DE69103953T2

DE69103953T2 - Farbvignetten.

Info

Publication number: DE69103953T2
Application number: DE69103953T
Authority: DE
Inventors: Andrew James Victor Yeomans
Original assignee: Crosfield Electronics Ltd
Current assignee: FFEI Ltd
Priority date: 1990-05-01
Filing date: 1991-04-12
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2011-04-13
Also published as: DE69103953D1; US5402534A; EP0455366B1; JPH04229383A; EP0455366A1; GB9009722D0; JP3017554B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Farbkomponentenwerten einer Vignette.
In der graphischen Bildverarbeitung ist es häufig erforderlich, eine Vignette herzustellen. Theoretisch besteht eine Vignette (auch bekannt unter der Bezeichnung Gradation, Degradation oder Farb-Fountain) aus einer kohtinuierlichen Farbgradation zwischen oberen und unteren Dichtewerten. Praktisch wird die Variation der Vignette in eine Anzahl von diskreten Schritten unterteilt. Unglücklicherweise ist es bei sehr aufwendigen graphischen Wiedergabesystemen, auch wenn die Quantisierungsschritte verhältnismäßig klein sind, immer noch möglich, die Stufen in einem zur Wiedergabe gebrachten Bild mit Vignette zu erkennen. Um diese Erscheinung zu verringern, hat man üblicherweise eine Zufallsrauschvariation angewandt, um das gestufte Erscheinungsbild zu vergleichmäßigen, wobei die Schrittwerte innerhalb eines Bereichs auf jeder Seite eines nominellen Schrittwertes zufällig gewählt werden (s. beispielsweise EP-A-0 324 271).
Die Schwierigkeit dieses Verfahrens tritt dann zutage, wenn der nominelle Vignettenwert nahe an den oberen und unteren Grenzen liegt. Dann kann die Zufallsänderung einen Vignettenwert erzeugen, der außerhalb des spezifizierten Bereichs liegt, was üblicherweise anzeigt, daß er außerhalb des Wiedergabeumfangs liegt. In dieser Situation wird der berechnete Vignettenwert durch den benachbarten oberen oder unteren Grenzwert ersetzt. Dies resultiert dann in einem unerwünschten Band, das auf der Wiedergabe erscheint. Wenn diese Vignette im Anstoß an einen nicht graduierten Farbbereich plaziert wird, so ergibt sich eine unerwünschte Farbänderung zwischen der Vignette und dem Farbbereich.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Erzeugen von Farbkomponentenwerten einer Vignette vorgesehen, wobei die Werte zwischen oberen und unteren Grenzen liegen dürfen, bei dem ein nomineller Vignettenwert erzeugt wird und der nominelle Vignettenwert mit einem zufällig gewählten Wert modifiziert wird, wobei der zufällig gewählte Wert in einem vorbestimmten Bereich liegt, dadurch gekennzeichnet, daß sich der vorbestimmte Bereich, in dem der Zufallswert liegen kann, gemäß der Nähe des nominellen Vignettenwertes zu den oberen und unteren Grenzen verengt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Erzeugen von Farbkomponentenwerten für die Vignette vorgesehen, wobei die Werte zwischen oberen und unteren Grenzen liegen dürfen, bei der ein nomineller Vignettenwertgenerator, ein Zufallszahlgenerator zum Erzeugen einer innerhalb eines vorbestimmten Bereichs veränderlichen Zufallszahl und Kombinationsmittel vorgesehen sind, die an den nominellen Vignettenwertgenerator und den Zufallszahlgenerator angeschlossen sind, um den von dem nominellen Vignettenwertgenerator gemäß der Zufallszahl erzeugten Wert zu modifizieren, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufallszahlgenerator Mittel aufweist, mit denen der vorbestimmte Bereich, in dem die Zufallszahl liegen kann, gemäß der Nähe des von dem nominellen Vignettenwertgenerator erzeugten nominellen Vignettenwert zu den oberen und unteren Grenzen verengt wird.
Wir haben ein modifiziertes Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Vignettenwerten entworfen, bei dem die Zufallszahl bzw. das Rauschen, das dem nominellen Wert überlagert wird, so begrenzt wird, daß sie in einen engeren Bereich fällt, wenn der nominelle Wert sich an die oberen und unteren Grenzen annähert. Dies führt zu einem verbesserten graduellen Übergang der Ausgangsvignettenwerte zu den oberen und unteren Grenzen und vermeidet das Problem, daß grobe Bänder auftreten bzw. Farbungleichheiten mit benachbarten getönten Flächen.
Die Werte können digital oder analog sein.
Vorzugsweise besteht das Verfahren darin, den nominellen Vignettenwert mit den oberen und unteren Grenzen zu vergleichen und einen richtigen Bereich auszuwählen, innerhalb dem der Zufallswert liegen darf, falls der nominelle Vignettenwert in einem vorbestimmten Abstand von einem der Grenzen liegt. Beispielsweise kann der Bereich so definiert sein, daß er symmetrisch zum nominellen Vignettenwert liegt und daß er ein Ende entsprechend der näheren der oberen und unteren Grenzen besitzt.
Die Vorrichtung weist deshalb vorzugsweise Vergleichsmittel zum Vergleichen des von dem nominellen Vignettenwertgenerator erzeugten nominellen Vignettenwertes mit den oberen und unteren Grenzen auf, und zum Ansteuern des Zufallszahlgenerators, wenn der nominelle Vignettenwert innerhalb eines vorbestimmten Abstandes von einer der Grenzen liegt, so daß die Zufallszahl in einem Bereich variieren kann, der symmetrisch zum nominellen Vignettenwert liegt und der ein Ende besitzt, das mit der näheren der oberen und unteren Grenzen zusammenfällt.
Die Bezugnahme auf einen Zufallswert oder eine Zufallszahl soll auch einen Pseudozufallswert oder -zahl einschließen.
Die Vorrichtung kann mit Hilfe eines entsprechend Programmierten Computers realisiert werden oder mit fest verdrahteten Schaltungen oder einer Kombination aus beiden Möglichkeiten.
Zwei Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden nun anschließend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung;
Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Darstellung der auf Software basierenden Vorrichtung;
Fig. 3 die Variation in einer üblicherweise erzeugten Vignette und
Fig. 4 die Variation in einer mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 erzeugten Vignette.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Vignetten-Rampengenerator 1, der einen Satz nomineller Werte entsprechend den Vignettenfarbdichtwerten zwischen 0 und 100% erzeugt. Die nominellen Werte werden einer Addierschaltung 2 zugeführt und auch zwei Subtraktionsschaltungen 3 und 4. Der andere Eingang der Subtraktionsschaltung 3 erhält ein Signal entsprechend einer Nullprozent-Farbdichte, während der andere Eingang der Subtraktionsschaltung 4 ein Signal entsprechend der Hundertprozent-Farbdichte erhält. Die Ausgänge der beiden Subtraktionsschaltungen 3 und 4 führen zu einer Minimalwert-Bestimmungsschaltung 5, die ferner ein gewünschtes Rauschpegelsignal erhält. Der Ausgang der Schaltung 5 liefert das kleinste Signal von den drei Eingangswerten und wird der Verstärkungssteuerschaltung 6 eines Zufallzahlsgenerators zugeführt. Der Zufallszahlgenerator enthält ferner eine Zufallsrauschgeneratorschaltung 7, die Werte im Bereich -1 bis +1 erzeugt. Der Ausgang der Verstärkungssteuerschaltung 6 wird der Addierschaltung 2 zugeführt, die die Zufallsrauschvariation zu dem nominellen Vignettenwert hinzu addiert, wobei der Ausgang der Addierschaltung 2 einer Schwellwert-Quantisierschaltung 8 zugeführt wird, die das Signal in einen Ausgangswert mit zulässiger Quanitisierung umwandelt.
Typischerweise gibt es mehrere hundert Quantisierschritte in dem zulässigen Bereich der Ausgangswerte. Wenn die Schaltung aus digitalen Elementen aufgebaut wird, so müssen die von dem Vignettenrampengenerator 1 und Zufallrauschgenerator 7 erzeugten Werte mit größerer Genauigkeit eingehalten werden als die Ausgangswerte, beispielsweise indem jeder Ausgangsquantisierschritt in acht kleinere Schritte unterteilt wird.
Wird die Schaltung aus analogen Elementen aufgebaut, wobei die Werte von Spannungen repräsentiert werden, so müssen die Schaltungselemente eine Genauigkeit entsprechend einem Fehler einhalten, der wesentlich kleiner ist als ein einziger Ausgangsquantisierschritt.
Vor der Inbetriebnahme muß ein gewünschter Rauschpegel bestimmt werden und typischerweise können dies zehn Ausgangsquantisierschritte sein. Mit anderen Worten kann der Signalausgang aus der Verstärkungssteuerschaltung 6 Werte zwischen +/- 10 Quantisierschritte besitzen. Während der Erzeugung der nominellen Vignettenwerte im mittleren Bereich zwischen 0% und 100% veranlaßt damit der Ausgangswert der Schaltung 5, daß die Verstärkungssteuerschaltung 6 die Zufallszahlen des Generators 7 zwischen Werten im Bereich von +/- 10 Quantisierschritten modifiziert, die dann zu dem nominellen Wert addiert werden.
Zu Beginn einer Rampenerzeugung, die bei einer Nullprozent-Farbdichte beginnt, erzeugt die Subtraktionsschaltung 3 einen Wert (entsprechend dem Farbdichtewert), der von weniger als 10 Quantisierschritten repräsentiert sein wird. Demzufolge liefert die Schaltung 5 diesen Wert als Ausgang anstelle des normalen gewünschten Rauschpegelwertes von 10 Quantisierschritten. Dies veranlaßt die Verstärkungssteuerschaltung 6, daß der zur Addierschaltung 2 geführte resultierende Zufallswert an einer Veränderung innerhalb seines normalen Bereichs gehindert wird und daß dieser Bereich auf die Zahl der Quantisierschritte entsprechend dem Signaleingang aus der Subtraktionsschaltung 3 begrenzt wird.
Wenn sich die Rampe an die Hundertprozent-Farbdichte annähert, so wird in ähnlicher Weise das Signal von der Subtrahierschaltung 4 kleiner als das gewünschte Rauschpegelsignal und wiederum verringert die Verstärkungssteuerschaltung 6 den Bereich, innerhalb dem die zur Addierschaltung 2 geführte Zufallszahl variieren kann, auf einen Wert gleich +/- die Zahl der Quantisierschritte entsprechend dem Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 4.
Auf diese Weise wird eine allmähliche Annäherung an die Endwerte der Rampe erreicht.
Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm zur Darstellung des Betriebsablaufs eines auf Computer basierenden Systems. Der Computer erhält nominelle Vignettenwerte von einem Vignettenrampengenerator (nicht dargestellt) im Schritt 10 und vergleicht diesen nominellen Wert mit den oberen und unteren Grenzen, in denen der nominelle Wert variieren kann, um die Zahl der Quantisierschritte zu bestimmen, die zwischen dem gelesenen nominellen Wert und den oberen bzw. unteren Grenzen definiert sind (Schritt 11).
Wenn der Abstand, ausgedrückt in Quantisierschritten, zwischen dem gelesenen nominalen Wert und den oberen und unteren Grenzen einen vorbestimmten, gewünschten Rauschpegel überschreitet, dann wird der nominelle Wert mit einer Zufallszahl modifiziert, die innerhalb des gewünschten Rauschpegelbereichs variiert (Schritte 12 bis 14).
Wenn die Differenz, ausgedrückt in Zahlen der Quantisierschritte, kleiner ist als der gewünschte Rauschbereich, dann wird eine Zufallszahl erzeugt, die in diesen begrenzten Bereich fällt (Schritt 15).
Letztlich wird der modifizierte nominelle Wert durch Kürzen oder Abrunden auf den nächstliegenden quantisierten Ausgangswert quantisiert (Schritt 16).
Fig. 3 zeigt graphisch die Form einer konventionellen Vignette, wobei ersichtlich ist, daß nahe den oberen und unteren nominellen Dichtewerten harte Kanten 20,21 hervorgerufen werden. Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 4 ein Beispiel einer Vignette, die mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 erzeugt wurde, wobei erkennbar ist, daß bei Annäherung der nominellen Werte an ihre Endwerte wesentlich sanftere Kanten 22, 23 hervorgerufen werden.
Typischerweise wird die Vorrichtung gemäß Fig. 1 im Falle eines mehrfarbigen Bildes für eine Farbkomponente dieses Bildes benutzt. In einer solchen mehrfarbigen Darstellung können aber einige Schaltungselemente gemeinsam vorgesehen sein, beispielsweise kann ein einziger Zufallszahlgenerator für alle Farbkomponenten Verwendung finden.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen von Farbkomponentenwerten einer Vignette, wobei die Werte zwischen oberen und unteren Grenzen liegen dürfen, bei dem ein nomineller Vignettenwert erzeugt wird und der nominelle Vignettenwert mit einem zufällig gewählten Wert modifiziert wird, wobei der zufällig gewählte Wert in einem vorbestimmten Bereich liegt, dadurch gekennzeichnet, daß sich der vorbestimmte Bereich, in dem der Zufallswert liegen kann, gemäß der Nähe des nominellen Vignettenwertes zu den oberen und unteren Grenzen verengt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der nominelle Vignettenwert mit den oberen und unteren Grenzen verglichen wird und ein geeigneter Bereich ausgewählt wird, in dem der Zufallswert liegen kann, wenn der nominale Vignettenwert in einem vorbestimmten Abstand von einer der Grenzen liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Bereich symmetrisch zum nominellen Vignettenwert liegt und einen Endwert entsprechend der näher liegenden der oberen und unteren Grenzen aufweist.

4. Vorrichtung zum Erzeugen von Farbkomponentenwerten für die Vignette, wobei die Werte zwischen oberen und unteren Grenzen liegen dürfen, bei der ein nomineller Vignettenwertgenerator (1) ein Zufallszahlgenerator (7) zum Erzeugen einer innerhalb eines vorbestimmten Bereichs veränderlichen Zufallszahl und der Kombinationsmittel vorgesehen sind, die an den nominellen Vignettenwertgenerator (1) und den Zufallszahlgenerator (7) angeschlossen sind, um den von dem nominellen Vignettenwertgenerator erzeugten Wert gemäß der Zufallszahl zu modifizieren, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufallszahlgenerator (7) Mittel (3,4,5,6) aufweist, mit denen der vorbestimmte Bereich, in dem die Zufallszahl liegen kann, gemäß der Nähe des von dem nominellen Vignettenwertgenerator erzeugten nominellen Vignettenwerts zu den oberen und unteren Grenzen verengt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner mit Vergleichsmitteln zum Vergleichen des von dem nominellen Vignettenwertgenerator erzeugten noininellen Vignettenwerts mit den oberen und unteren Grenzen, und, falls der nominelle Vignettenwert in einem vorbestimmten Abstand von einer der Grenzen liegt, zum Ansteuern des Zufallszahlgenerators derart, daß die Zufallszahl in einem Bereich Symmetrisch zum nominellen Vignettenwert variieren kann und einen Extremwert besitzt, der mit der näher liegenden der oberen und unteren Grenzen zusammenfällt.