumfänge darstellt, wobei es Bildpunkte in Dichten von nicht weniger als tertiären Werten verwendet.

Wenn dieses System z. B. auf ein Drucksystem mit einem Hostcomputer und einem Laserdrucker angewandt wird, ist es möglich, den Hostcomputer mit einem Rasterungsmittel auszustatten, und den Laserdrucker mit einem Halbtonumwandlungsmittel, welches unmittelbar vor dem Druckvorgang zur Anwendung kommt. Mit dieser Konstruktion sind Bilder, die im Drucker gespeichert und bearbeitet werden sollen, Rasterbilder und es ist möglich, einen Apparat zu verwenden, dessen Speicherkapazität und Bearbeitungsgeschwindigkeit einer Datenmenge entspricht, die kleiner ist als eine große Zahl von Tonabstufungen, welche letztendlich dargestellt werden können.

In einem Multi-Tonabstufungs-Bildbearbeitungssystem gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wandelt ein erstes Rasterungsmittel die Graustufe zumindest solcher Bildpunkte, die außerhalb des Fleckbereichs im Graustufenbild liegen, unter Verwendung der vorab vorbereiteten "Dither"- Matrix in Binärwertdichten um. Weiters wandelt ein zweites Rasterungsmittel die Graustufe zumindest einiger der Bildpunkte innerhalb des Fleckbereichs im Graustufenbild unter Verwendung eines vorab vorbereiteten Intermediärfleckmusters in Binärwertdichten um.

Strichdiagramme und Konturen von graphischen Darstellungen in originalen Graustufenbildern werden in Muster von Bildpunkten mit Binärwertdichten umgewandelt, übereinstimmend mit den Formen der Muster. Außerdem werden Halbtonbereiche, in denen Zwischengraustufen in einer zweidimensionalen Verteilung kontinuierlicher Veränderung unterliegen, in eine Verteilung von Intermediärfleckmustern umgewandelt, die logisch Mehrfachtonumfänge darstellen. Darüberhinaus werden die Intermediärfleckmuster im umgewandelten Raster in größtmöglichem Maße voneinander isoliert, so daß diese Muster räumlich und auch logisch von solchen Mustern unterschieden werden, die Strichgraphiken oder ähnliches darstellen.

Solch ein Rasterbild repräsentiert vorteilhafterweise und logisch sowohl ein Multi-Tonabstufungsmuster als auch die Binärwertmuster, wie z. B. Strichzeichnungen innerhalb eines Halbtonbereiches, und solch ein Rasterbild hat die gleiche Datenmenge wie ein Bild, das ausschließlich Muster in Binärwerten darstellt. Diese Datenmenge ist kleiner als eine Datenmenge in einem Bild, das multiple Abstufungen durch Prozesse nach dem Stand der Technik darstellt. Durch Speicherung dieses Rasterbildes und seine Verarbeitung in z. B. einem Drucker und Entdeckung nur von Intermediärfleckmustern unmittelbar vor einem Druckvorgang sowie deren Umwandlung in Fleckmuster, welche tatsächlich multiple Tonabstufungen darstellen, wird es möglich, qualitativ hochwertige Ausdrucke zu produzieren, in denen vorteilhafterweise sowohl Halbtonbilder in multiplen Tonabstufungen als auch Binärwertmuster für Strichzeichnungen und ähnliches dargestellt sind.

In einem Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden eine Mehrzahl von "Dither"- Matrixtypen vorab vorbereitet, um einer Mehrzahl von Typen von Anordnungen verschiedener Fleckbereichsdichten in einem Rasterbild zu entsprechen. Jede der "Dither"-Matrizen wird angelegt in Übereinstimmung mit einer Bedingung, welche die verwendbaren Typen an Intermediärbereichsmustern auf solche begrenzt, die zu einer vorgegebenen Gruppe kleiner Dichteabstufungen gehören, so daß die Intermediärfleckmuster in einem Rasterbild in einer Anordnung zusammengehöriger Fleckbereiche voneinander getrennt werden können. Das System ist dergestalt konstruiert, daß eine der Mehrzahl von Typen an "Dither"-Matrizen selektiv zur Umwandlung eines Graustufenbildes in ein Rasterbild benutzt werden kann.

Wenn eine "Dither"-Matrix von hoher Dichte im Fleckbereich ausgewählt wurde, ist der Dichtenbereich, in dem Multi- Tonabstufungsdarstellungen erreicht werden können, vermindert, jedoch wird die Auflösung in demjenigen Halbtonbereich erhöht, in dem eine Multi- Tonabstufungsdarstellung produziert wird. Wenn eine "Dither"- Matrix von niedriger Dichte ausgewählt wurde, ist der Dichtenbereich, in dem Multi-Tonabstufungsdarstellungen erreicht werden können, erhöht, jedoch wird die Auflösung in demjenigen Halbtonbereich vermindert, in dem eine Multi- Tonabstufungsdarstellung produziert wird. Daher erlaubt dieses System die Auswahl einer geeigneten "Dither"-Matrix passend für jeden gegebenen Fall.

Einige der in der folgenden Beschreibung verwendeten Ausdrücke werden nun mit Bezug auf Fig. 1 erläutert. Der Ausdruck "Graustufenbild" kennzeichnet ein Bild, welches viele intermediäre Tonabstufungsswerte zwischen dem "Weiß"- Niveau und dem "Schwarz"-Niveau für jeden Punkt hat. Der Ausdruck "Rasterbild" kennzeichnet ein Bild, welches einen festen Tonabstufungsswert von entweder "Weiß"-Niveau oder "Schwarz"-Niveau für jeden Bildpunkt aufweist. Der Ausdruck "Halbtonbild" kennzeichnet einen Typ von Rasterbild, der aus Halbtonzellen zusammengesetzt ist. Der Ausdruck "Halbtonzelle" kennzeichnet einen Bereich 1, wie in Fig. 1 gezeigt, der aus einer Mehrzahl von Punkten zusammengesetzt ist, welche eine intermediäre Tonabstufung mittels der Zahl von schwarzen Punkten darstellen. Der Ausdruck "Gitterfleck" kennzeichnet eine Ansammlung 3 von schwarzen Punkten in einer Halbtonzelle 1, wie in Fig. 1 gezeigt. Der Ausdruck "Fleckmuster" kennzeichnet die Form eines Gitterflecks 3. Der Ausdruck "Gitterabstand" kennzeichnet ein Intervall d für die Anordnung von Halbtonzellen, wie in Fig. 1 gezeigt. Der Ausdruck "Gitterwinkel" kennzeichnet den Winkel Θ, den der Winkel der Richtung der Gitterflecken mit der horizontalen Richtung der Papieroberfläche bildet.

Der Ausdruck "MGT" ist eine Abkürzung von "Mikro-Grau- Technologie" (Micro Gray Technology), welcher zur Bezeichnung des erfindungsgemäßen Bildbearbeitungssystems, wie in dieser Spezifikation beschrieben, verwendet wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Gesamtsystem einen Hostcomputer 10 und einen mit Hostcomputer 10 verbundenen Laserdrucker 20, wie in Fig. 8 gezeigt (und weiter unten detailliert beschrieben). Hostcomputer 10 liest ein Graustufenbild (31), wandelt es in ein Rasterbild 39 um und überträgt das Rasterbild 39 zum Laserdrucker 20. Laserdrucker 20 wandelt das Rasterbild 39 von Hostcomputer 10 in ein Halbtonbild 40 um, das die Tonabstufungen richtig darstellt, und druckt das resultierende Halbtonbild aus.

Fig. 2(a) bis 5(d) zeigen verschiedene, vorab festgelegte Fleckmuster, die in diesem System Verwendung finden, um das endgültige Halbtonbild aus einem Original-Graustufenbild zu erhalten.

Zwei Typen von Fleckmustern werden verwendet, um in einer Dichte von 1 bis 16 bei Dichteintervallen von 1/4 61 Tonabstufungen darzustellen. Diese werden als "Intermediärfleckmuster" und "Ausgabefleckmuster" bezeichnet und für jede Tonabstufung eingerichtet. Diese Fleckmuster werden eingerichtet als ein Muster von schwarzen Punkten in einem Bereich von vier mal vier Bildpunkten, somit insgesamt 16 Bildpunkten. Im Verlauf dieser Spezifikation wird der Bereich von vier mal vier Bildpunkten, in der alle diese Fleckmuster eingerichtet sind, ein "MGT"-Fleck genannt.

Ein "Intermediärfleckmuster" ist ein Fleckmuster, das zur Darstellung von multiplen Tonabstufungen in einem Graustufenbild verwendet wird, wenn Hostcomputer 10 ein eingelesenes Graustufenbild 31 in ein Rasterbild 39 umwandelt, wie später genau beschrieben wird. Dieses Intermediärfleckmuster, das jedem der 16 Bildpunkte eines MGT-Fleckmusters ein "Schwarz"- oder "Weiß"-Niveau zuordnet, hat eine summierte Datenmenge von 16 Bits. Die durch die Zahl der schwarzen Bildpunkte darstellbare Zahl der eigentlichen Tonabstufungen ist somit sechzehn. Jedoch repräsentiert dieses Intermediärfleckmuster mittels Einbettung von Tonabstufungssdaten in eine Anordnung von schwarzen Bildpunkten innerhalb des Intermediärfleckmusters "logisch" die vierfache Anzahl der oben erwähnten eigentlichen Tonabstufungen.

Ein "Ausgabefleckmuster" ist ein Fleckmuster zur Umwandlung eines Intermediärfleckmusters in einem Rasterbild, wenn der Drucker ein Rasterbild von Hostcomputer 10 ausdruckt, wie später beschrieben. Anders gesagt weist dieses Ausgabefleckmuster Tonabstufungsdaten auf, die in eine Anordnung von schwarzen Bildpunkten eines Intermediärmusters eingebettet sind, wobei die Tonabstufungsdaten kinetisch gemacht sind als Zahl der schwarzen Teilbereiche eines Bildpunkts in Intervallen von 1/4 Bildpunkten, und die Größe des schwarzen Bereichs die Dichte originalgetreu wiedergibt.

Fig. 2(a) zeigt beispielhaft die vier Tonabstufungen mit den Dichten von 1 bis Dichten von 2 in Dichteschritten von 1/4. Die Zahl der schwarzen Bildpunkte im Intermediärfleckmuster beträgt 2, aber die Anordnung der schwarzen Bildpunkte ist für jede der in dieser Anordnung eingebetteten Tonabstufungen unterschiedlich. Das entsprechende Ausgabefleckmuster hat die eingebettete Tonabstufung durch den schwarze Bereich von 1/4 bis 1 Bildpunkt kinetisch gemacht. Die Größe des schwarzen Bereichs stellt die Dichten von 1 bis 2 in Schritten von je 1/4 Bildpunkten originalgetreu dar.

Somit reduziert die Verwendung eines Intermediärfleckmusters mit in die Anordnung von schwarzen Bildpunkten eingebetteten Tonabstufungen die Datenmenge des vom Drucker zu bearbeitenden Rasterbildes stark, verglichen mit dem endgültigen Halbtonbild, in welchem ein Ausgabefleckmuster benutzt wird.

Ferner wird die Differenz zwischen Intermediärfleckmuster und Ausgabefleckmuster so eingerichtet, daß die Differenz kleiner gleich drei Bildpunkten bezüglich der Musterdifferenz und kleiner gleich einem Bildpunkt bezüglich der Dichtedifferenz ist. Daher sind Nebeneffekte sehr klein, wenn der Durchmesser eines Druckpunktes in der Größenordnung von 40 µm² liegt, selbst wenn irrtümlich ein Teil umgewandelt wurde, der nicht zur Umwandlung vorgesehen war.

Fig. 6 zeigt schematisch den Bildbearbeitungsvorgang, den der Drucker in diesem System durchführt.

Der Drucker 20 empfängt als Eingabe ein Rasterbild 39, wie auf der linken Seite von Fig. 6 gezeigt. In einigen Fällen beinhaltet ein solches Rasterbild 39 sowohl einen Halbtonanteil, wie z. B. eine Photographie, als auch einen Anteil in Schwarz/Weiß-Niveaus, wie z. B. Strichzeichnungen. In solch einem Fall wird das Halbtonbild durch ein Intermediärfleckmuster 5 repräsentiert, wie oben erwähnt, während die Schwarz/Weiß-Niveaus als gewöhnliche Strichzeichnungsmuster 7 dargestellt werden.

Wenn ein solches Rasterbild 39 in einen Drucker 20 (z. B. einen Laserdrucker) eingegeben wird, identifiziert der Drucker 20 das Zwischenfleckmuster 5 innerhalb des dergestalt eingegebenen Rasterbildes 39 und wandelt Zwischenfleckmuster 5 in ein entsprechendes Ausgabefleckmuster 9 um, während das Muster 7 für Strichzeichnungen und ähnliches unverändert bleibt. Der Drucker 20 verwendet nunmehr dieses Ausgabefleckmuster 9 zusammen mit dem Muster 7 als Steuerimpulse für eine Laser-Leuchtdiode, die als Bildschreib-Lasereinheit verwendet wird. Als Ergebnis dieser Vorgänge kann das ausgedruckte Halbtonbild 40 solche Halbtonbilder als Photographie in natürlicher Wiedergabe mit multiplen Tonabstufungen darstellen, während die Strichzeichnungen und ähnliches deutlich als "Schwarz" und "Weiß" Niveaus dargestellt werden.

Nun ist es in der Bearbeitung von Bildern durch einen Drucker 20, wie in Fig. 6 gezeigt, notwendig, im Eingaberasterbild 39 zwischen Intermediärfleckmustern 5 und Mustern 7 für Strichzeichnungen und ähnliches zu unterscheiden. Eines der Anzeichen, die zu Durchführung einer solchen Unterscheidung dienen können, ist der Unterschied zwischen den zwei Möglichkeiten, daß die aus schwarzen Bildpunkten zusammengesetzten Muster entweder isoliert für eine individuelle Halbtonzelle sind oder daß sie verbunden sind über eine beliebige Mehrzahl von Halbtonzellen. Das heißt, daß ein Fleckmuster zur Darstellung eines hellen Halbtones im allgemeinen für eine individuelle Halbtonzelle isoliert sein sollte, wie in Fig. 1 gezeigt. Andererseits sollte ein dunkles Muster aus schwarzen Bildpunkten zur Bildung einer Strichzeichnung oder ähnlichem vom Startpunkt des Striches bis zu seinem Endpunkt verbunden sein. Wie später im Detail beschrieben, bestimmt daher der Drucker, ob das im eingegebenen Rasterbild entdeckte Muster aus schwarzen Bildpunkten isoliert oder verbunden ist.

Zur Ermöglichung der oben erwähnten Unterscheidung muß der Hostcomputer bei der Umwandlung des Graustufenbildes in ein Rasterbild die Intermediärfleckmuster so einrichten, daß sie voneinander so weit als möglich isoliert sind. Um dieses Einrichten zu erreichen, werden der Anordnung der MGT- Fleckmuster im Bild und dem Typ des benutzbaren Fleckmusters bestimmte Beschränkungen auferlegt. Fig. 7(a) bis 7(g) zeigen Abwandlungen in der Anordnung des MGT-Flecks (der von der dicken, durchgezogenen Linie umschlossene Bereich), der für dieses System verwandt wird.

Fig. 7(a) zeigt die dichteste MGT-Fleck-Anordnung und Fig. 7(g) die weiträumigste Anordnung. Fig. 7(b) bis 7(f) zeigen Anordnungen intermediärer Dichten. Die durch die unterbrochene Linie angezeigte, viereckige Form in diesen Abbildungen zeigt Größe und Neigung (Gitterwinkel) der Halbtonzelle auf dem Niveau des einzelnen Flecks.

Um sicherzustellen, daß die Fleckmuster im MGT-Fleck isoliert sind, erlaubt die dichteste Anordnung von Fig. 7(a) nicht die Verwendung anderer Muster als solcher der in Fig. 2(a)-(d) und 3(a)-(d) gezeigten 29 Tonabstufungen mit Dichten von 1 bis Dichten von 8. Für jegliche Dichte dunkler als 8 kann diese Anordnung die Intermediärfleckmuster nicht voneinander trennen. Somit sind die Tonabstufungen, die repräsentiert werden können, acht isolierte und verstreute Tonabstufungen im Bereich der Dichte von 9 bis zur Dichte von 16.

Mit der in Fig. 7(b), 7(c) und 7(d) gezeigten Anordnung können die Muster in den 45 Tonabstufungen mit Dichten von 1 bis Dichten von 12, wie in Fig. 2(a) bis 4(d) gezeigt, benutzt werden. Mit der in Fig. 7(e) und 7(f) gezeigten Anordnung können die Muster der 53 Tonabstufungen mit Dichten von 1 bis Dichten von 14, wie in Fig. 2(a) bis 5(b) gezeigt, benutzt werden. Mit der weiträumigsten, in Fig. 7(g) gezeigten Anordnung lassen sich schließlich alle 61 Muster der 53 Tonabstufungen mit Dichten von 1 bis Dichten von 14 nutzen.

Dergestalt wird mit wachsender Dichte in der Anordnung der MGT-Flecken die Zahl der Typen an nutzbaren Fleckmustern abnehmen. Das heißt, daß der Bereich an Tönen, in dem eine feine Darstellung von multiplen Tonabstufungen erreicht werden kann, auf einen Bereich von hellen Tönen beschränkt ist. Im Gegensatz dazu wird, je weiträumiger die Anordnung von MGT-Flecken ist, der Bereich der verwendbaren Typen von Fleckmustern zu immer größeren Dichten hin erweitert. Das heißt, daß der Bereich von Tönen, in dem eine feine Darstellung von multiplen Tonabstufungen erreicht werden kann, zum Bereich der dunkleren Töne hin erweitert wird. Außerdem wird die Beeinflußung klein sein, da eine Darstellung von multiplen Tonabstufungen stärker von hellen Tönen als von dunklen Tönen beeinflußt wird, selbst wenn der Bereich, in dem eine Darstellung von multiplen Tonabstufungen erzeugt werden kann, auf einen Bereich heller Töne beschränkt ist.

Andererseits bedeutet eine dichtere Anordnung von Flecken eine Verkleinerung der Größe der Halbtonzellen. Genauer gesagt wird der Gitterabstand enger und die Auflösung höher. Im Gegensatz dazu bedeutet eine weiträumigere Anordnung eine Vergrößerung der Größe der Halbtonzellen. Genauer gesagt wird der Gitterabstand weiter und die Auflösung niedriger.

Somit produziert die Dichte der Fleckenanordnung Änderungen in der Befähigung zur Tonabstufungssdarstellung und zur Auflösung in inverser Beziehung zueinander. Daher ist es wünschenswert, auf Fall-zu-Fall Basis festzulegen, welche der Fleckanordnungen eingesetzt werden soll, so daß die gewählte Fleckanordnung der Bildqualität des Original-Graustufenbildes und der Bildqualität oder ähnlichem des gewünschten Drucks angemessen ist.

Als nächstes werden die Einzelheiten dieses Systems anhand der Fig. 8(a) bis 20(b) beschrieben.

Fig. 8(a) bis (e) illustrieren den Gesamtaufbau der Funktionen dieses Systems.

Der Hostcomputer 10 verfügt über eine Graustufeneingabeeinheit 11, welche Graustufenbild-Daten zeilenweise so empfängt, wie sie von einem Bildscanner oder ähnlichem eingegeben werden, und über Rasterungseinheit 13, welche das eingegebene Graustufenbild 31 in Rasterdaten umwandelt.

Rasterungseinheit 13 wandelt, wie oben beschrieben, den Halbtonanteil des Graustufenbildes 31 unter Verwendung eines Intermediärfleckmusters in ein Rasterbild 39 um.

Rasterungseinheit 13 benutzt zwei Arten von Schwellenwertmatrizen (werden weiter unten beschrieben), die in der Hauptspeichervorrichtung 15 gespeichert sind, sowie die Intermediärfleckmuster aus den Fig. 2(a) bis 5(d). Der Laserdrucker 20 verfügt über die Halbtonumwandlungseinheit 21, welche ein Rasterbild 39 vom Hostcomputer 10 empfängt und das Rasterbild in ein Halbtonbild 40 umwandelt, sowie über Druckwerk 23, welches das Halbtonbild 40 ausdruckt. Halbtonumwandlungseinheit 21 wandelt ein Intermediärfleckmuster, das im vom Hostcomputer 10 geschickten Rasterbild 39 beinhaltet ist, in ein Ausgabefleckmuster um, wie schon oben beschrieben.

Nun wird der Bearbeitungsvorgang, der von der Rasterungseinheit 13 des Hostcomputers 10 durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf Fig. 9 bis 18(e) detailliert beschrieben.

Wie in Fig. 9 gezeigt, wendet die Rasterungseinheit 13 eine Maximalschwellwertmatrix 33, eine Minimalschwellenwertmatrix 35, oder Intermediärfleckmuster 37 auf das eingegebene Graustufenbild 31 an, somit das Graustufenbild 31 in Rasterbild 39 umwandelnd. Hierbei ist die Maximalschwellenwertmatrix 33 eine Umwandlungsmatrix, die eine Angabe über den Dichteschwellenwert zur Spezifizierung von "Schwarz" für individuelle Bildpunkte des Graustufenbildes 31 enthält. Ferner ist die Minimalschwellenmatrix 35 eine Umwandlungsmatrix, die eine Angabe über den Dichteschwellenwert zur Spezifizierung von "Weiß" für individuelle Bildpunkte des Graustufenbildes 31 enthält.

Die Größen der Maximalschwellenwertmatrix 33 und der Minimalschwellenwertmatrix 35 werden durch die Anordnung des in Fig. 7(a) bis (g) gezeigten MGT-Flecks festgelegt. Genauer gesagt werden die Größen der Maximalschwellenwertmatrix 33 und der Minimalschwellenwertmatrix 35 in solcher Weise festgelegt, daß das Fleckmuster, in Übereinstimmung mit der Anordnung der Flecken in Fig. 7(a)-(g) sich automatisch ergibt durch die Anwendung von Maximalschwellenwertmatrix 33 und Minimalschwellenwertmatrix 35 auf die individuellen, von der dicken, durchgezogenen Linie in Graustufenbild 31 begrenzten Bereiche, wie in Fig. 9 gezeigt.

Genauer gesagt betragen ihre Größen vier mal vier Bildpunkte in der Anordnung von Fig. 7(a), sechs mal sechs Bildpunkte in der Anordnung in Fig. 7(b), zehn mal zehn Bildpunkte in der Anordnung in Figs 7(c) und 7(d), 25 mal 25 Bildpunkte in der Anordnung in Fig. 7(e) und 7(f), sowie acht mal acht Bildpunkte in der Anordnung in Fig. 7(g).

Fig. 10 illustriert den Fluß der Bearbeitungsvorgänge, die von Rasterungseinheit 13 durchgeführt werden.

Zuerst wird die Graustufe (Dichte) von Graustufenbild 31 mit dem Maximalschwellenwert des entsprechenden Bildpunktes in der Maximalschwellenwertmatrix 33 verglichen (S1). Falls das Resultat des Vergleichs ergibt, das die Graustufe größer als der Maximalschwellenwert ist (S3), werden die Bildpunkte als "Schwarz" spezifiziert (S15). Wenn die Graustufe gleich oder etwa kleiner als der Maximalschwellenwert ist, wird die Graustufe mit dem Minimalschwellenwert des entsprechenden Bildpunktes in der Minimalschwellenwertmatrix 35 verglichen (S5). Falls das Resultat dieses Vergleichs ergibt, daß die Graustufe kleiner ist als der Minimalschwellenwert (S7), werden die Bildpunkte als "Weiß" spezifiziert (S17).

Wenn die Graustufe nicht größer ist als der Maximalschwellenwert und nicht kleiner als der Minimalschwellenwert, wird bestimmt, ob die Bildpunkte irgendein Element des MGT-Flecks sind oder ob nicht (S9). Falls dieser Vorgang zu dem Ergebnis führt, daß bestimmte Bildpunkte nicht irgendein Element des MGT-Flecks sind, werden die Bildpunkte als "Weiß" spezifiziert. Wenn die Bildpunkte die Elemente des MGT-Flecks sind, wird auf jenes Intermediärfleckmuster zurückgegriffen, das der Dichte des MGT-Flecks entspricht (S11), und es wird entschieden, ob ein bestimmter Bildpunkt, in Übereinstimmung mit diesem Intermediärfleckmuster, als "Schwarz" oder "Weiß" spezifiziert wird (S13, S15, und S17).

Nun wird eine detaillierte Beschreibung bezüglich der Schritte S8 bis S13 durchgeführt.

Fig. 11 und 12 zeigen die positionelle Beziehung zwischen dem MGT-Fleck und der Schwellenwertmatrix. Die durch Schraffieren gekennzeichneten, rechteckigen Bereiche sind die MGT-Flecke und der von einer dicken Linie umschlossene rechteckige Bereich ist eine Schwellenwertmatrix. Fig. 11 zeigt die positionelle Beziehung zur Anordnung der Flecke in Fig. 7(b), und Fig. 12 zeigt die positionelle Beziehung in der in Fig. 7(g) gezeigten Fleckanordnung.

Eine Beurteilung, ob die Bildpunkte in Schritt S8 irgendein Element des MGT-Flecks sind oder ob nicht, muß auf der Grundlage der Position des MGT-Flecks in der Schwellenwertmatrix getroffen werden, wie in Fig. 11 und 12 gezeigt. Genauer gesagt, falls irgendein Bildpunkt in der zu einem bestimmten Bildpunkt zugehörigen Schwellenwertmatrix im MGT-Fleck enthalten ist, wird es als ein Element des MGT- Flecks angesehen.

Fig. 13 bis 17 zeigen anhand von Beispielen, die der Fleckanordnung aus Fig. 7(b) entnommen sind, wie die Maximalschwellenwertmatrix und die Minimalschwellen­ wertmatrizen bestimmt werden.

Zuerst wird, wie in Fig. 13 gezeigt, das Muster mit der maximalen Dichte aus denjenigen Intermediärfleckmustern ausgewählt, die für die verwendete Fleckanordnung benutzt werden können. Im Falle der in Fig. 7(b) gezeigten Fleckanordnung wird das Intermediärfleckmuster mit der Dichte 12 aus Fig. 4(d) ausgewählt.

Ebenfalls werden, wie in Fig. 14 gezeigt, jedem MGT-Fleck vorab ein Attribut und eine Reihenfolge zugewiesen. Hierbei bedeutet der Ausdruck "Attribut" eine Identifikationsnummer für jeden Bildpunkt, die jedem Bildpunkt in sequentieller Reihenfolge, beginnend mit dem Bildpunkt in der oberen linken Ecke, zugewiesen wird, wie ebenfalls in der Abbildung gezeigt. Auch bedeutet der Ausdruck "Reihenfolge" die sequentielle Reihenfolge, in welcher der Fleck mit schwarzen Bildpunkten gefüllt wird. Die Reihenfolge wird dergestalt eingerichtet, daß schwarze Bildpunkte in eine Anordnung gebracht werden, die mit dem Bildpunkt beginnt, welcher in der Position am nächsten zum Zentrum des Flecks ist, und entlang einer spiraligen Route und gleichförmig in die obere, untere, linksgerichtete und rechtsgerichtete Richtung geht. Durch Füllen der schwarzen Bildpunkte in Übereinstimmung mit dieser Reihenfolge wird ein Fleckmuster mit einer Turbinenform erhalten, wie in Fig. 2(a) bis 5(d) gezeigt.

Als nächstes werden die Attribut/Reihenfolge der Fig. 14 für die schwarzen Bildpunkte für das Intermediärfleckmuster in der maximalen Dichte von Fig. 13 in der Position des MGT- Flecks in der Schwellenwertmatrix aus Fig. 11 eingerichtet. Durch diesen Vorgang werden die Attributmatrix, gezeigt in Fig. 15, und die Reihenfolgenmatrix, gezeigt in Fig. 16, erhalten. In der Attributmatrix von Fig. 15 ist eine bestimmte Zahl, die die Attribute kennzeichnet, nur denjenigen Bildpunkten zugewiesen, die dem Intermediärfleckmuster mit der maximalen Dichte entsprechen, und keine bestimmte Zahl wird irgendwelchen anderen Bildpunkten ("RAW") in der Matrix zugewiesen. In der Reihenfolgenmatrix von Fig. 16 wird die vorgegebene Reihenfolge aus Fig. 14 dem Bildpunkt zugewiesen, der dem Intermediärfleckmuster mit der maximalen Dichte entspricht, und eine größere Zahl, die die Reihenfolge angibt, wird jedem Bildpunkt mit einer geeigneten Methode zugewiesen (zum Beispiel in einer willkürlichen Art nach Gutdünken des Anwenders).

Als nächstes werden durch Anwendung z. B. einer Beziehung wie in Fig. 17 gezeigt, auf die Reihenfolgenmatrix aus Fig. 16 der Maximalschwellenwert MAX und der Minimalschwellenwert MIN für jeden Bildpunkt der Matrix bestimmt. Durch diesen Vorgang werden die Maximalschwellenwertmatrix 33 und die Minimalschwellenwertmatrix 35 erhalten.

Die folgenden Ergebnisse werden durch Durchführung der Bearbeitungsvorgänge aus Fig. 10 erhalten, wobei die Maximalschwellenwertmatrix 33 und die Minimalschwellenwertmatrix 35 verwendet werden, welche wie oben beschrieben erhalten werden.

Jene Teile, wie z. B. Strichzeichnungen, welche ausschließlich aus schwarzen und weißen Niveaus im originalen Graustufenbild bestehen, werden in ein Rasterbild umgewandelt, welches die schwarzen und weißen Niveaus von Strichzeichnungen und ähnlichem originalgetreu darstellt, da das "Schwarz"-Niveau stets größer ist als der Maximalschwellenwert MAX, wie in Fig. 17 gezeigt, und das "Weiß"-Niveau immer kleiner ist als der Minimalschwellenwert MIN in Fig. 17.

Andererseits werden solche Teile, die im originalen Graustufenbild in Halbton sind, in der unten beschriebenen Weise in Rasterbilder umgewandelt.

Wenn die Graustufe (Dichte) eines Halbtonanteils über der Maximaldichte in dem verwendbaren Intermediärfleckmuster liegt (eine Dichte von 12 im Falle dieses Beispieles), sind alle Bildpunkte im maximal dichten Intermediärfleckmuster schwarz, und solche Bildpunkte außerhalb des Intermediärfleckmusters sind in Übereinstimmung mit ihren jeweiligen Graustufen weiß oder schwarz. Das heißt, daß all die Bildpunkte mit Ordnungszahlen 1 bis 12 schwarz sind, während die Bildpunkte mit Ordnungszahlen 13 und größer weiß oder schwarz, in jeweiliger Übereinstimmung mit ihren Graustufen, sind.

Im Falle, daß die Graustufe (Dichte) eines Halbtonanteils nicht in irgendeiner Hinsicht größer ist als die Maximaldichte des verwendbaren Intermediärfleckmusters (mit Dichte von 12), sind darüberhinaus nur die Bildpunkte im Inneren des bestimmten Intermediärfleckmusters in der Maximaldichte weiß oder schwarz in Übereinstimmung mit ihren jeweiligen Graustufen, und solche Bildpunkte außerhalb des bestimmten Intermediärfleckmusters sind sicherlich weiß. Das heißt, daß nur die Bildpunkte mit Ordnungszahlen 1 bis 12 in der Anordnungsmatrix aus Fig. 16 in Übereinstimmung mit ihren jeweiligen Graustufen weiß oder schwarz sind, jedoch solche Bildpunkte mit Ordnungszahlen 13 und größer sicherlich weiß sind. Das bedeutet, daß schwarze Bildpunkte nur im MGT-Fleck (d. h. im Gitterfleck) gebildet werden.

Wenn ein Gitterfleck nur in einem MGT-Fleck geformt wird, bestimmt sich das Fleckmuster wie folgt. Wenn die Graustufe eines Bildpunktes größer als der Maximalschwellenwert MAX oder kleiner als der Minimalschwellenwert MIN ist, wird der bestimmte Bildpunkt als "Schwarz" oder "Weiß" spezifiziert, wie bereits unter Bezug auf Fig. 10 beschrieben (S15 und S17 in Fig. 10). Wenn andererseits die Graustufe eines Bildpunktes zwischen dem Maximalschwellenwert MAX und dem Minimalschwellenwert MIN liegt, wird in Übereinstimmung mit der repräsentativen Graustufe des MGT-Flecks Bezug genommen auf ein Intermediärfleckmuster (S11), und der Bildpunkt wird in Übereinstimmung mit dem bestimmten Intermediärfleckmuster als "Weiß" oder "Schwarz" spezifiziert (S13, S15 und S17).

Die Umwandlung im MGT-Fleck, die im letzteren Fall vorgenommen wird, wird besonders beschrieben unter Bezugnahme auf Fig. 18.

Fig. 18 ist ein originales Graustufenbild, wie angezeigt, mit einem Tonwertbereich für 256 Tonabstufungen. Im allgemeinen wechselt der Betrag der Tonabstufungsswerte zwischen benachbarten Bildpunkten eines Halbtonbildes um 1 oder weniger, wie in Fig. 18(a) gezeigt. Die Tonabstufungswerte für dieses originale Graustufenbild werden in Graustufen in einem Maße entsprechend den Dichten (bei insgesamt 65 Tonabstufungen zwischen Dichte 0 und Dichte 16) umgewandelt, welche für die Intermediärfleckmuster der Fig. 2 bis 5 benutzt werden, wie in Fig. 18(b) gezeigt.

Wenn die in Fig. 17 gezeigten Maximalschwellen- und Minimalschwellenwerte auf das Graustufenbild aus Fig. 18(b) angewandt werden, können solche Bildpunkte, die in der Nähe der äußeren Umgrenzung positioniert sind und hohe Ordnungszahlen aufweisen, auf "Schwarz" oder "Weiß" gesetzt werden, jedoch solche Bildpunkte, die im Bereich nahe des Zentrums positioniert sind, wo sie niedrige Ordnungszahlen aufweisen, können nicht auf entweder "Weiß" oder "Schwarz" gesetzt werden, wie durch "?" in Fig. 18 gekennzeichnet. Solchenfalls wird daher die repräsentative Graustufe für diesen MGT-Fleck bestimmt. Zum Beispiel wird die Graustufe 6 + 1/4 des Bildpunktes P5 mit der Attributnummer 5 im MGT- Fleck als die repräsentative Graustufe verwendet.

Als nächstes wird Bezug genommen auf das Intermediärfleckmuster, das dieser repräsentativen Graustufe 6 + 1/4 entspricht. Dies ist ein Fleckmuster wie in Fig. 18(d) gezeigt. Gemäß dem Fleckmuster in Fig. 18(d) wird für jeden mit "?" markierten Bildpunkt über "Schwarz" oder "Weiß" entschieden. Als Resultat dieser Operation kann ein Rasterbild wie in Fig. 18(e) erhalten werden.

Durch den oben beschriebenen Bearbeitungsvorgang wird ein Graustufenbild in ein Rasterbild umgewandelt. Diese Umwandlung weist die unten beschriebenen Merkmale auf.

• (1) Ein Halbtonanteil eines Graustufenbilds, der irgendeine Graustufe unterhalb der Maximaldichte in einem verwendbaren Intermediärfleckmuster hat, wird in ein Halbtonbild in multiplen Tonabstufungen umgewandelt, solange es nicht irgendwelche abrupten Wechsel in der Graustufe enthält (z. B. die Kante oder ähnliches einer Figur).
• (2) Ein Halbtonanteil, der irgendeine Graustufe oberhalb der Maximaldichte eines verwendbaren Intermediärfleckmusters hat, wird in ein Rasterbild umgewandelt, wobei eine Technik angewandt wird, die ähnlich den Rasterungsoperationen gemäß dem Stand der Technik ist.
• (3) Ein abrupter Wechsel in der Graustufe, der am Rand oder ähnlichem einer graphischen Figur in einem Halbtonanteil auftritt, wird originalgetreu durch einen Wechsel in der Zahl der schwarzen Bildpunkte dargestellt, der in Übereinstimmung mit diesem Wechsel ist.
• (4) Strichzeichnungen und ähnliches werden originalgetreu in zwei Tonabstufungen dargestellt (d. h. schwarz und weiß).

Nunmehr wird unter Bezugnahme auf Fig. 19 bis 20(b) eine detaillierte Beschreibung der Halbtonumwandlungseinheit 21 im Laserdrucker 20 aus Fig. 6 gegeben.

Fig. 19 illustriert den Hardwareaufbau von Halbtonumwandlungseinheit 21.

Die Daten in gleichen horizontalen Positionen in sieben aufeinanderfolgenden Zeilen in einem von Hostcomputer 10 empfangenen Rasterbild werden in sieben Schieberegistern 41 bis 53 mit je sechs Speichergliedern eingelesen. Die Daten werden mit einem vorgegebenen Taktgeber synchronisiert und dann zu den hinteren Speichergliedern der Schieberegister 41 bis 53 geschoben. Im folgenden Teil der Beschreibung werden die Daten im fünften Speicherglied (das durch Schraffur markierte Glied) der vierten Zeile, d. h. der in Schieberegister 47 eingelesenen Zeile als die Daten zur Verwendung als Gegenstand des aktuellen Umwandlungsprozesses angesehen und als "Gegenstandsdaten" bezeichnet.

Selektor 55 entnimmt die Daten von vier Speichergliedern, vom zweiten bis zum sechsten Speicherglied, jedem der sieben Schieberegister 41 bis 53 und selektiert einen Datensatz von vier aufeinanderfolgenden Zeilen der eingegebenen Daten (d. h., Daten von vier mal vier Bildpunkten, die dieselbe Größe wie ein MGT-Fleck bilden) und überträgt sie an Dekodierer 59. In diesem Fall verlegt Selektor 55 die besagten vier Zeilen Zeile für Zeile über die besagten sieben Zeilen. Das heißt, der Selektor 55 überträgt einen Datensatz aus den vier obersten Zeilen von Schieberegistern 41 bis 47, einen Datensatz für die zweiten vier Zeilen, gerechnet ab der obersten Zeile, von Schieberegistern 43 bis 49, einen Datensatz für die dritten vier Zeilen, gerechnet ab der obersten Zeile, von Schieberegistern 45 bis 51, und einen Datensatz für die untersten vier Zeilen von Schieberegistern 47 bis 53, an den Dekodierer 59, synchronisiert mit dem oben erwähnten Selektiertaktgeber.

Ein Grenzbedingungsprüfer 57 entnimmt die Daten dem ersten, zweiten, sechsten und siebten Speicherglied der sieben Schieberegister 41 bis 53 wie eingelesen, und überprüft, wie bereits oben beschrieben, die Grenzbedingungen für die Entdeckung eines Intermediärfleckmusters.

Die Überprüfung der Grenzbedingungen ist eine Prüfung mittels UND-Operation, um zu bestimmen, ob die schwarzen Bildpunkte in den zum Dekodierer 59 übertragenen vier mal vier Bildpunkten mit den schwarzen Bildpunkten auf der äußeren Umgrenzung dieses Bereichs verbunden sind oder ob nicht. Z. B. sind in dem in Fig. 20(a) gezeigten Fall die schwarzen Bildpunkte im Bereich nicht mit den schwarzen Bildpunkten auf der äußeren Umgrenzung verbunden, sondern von ihnen isoliert, und demgemäß werden die schwarzen Bildpunkte in diesem Bereich als Intermediärfleckmuster entdeckt. Andererseits sind im Fall gemäß Fig. 20(b) die schwarzen Bildpunkte im Bereich verbunden mit den schwarzen Bildpunkten auf der äußeren Umgrenzung, wie durch Bezugszeichen "E" angezeigt, so daß die schwarzen Bildpunkte in diesem Bereich nicht als jenes entdeckt werden.

Der Grenzbedingungsprüfer 57 führt eine solche Grenzbedingungsprüfung durch. Ferner prüft der Grenzbedingungsprüfer 57 in dieser Ausführungsform lediglich die linke und die rechte Grenzbedingung, prüft jedoch nicht die obere und die untere Grenzbedingung, wie auf Grundlage des in Fig. 19 gezeigten Aufbaus erkannt werden kann. Die Ergebnisse dieser Grenzbedingungsprüfungen werden an Dekodierer 59 übertragen.

Der Dekodierer 59 hat eine eingebauten Logikschaltung, die bestimmt, ob die Daten für die vier vom Selektor 55 eingegebenen Zeilen irgendeinem der Intermediärfleckmuster der Fig. 2 bis 5 entsprechen oder ob nicht, und die Daten für die vier vom Selektor 55 eingegebenen Zeilen werden in diese Logikschaltung eingespeist. Die Logikschaltung beurteilt nur dann, welchem der Intermediärfleckmuster die eingegebenen Daten entsprechen oder ob keinem, wenn die Logikschaltung vom Grenzbedingungsprüfer 57 ein Erkennungssignal erhalten hat, und wenn die Logikschaltung befunden hat, daß die Daten einem Intermediärfleckmuster entsprechen. Die Logikschaltung gibt die relevanten Gegenstandsdaten in den Eingabedaten, als umgewandelte Daten der entsprechenden Bildpunkte in einem Ausgabefleckmuster, welches dem als korrekte Entsprechung gefundenen Intermediärfleckmuster entspricht, aus. Andernfalls gibt diese Logikschaltung die Gegenstandsdaten als solche ohne jegliche Umwandlung aus.

Wie oben erwähnt, werden jedesmal, wenn der Datensatz für die vier Zeilen synchron zum Selektiertaktgeber in den Dekodierer 59 eingegeben wird, die Daten der Gegenstandsbildpunkte ausgegeben, nachdem sie in Übereinstimmung mit dem Ausgabefleckmuster wie oben beschrieben umgewandelt wurden, oder wie sie sind, ohne jegliche Umwandlung. Die Daten der Gegenstandsbildpunkte, welche von der Logikschaltung im Hinblick auf den Datensatz für die vier Zeilen der vier Arten ausgegeben wurden, werden einmal im Dekodierer 59 gespeichert. Danach übergibt Dekodierer 59 die endgültigen Gegenstandsdaten, entweder als umgewandelte Daten, wenn diese Daten irgendwelche Daten enthalten, die in Übereinstimmung mit dem Ausgabefleckmuster umgewandelt worden sind, oder als unveränderte Zieldaten wie sie sind, falls keine umgewandelten Daten enthalten sind, an Bildsignalmodulierungseinheit 61 aus. Dann moduliert Bildsignalmodulierungseinheit 61 ein Laserantriebssignal in Übereinstimmung mit den auf den Gegenstandsbildpunkten eingegebenen, endgültigen Daten zur Bildung eines druckfertigen Bildes.

Als nächstes wird ein Laserdrucker in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Diese bevorzugte Ausführungsform ist ein vereinfachtes System, das im Vergleich zur obigen bevorzugten Ausführungsform eine verringerte Zahl an unterschiedlichen Intermediärfleckmustern aufweist.

Fig. 21 zeigt den Aufbau einer Datenbearbeitungseinheit eines Laserdruckers gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform. Wie in Fig. 21 gezeigt, ist dieser Drucker ausgestattet mit einer Hauptspeichervorrichtung 71 zum Speichern von Bilddaten und ähnlichem, einer Zentraleinheit (CPU) 72, einer Datenempfangseinheit 73 zum Empfangen von Bilddaten vom Hostcomputer, einer Programmspeichervorrichtung 74, welche ein Programm zur Kommandoanweisung an die CPU 72 im Hinblick auf die durchzuführenden Operationen speichert, einem Zeilendatenpuffer 75 zur Speicherung der Daten von vier benachbarten Zeilen, einer DMA-Vorrichtung 76 (die im folgenden als Bilddaten-DMA bezeichnet wird), welche die Bilddaten aus der Hauptspeichervorrichtung 71 liest und die so gelesenen Daten an Zeilendatenpuffer 75 überträgt, einem Horizontalpositionszähler 77, welcher die Position des von Zeilendatenpuffer 75 auszugebenden Bildpunkts spezifiziert, einer Mustererkennungsvorrichtung 78, welche anhand der Bildpunktdaten aus Zeilendatenpuffer 75 oder anhand der Datenmuster der Bildpunkte in der Nähe der Bildpunktdaten ein bestimmtes Intermediärfleckmuster erkennt, einer Bildpunktsignalmodulierungsvorrichtung 79, welche die Signale in Übereinstimmung mit dem Ergebnis einer von Mustererkennungsvorrichtung 78 gemachten Beurteilung moduliert, einer Anordnung 80 einer Laserlicht emitierenden Diode und einer Verstärkereinheit, welche einen Laserstrahl zum horizontalen Scannen eines im Laserdrucker befindlichen photosensitiven Materials erzeugt, einer Scan- Startpositionserkennungsvorrichtung 81 zur Erkennung der Startposition für den Start einer Scan-Operation mit dem Laserstrahl, und einer Takterzeugungseinheit 82, welche einen Takt (im folgenden als Punkttakt bezeichnet) proportional zu den Abständen der gescannten Bildpunkte erzeugt und den erzeugten Takt an Horizontalpositionszähler 77 liefert.

Fig. 22 ist ein Blockdiagramm zur Illustrierung des detaillierten Aufbaus von Zeilendatenpuffer 75 in dieser Ausführungsform.

In Fig. 22 kennzeichnet Bezugszeichen 101 einen Speicher für wahlfreien Zugriff (im folgenden "RAM", für "random access memory" genannt) der zu Schreib- und Lesezugriff auf 8 Bits als ein Wort an einer willkürlich ausgewählten Adresse fähig ist. Das Bezugszeichen 102 kennzeichnet einen Zähler, der den Anfangswert der RAM-Adresse zum Startzeitpunkt einer Scan- Operation anzeigt und einen zirkulären Zählvorgang für das Scan-Startpositionssignal 113 durchführt, wobei fünf (die Zahl der Worte in einer Zeile) als Teiler verwendet wird. Das Bezugszeichen 103 kennzeichnet einen Adresszähler, der die Zahl der Leseoperationen und die Zahl der Schreiboperationen von RAM 101 zählt; und die Zählausgabe 108 ist verbunden mit der Adresseingabe am RAM 101. Der Adresszähler 103 wird mit der Zählausgabe 112 von Anfangsadresszähler 102 bei jedem Scanstartpositionssignal neu belegt. Im RAM 101 werden Leseoperationen viermal für je acht Perioden des Punkttaktes durchgeführt, und eine Schreiboperation wird einmal für jeweils die Daten durchgeführt, die dieselbe horizontale Position belegen und die neueste Zeile bilden, die von Bilddaten-DMA 76 aus der Hauptspeichervorrichtung 71 ausgelesen wurde. Das Bezugszeichen 110 kennzeichnet einen Schieberegisternummernzähler, der einen zirkulären Zählprozeß mit der Anzahl der Leseoperationen und der Anzahl der Schreiboperationen des RAM 101 durchführt, wobei er 5 als Teiler verwendet. Dieser Schieberegisternummernzähler 110 wird durch ein Scan-Startpositionssignal 113 mit Null initialisiert.

Die Bezugszeichen 104, 105, 106, 107 und 111 sind Register für 16 Bits, 15 Bits, 14 Bits, 13 Bits, bzw. 12 Bits und diese Register verschieben die Daten jedesmal um ein Bit in ein höheres Speicherglied in jeder Periode des Punkttakts. Außerdem werden die niederwertigsten acht Bits jedes Schieberegisters, angezeigt durch den Schieberegisternummernzähler 110, mit den Werten eines RAM Daten-Eingabe/Ausgabebusses 109 zum Zeitpunkt einer Lese- oder Schreiboperation in RAM 101 initialisiert.

Beim oben beschriebenen Aufbau kann die Bitanordnung P0 bis 4 und 0 bis 3 in einem Bereich von fünf mal vier Bildpunkten einschließlich der Bildpunkte an der Ausgabeposition in Echtzeit mit jedem Punkttakt aus den Bitanordnungen ausgelesen werden, in denen die vier höchstwertigen Bits eines jeden Schieberegisters angeordnet sind.

Fig. 23 präsentiert eine Tabelle mit einem vom Drucker zu entdeckenden Intermediärfleckmuster und das zu diesem gehörige Ausgabefleckmuster. Die Differenz zwischen dem Intermediärfleckmuster und dem Ausgabefleckmuster wird derart eingerichtet, daß sie innerhalb von drei Bildpunkten bei einem Unterschied im Muster und innerhalb eines Bildpunktes bei einem Unterschied in der Dichte liegen kann, in der gleichen Weise wie in der oben beschriebenen Ausführungsform. Bedingt durch diese Eigenschaft wird, falls überhaupt, nur ein Nebeneffekt von praktisch nicht wahrnehmbarer Größe auftreten, wenn der Durchmesser eines Punktes in der Größenordnung von 40 µm² liegt, selbst wenn eine Umwandlungsoperation irrtümlich bei einem Anteil durchgeführt worden ist, der nicht für jegliche Umwandlung vorgesehen war. Außerdem wird, da das schwarze, von einem weißen Bereich in einem MGT-Fleck umschlossene, Bildpunktmuster als Intermediärfleckmuster spezifiziert ist, keinerlei Umwandlung durchgeführt und somit kein Nebeneffekt erzeugt, was eine durchgehende Umgrenzungslinie, wie eine gerade Linie, eine gebogene Linie, die Kante eines Buchstabens oder ähnliches angeht, die ansonsten anfällig sind für die augenfälligsten Nebeneffekte, die durch irrtümliche Umwandlung produziert werden.

Fig. 24 ist ein Schaltungsdiagramm zur Illustrierung eines Beispiels für die Schaltung der Mustererkennungsvorrichtung 78.

Wie in Fig. 23 gezeigt, werden die Bildpunkte, die in einem Intermediärfleckmuster enthalten sind, einer Umwandlung zu einem Ausgabefleckmuster von zwei Zeilen Umfang unterworfen, und die Mustererkennungsvorrichtung 78 besteht aus zwei Schaltungen, nämlich aus zwei Mustererkennungsschaltungen für jeweils eine der zwei Zeilen.

Das Bezugszeichen 201 ist eine Schaltung zur Identifizierung weißer Bildpunkte in einem MGT-Fleck, der allen Intermediärfleckmustern gemein ist, und diese Schaltung erzeugt eine "1" in der Ausgabe 202 des identifizierten Ergebnisses, falls die Bedingung wahr ist, aber "0" falls die Bedingung falsch ist. Das Bezugszeichen 203 kennzeichnet eine Dekodierschaltung für einen jedem Intermediärfleckmuster eigenen Anteil. Die gesamte Ausgabe dieser Dekodierschaltung wird multipliziert mit der Ausgabe 202 des identifizierten Ergebnisses, um ein Produkt davon zu finden, und falls die Ausgabe 202 des identifizierten Ergebnisses "falsch" ist, so wird jede einzelne der dekodierten Ausgaben "falsch" sein. Mustererkennungsvorrichtung 78 gibt die dekodierte Ausgabe 204 an die Bildmodulierungsvorrichtung 79 aus.

Fig. 25 ist ein Blockdiagramm zur Illustrierung der Bildsignaldemodulierungsvorrichtung 79.

Das Bezugszeichen 301 kennzeichnet ein ROM (read only memory). Das Dekodierungssignal 302, welches von Mustererkennungsvorrichtung 78 ausgegeben wird, wird auf ein Zeilenauswahlsignal angewandt, und die entsprechenden Augabefleckmusterdaten (8-bitweise), welche in jeder Zeile gespeichert sind, werden ausgelesen. Das Bezugszeichen 303 kennzeichnet ein Acht-Bit-Schieberegister, und eine Schiebeoperation wird während der Periode, in welcher die die Schiebeoperation spezifizierende Eingabe 304 "wahr" ist, von einem Schiebetakt 309 durchgeführt, welcher eine Periode von 1/4 der Datenübertragungszeitdauer eines Punktes hat (im folgenden als Vierfachtakt bezeichnet). Weiterhin wird das Schieberegister 303 stets so initialisiert, daß es den Wert des ROM-Datenbusses 313 annimmt, wann immer die die Schiebeoperation spezifizierende Eingabe 304 "falsch" ist.

Die die Schiebeoperation spezifizierende Eingabe 304 empfängt als Eingabe ein Signal, welches durch Verzögern der logischen Summe aller dekodierten Signale um einen Anteil für eine Periode des Bildpunkttaktes 312 mittels einer Pulsweitendehnungsschaltung 307 und anschließendes Ausdehnen der Periode von "wahr" auf eine Periode äquivalent zu zwei Perioden des Punkttaktes, erhalten wird. Das Signal wird ebenfalls in die Selektiereingabe 305 des Selektierers 306 eingegeben, und wenn die Selektiereingabe 305 "wahr" ist, selektiert der Selektor 306 die Ausgabe von Schieberegister 303, bzw., wenn die Selektiereingabe 305 "falsch" ist, selektiert der Selektor 306 ein Signal, welches durch Verzögern der zu den Ausgabepositionen gehörenden Bildpunkwerten P2 und 1 um eine Periode des Punkttakts mittels eines D-Typ Meister/Sklaven Flip/Flop-Registers 311 erhalten wurde. Dieses Signal wird als moduliertes Signal an Ausgabe 306 des modulierten Signals ausgegeben. Dieses modulierte Signal treibt die laserlichtemittierende Diode 60.

Als Nächstes wird eine modifizierte Struktur der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 26 illustriert den Aufbau einer Mustererkennungsvorrichtung in dieser modifizierten Struktur. Diese Mustererkennungsvorrichtung hat gegenüber dem in Fig. 24 gezeigten Aufbau eine zusätzliche Ausgabepositionserkennungs-Schaltung. Die Beschreibung im folgenden Teil wird hauptsächlich im Hinblick auf diese Ausgabepositionserkennungs-Schaltung gemacht.

Das Bezugszeichen 403 kennzeichnet einen Zähler, der einen zirkulären Zählprozess mit einem Punkttakt 409 durchführt (im folgenden als Horizontalpositionszähler bezeichnet), wobei 4 als Teiler verwendet wird. Der Horizontalpositionszähler 403 wird mit Null initialisiert durch ein Scanpositionsstartsignal 410. Der niederwertige Anteil der Zählausgabe dieses Horizontalpositionszählers 403 wird durch das Bezugszeichen 405 angezeigt, während der höherwertige Anteil der Zählausgabe durch das Bezugszeichen 406 angezeigt wird.

Das Bezugszeichen 404 kennzeichnet einen Zähler, welcher, mit 4 als Teiler, einen zirkulären Zählprozeß der zum Bildlesen von Zeilenpuffer 75 (im folgenden als Vertikalpositionszähler bezeichnet) erzeugten Horizontal-Synchronisierungssignale durchführt. Der Horizontalpositionszähler 404 wird zum Zeitpunkt des Starts einer Druckoperation initialisiert. Der niederwertige Anteil der Zählausgabe aus diesem Horizontalpositionszähler 404 wird durch Bezugszeichen 407, der höherwertige Anteil der Zählausgabe durch Bezugszeichen 408 angezeigt.

Das Bezugszeichen 402 kennzeichnet ein "Logisches Produkt"- Element, welches beurteilt, ob die Positionen der Koordinaten für Ausgabe P0 und 0 vom Zeilenpuffer jegliche Vielfache von 4 sowohl in horizontaler Richtung als in vertikaler Richtung sind oder ob nicht, und das Bezugszeichen 401 ist ein anderes "Logisches Produkt"-Element, welches beurteilt, ob die Positionen der Koordinaten für Ausgabe P1, 0 vom Zeilenpuffer 75 jegliche Vielfache von 4 sowohl in horizontaler Richtung als in vertikaler Richtung sind oder ob nicht.

Der in diesem modifizierten Beispiel beschriebene Aufbau ist in der Lage, die Zahl der MGT-Fleckmuster im Vergleich zum früheren Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 27 gezeigt, zu erhöhen (d. h. die Zahl der den Dichten von 1/4 bis 3/4 entsprechenden Fleckmuster zu erhöhen), indem die Ausgabe des logischen Produkts der entdeckten Ausgaben von diesen zwei "Logisches Produkt"-Elementen 401 und 402 und der identifizierten Ausgaben von den zwei oben erwähnten identifizierenden Schaltungen 201 und 201 als Eingabe auf die oben erwähnten Dekodierschaltungen 203 und 203 angewandt wird.

Fig. 28 zeigt eine Bildsignalmodulierungsvorrichtung 79 in einer anderen modifizierten Struktur der zweiten Ausführungsform. Die Bildsignalmodulierungsvorrichtung wird in Verbindung mit einer Umwandlungsbereichsbegrenzungsschaltung gebildet, die dem Aufbau aus Fig. 25 hinzugefügt wird. Im folgenden wird eine Beschreibung einer Bildsignalmodulierungsschaltung hauptsächlich im Hinblick auf diese Umwandlungsbereichs- Begrenzungsschaltung gegeben.

Das Bezugszeichen 505 kennzeichnet eine DMA Vorrichtung (die im folgenden als Maskendaten-DMA bezeichnet wird), welche jedesmal ein Wort der Maskendaten an das Schieberegister 501 überträgt, wenn das Schieberegister 501 ein Wort verbraucht. Das Bezugszeichen 503 kennzeichnet ein Initialisierungssignal für Schieberegister 501 und das Bezugszeichen 504 kennzeichnet einen initialisierenden Datenbus.

Hierbei bedeuten die oben erwähnten Maskendaten solche Daten, die ein vorgegebenes Maskenmuster in eins zu eins Übereinstimmung für jeden Bildpunkt in den als Objekt einer Umwandlung verwendeten Bilddaten darstellen, wobei Maskendaten mit dem Wert "1" eine Umwandlung der zugehörigen Bildpunkte der Bilddaten anzeigen, und wobei Maskendaten mit dem Wert "0" anzeigen, daß keine Bilddatenumwandlung erfolgen soll.

Das Schieberegister 501 führt eine Schiebeoperation für jeden Punkttakt durch und gibt ein Bit nach dem anderen der Maskendaten aus. Mit dem logischen Produkt des Bits der so ausgegebenen Maskendaten und der Ausgabe von Pulsdehnungsschaltung 307 als Selektiersignal ist es möglich, eine Umwandlung eines solchen Bereiches nicht zu veranlassen, der eine Form in Übereinstimmung mit dem Maskenmuster hat. Aufgrund dieser Eigenschaft ist es möglich, sicher die Nebeneffekte einer Modulation zu eliminieren.

Weiterhin kann eine dieser ähnliche Funktion durch solch eine Methode verwirklicht werden, die einen Zeilenpunktzähler zur Verfügung stellt und den gezählten Wert mit einem vorab gesetzten Wert vergleicht, wobei ein umzuwandelnder Bereich entdeckt wird.

Die oben beschriebenen Beispiele bevorzugter Ausführungsformen werden auf Laserdrucker angewandt, aber es versteht sich von selbst, daß ein ähnlicher Effekt durch Verwenden einer ähnlichen Schaltung zur Kontrolle eines Elektronenstrahles in einer Kathodenstrahlanzeigeröhreneinheit oder ähnlichem hervorgerufen werden kann.

Wie oben beschrieben, ermöglicht die vorliegende Erfindung die Darstellung multipler Tonabstufungen mit einer kleinen Menge an Daten.

Die vorstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wurde zu Zwecken der Illustration und Beschreibung präsentiert. Sie ist nicht als erschöpfend oder zur Limitierung der Erfindung auf die genau offenbarte Form beabsichtigt, und Modifikationen und Abwandlungen sind im Lichte der obigen Lehre möglich oder mögen durch Ausführen der Erfindung erworben werden. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erklären und dem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen, für den bestimmten, vorgesehenen Verwendungszweck geeigneten, Modifikationen zu verwenden. Es ist beabsichtigt, daß der Bereich der Erfindung durch die anhängenden Ansprüche und ihre Äquivalente bestimmt werde.

Claims (9)

1. System zur Umwandlung eines Graustufenbildes (31) in ein Halbtonbild (40) mit einem aus einer vorgegebenen Mehrzahl von Bildpunkten zusammengesetzten Fleckbereich zur Darstellung eines Bildes in multiplen Tonabstufungen, wobei das System ein Multi-Tonabstufungs- Bildbearbeitungssystem ist, gekennzeichnet durch
ein Rasterungsmittel (13) zur Erzeugung eines Rasterbildes (39), in welchem Bildpunkte eine Binärwertdichte aus einer Vielzahl an vorgegebenen Binärwertdichten aufweisen, welche einer Graustufe von entsprechenden Bildpunkten im Graustufenbild (31) entsprechen, und
ein Halbtonumwandlungsmittel (21) zur Entdeckung eines Fleckbereichs, entsprechend einem Intermediärfleckmuster (5) von einer Vielzahl an Intermediärfleckmustern (37), aus dem Rasterbild (39) und zur Umwandlung des einen entdeckten Intermediärfleckmusters (5) aus einer Vielzahl von Intermediärfleckmustern (37) in ein entsprechendes Ausgabefleckmuster (9) aus einer Vielzahl von Ausgabefleckmustern,
wobei die Vielzahl von Intermediärfleckmustern (37) solche Fleckmuster sind, die logisch eine vorgegebene Zahl von multiplen Tonabstufungen mit einer Kombination solcher Bildpunkte, die lediglich Binärwerte annehmen können, und auch in einer variablen Anordnung von Bildpunkten, darstellen, und
wobei die Vielzahl von Ausgabefleckmustern solche Fleckmuster sind, die tatsächlich die vorgegebene Zahl von multiplen Tonabstufungen mit einer Kombination von Bildpunkten, die tertiäre oder höhere Werte einer Dichte annehmen können, darstellen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rasterungsmittel (13) eine "Dither"-Matrix einschließt, welche in einem Prozeß, in dem das Rasterungsmittel (13) das Graustufenbild (31) in das Rasterbild (39) umwandelt, den entdeckten Fleckbereich in einer vorgegebenen Position lokalisiert hat, und die individuellen Intermediärfleckmuster (5) im Rasterbild so weit als möglich voneinander trennt.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die "Dither"-Matrix einschließt:
eine Maximalschwellenwertmatrix (33), welche Maximalschwellenwerte für individuelle Bildpunkte bestimmt, um die Graustufe auf die größere der Binärwertdichten zu setzen, und
eine Minimalschwellenwertmatrix (35), welche Minimalschwellenwerte für individuelle Bildpunkte bestimmt, um die oben definierte Graustufe auf die kleinere der oben definierten Binärwertdichten zu setzen, wobei sowohl Maximalschwellenwerte als auch Minimalschwellenwerte einen kleineren Wert für Bildpunkte innerhalb des entdeckten Fleckbereichs haben als einen Wert für Bildpunkte außerhalb des entdeckten Fleckbereichs.

4. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die "Dither"-Matrix einschließt:
eine Maximalschwellenwertmatrix (33), die Maximalschwellenwerte für individuelle Bildpunkte festlegt, um die Graustufe auf die größere der oben definierten Binärwertdichten zu setzen, und
eine Minimalschwellenwertmatrix (35), die Minimalschwellenwerte für individuelle Bildpunkte festlegt, um die Graustufe auf die kleinere der oben definierten Binärwertdichten zu setzen,
die Maximalschwellenwerte und Minimalschwellenwerte so festgelegt werden, daß die Maximalschwellenwerte größer sind als die Minimalschwellenwerte bei zumindest einigen Bildpunkten im entdeckten Fleckbereich und daß beide Schwellenwerte identisch sind für jegliche Bildpunkte außer denen im entdeckten Fleckbereich, und
das Rasterungsmittel (13) ein Intermediärfleckmuster (5) aus einer Vielzahl von Intermediärfleckmustern (37) auswählt, das einer repräsentativen Graustufe im entdeckten Fleckbereich entspricht, wenn irgendein Bildpunkt im entdeckten Fleckbereich eine intermediäre Graustufe hat, deren Dichte nicht auf der Basis entweder der Maximalschwellenwertmatrix (33) oder der Minimalschwellenwertmatrix (35) festgelegt werden kann, und die Dichte eines Bildpunktes mit einer intermediären Graustufe in Übereinstimmung mit dem ausgewählten Intermediärfleckmuster (5) festlegt.

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rasterungsmittel (13) eine Graustufe eines vorgegebenen Bildpunktes in einer Nachbarschaft einer zentralen Position in dem entdeckten Fleckbereich auswählt und die ausgewählte Graustufe als repräsentative Graustufe verwendet.

6. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von "Dither"-Matrizen vorab, entsprechend einer Vielzahl von in der Dichte differierenden Anordnungen im entdeckten Fleckbereich auf dem Rasterbild vorbereitet werden,
jede der Vielzahl von "Dither"-Matrizen in Übereinstimmung mit einer Bedingung vorbestimmt wird, in welcher ein verwendbarer Typ von Intermediärfleckmustern (5) auf einen Typ, der zu einem vorgegebenen kleinen Bereich von Dichten gehört, beschränkt ist, so daß die Vielzahl der Intermediärfleckmuster (37) auf dem Rasterbild (39) unter einer Anordnung des zugehörigen entdeckten Fleckbereichs isoliert ist, und
das Rasterungsmittel (13) das Graustufenbild (31) in das Rasterbild (39) umwandelt, unter selektiver Verwendung einer aus einer Vielzahl von "Dither"-Matrizen.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vielzahl von "Dither"-Matrizen eine Maximalschwellenwertmatrix (33) einschließt, welche Maximalschwellenwerte für individuelle Bildpunkte festlegt, um die Graustufe auf die größere der Binärwertdichten zu setzen, und eine Minimalschwellenwertmatrix (35) einschließt, welche Minimalschwellenwerte für die individuellen Bildpunkte festlegt, um die Graustufe auf die kleinere der oben definierten Binärwertdichten zu setzen,
die Maximalschwellenwerte und die Minimalschwellenwerte so festgelegt werden, daß die Maximalschwellenwerte größer sind als die Minimalschwellenwerte für zumindest einige der Bildpunkte im entdeckten Fleckbereich, und die Schwellenwerte für Bildpunkte, außer denen im entdeckten Fleckbereich, identisch sind, und
das Rasterungsmittel (13) ein einer repräsentativen Graustufe im entdeckten Fleckbereich entsprechendes Intermediärfleckmuster (5) aus einer Vielzahl von Intermediärfleckmustern (37) auswählt, wenn irgendein Bildpunkt im entdeckten Fleckbereich eine intermediäre Graustufe hat, deren Dichte nicht auf Basis von entweder der Maximalschwellenwertmatrix (33) oder der Minimalschwellenwertmatrix (35) festgelegt werden kann, und legt die Dichte eines Bildpunktes mit intermediärer Dichte in Übereinstimmung mit dem so ausgewählten Intermediärfleckmuster (5) fest.

8. System zur Umwandlung eines Graustufenbildes in ein Halbtonbild mit einem Fleckbereich aus einer vorgegebenen Vielzahl von Bildpunkten für Multi- Tonabstufungsdarstellung, wobei das System ein Multi- Tonabstufungs-Bildbearbeitungssystem ist, gekennzeichnet durch
einen Rasterungsprozeß zur Erzeugung eines Rasterbildes aus einem zugehörigen Bildpunkt, welcher eine der vorgegebenen Binärwertdichten in Übereinstimmung mit einer Graustufe der Bildpunkte im Graustufenbild (31) hat, und
einen Halbtonumwandlungsprozeß zur Entdeckung eines Fleckbereichs, der ein Intermediärfleckmuster (5) aus einer Vielzahl von Intermediärfleckmustern (37) aufweist, in einem Rasterbild (39) und zur Umwandlung des einen Intermediärfleckmusters (5) einer Vielzahl von Intermediärfleckmustern (37) des entdeckten Fleckbereichs in ein zugehöriges Ausgabefleckmuster (9) aus einer Vielzahl von Ausgabefleckmustern,
worin die Vielzahl von Ausgabefleckmustern solche Fleckmuster sind, die tatsächlich eine vorgegebene Vielzahl von multiplen Tonabstufungen durch Kombinieren von Bildpunkten, die tertiäre oder höhere Dichtewerte annehmen können, darstellen, und
die Vielzahl von Intermediärfleckmustern (37) solche Fleckmuster sind, die logisch eine Vielzahl von multiplen Tonabstufungen durch Kombinieren von Bildpunkten, die nur Binärwertdichten annehmen können, und auch durch Veränderung der Anordnung der Bildpunkte repräsentieren.

9. System zur Umwandlung eines Graustufenbildes (31) in ein Halbtonbild (40) mit einem Fleckbereich, der aus einer Vielzahl von Bildpunkten zur multiplen Tonabstufungsdarstellung besteht, wobei das System ein Multi-Tonabstufungs-Bildbearbeitungssystem ist, gekennzeichnet durch
eine "Dither"-Matrix, die einen Fleckbereich in einer vorgegebenen Position lokalisiert hat,
eine Vielzahl von Fleckmustern, welche durch Kombinieren von Bildpunkten, die nur vorgegebene Binärwertdichten annehmen können, gebildet werden, und welche logisch Tonabstufungen in einer größeren Zahl repräsentieren als die Maximalzahl von kombinierten Bildpunkten, indem die Anordnung der Bildpunkte variiert wird;
ein erstes Rasterungsmittel zur Umwandlung einer Graustufe von zumindest außerhalb des entdeckten Fleckbereichs im Graustufenbild gelegenen Bildpunkten in die Binärwertdichten unter Verwendung der "Dither"- Matrix, und
ein zweites Rasterungsmittel zur Umwandlung einer Graustufe von zumindest einigen innerhalb des entdeckten Fleckbereichs im Graustufenbild gelegenen Bildpunkten in die oben definierten Binärwertdichten, unter Verwendung der entdeckten Fleckmuster.