DE69117591T2 - Videosignalumschaltung - Google Patents

Videosignalumschaltung

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DE69117591T2
DE69117591T2 DE69117591T DE69117591T DE69117591T2 DE 69117591 T2 DE69117591 T2 DE 69117591T2 DE 69117591 T DE69117591 T DE 69117591T DE 69117591 T DE69117591 T DE 69117591T DE 69117591 T2 DE69117591 T2 DE 69117591T2
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40Picture signal circuits
    • H04N1/40068Modification of image resolution, i.e. determining the values of picture elements at new relative positions

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  • Fax Reproducing Arrangements (AREA)
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Description

  • Diese Erfindung betrifft die Umschaltung von Videosignalen, die es erlaubt, eine gebrochene Anzahl von Abtastungen zum Belichten jedes Datenrasters in einem Rasterausgabescanner (ROS) zu verwenden, und die es im besonderen erlaubt, eine einzelne Abtastung mit Videodaten von einem Raster zu beginnen und an jedem Punkt der Daten ohne einen sichtbaren Hinweis auf den Umschaltpunkt auf das nächste Raster umzuschalten.
  • Im einfachsten Fall verfügt der Rasterausgabescanner über eine Abtastung pro Raster. Ein Beispiel ist eine Abtastung, die von einem rotierenden Polygon erzeugt wird, das benutzt wird, um eine Abbildung auf einen Photorezeptor zu werfen. Zu Beginn der Abtastung (SOS) wird eine Videozeile ausgetaktet und zum Modulieren der Strahlstärke benutzt, um ein Raster zu erzeugen. Es ist auch möglich, zwei oder mehr Abtastungen für jedes Raster zu verwenden, wobei in diesem Fall die Videosignale für jede Abtastung in einem Raster identisch sind.
  • Ein Problem tritt auf, wenn die Abtastung und die benötigten Rasterpixeldichten keine Vielfachen voneinander sind. Zum Beispiel sei angenommen, daß ein 10 Punkte pro mm Videogenerator benutzt wird, um einen 14 Punkte pro mm Drucker zu treiben. In der Abtastrichtung kann die Taktgeschwindigkeit des Videos so verändert werden, daß sie der Abtastgeschwindigkeit entspricht, um die richtige Bildbreite zu ergeben. In der Prozeßrichtung ist jedoch die Anpassung der Videorate an die Zahl von Abtastungen pro mm des Druckers ein sehr schwieriger Vorgang. Die Anzahl von Abtastungen pro Längeneinheit am Drucker ist nomalerweise nicht veränderbar, so daß der einzige Weg darin besteht, das Video elektronisch, in diesem Beispiel von 10 auf 14 Abtastungen pro mm, umzusetzen. Dies kann erfolgen, indem das gesamte Bild in ein stetiges Graustufenbild mit Hilfe eines numerischen Prozesses umgewandelt und dann dieses stetige Bild in die gewünschten 14 Abtastzeilen pro mm umgesetzt wird. Natürlich werden bei dem Prozeß viel viel Computerzeit und Speicher verbraucht, und ein Verlust von Einzelheiten ist unvermeidlich.
  • Es wird ein besseres Verfahren benötigt, um eine fraktionäre Anpassung in der Anzahl von Abtastzeilen pro Längeneinheit vorzunehmen.
  • Eine Lösung geht von der Vorstellung aus, daß eine gebrochene Anzahl von Abtastungen pro Raster vorhanden sein kann. In einem System, wo z.B. der ROS acht Abtastungen in der Zeit erzeugt, die der Datengenerator braucht, um drei Datenzeilen oder Raster zu erzeugen, kann das System jedem Raster 2 2/3 Abtastzeilen zuweisen. Mit anderen Worten, für die ersten zwei Zellen werden die gleichen Daten an den ROS gesendet. Für die dritte Zeile werden die ersten Rasterdaten für die ersten zwei Drittel und die zweiten Rasterdaten für das letzte Drittel der dritten Abtastung benutzt werden. Dann werden die zweiten Rasterdaten für die nächsten 2 1/3 Zeilen benutzt Zum Schluß werden die dritten Rasterdaten für die letzten zwei Drittel der sechsten Abtastzeile und für die nächsten zwei ganzen Abtastzeilen benutzt. Auf diese Weise sind drei gleiche Raster von acht Abtastungen gedruckt worden.
  • Ein Restproblem ist, daß der Übergangapunkt, wo die Abtastung Daten von einem Raster auf das nachste umschaltet, sichtbar sein wird. Es wird ein Verfahren benötigt, das diese Stelle unsichtbar macht.
  • Wenn das Video von einem Raster auf das nächste umschaltet, kann es einen sichbaren Übergang geben. Im schlimmsten Fall kann ein plötzlicher Übergang zwischen einem weißen Raster und einem schwarzen Raster sichtbar sein. Um diesen Übergang zu verteilen, kann das Raster dazu gebracht werden, sich allmählich von hell nach dunkelgrau zu verändern. Bei einer Analoganzeige kann dies erreicht werden, indem die Intensität des Strahles verändert wird. Im digitalen Fall lehrt jedoch die vorliegende Beschreibung das Teilen jedes Pixels in ein Tastverhältnis von zwei Teilen Während des ersten Teils des Tastverhältnisses werden die ersten Rasterdaten benutzt, und während des zweiten Teils werden die zweiten Rasterdaten benutzt. Dann kann durch Verändern des Tastverhältnisses der Übergang zwischen den Rastern dazu gebracht werden, weich von einer Farbe zur nachsten zu wechseln, ohne daß eine sichtbare Verbindung erzeugt wird.
  • Lichtpunktscanner, auch als Rasterausgabescanner bekannt, besitzen herkömmlich ein reflektierendes, vielfach facettiertes Polygon, das um seine Mittelachse gedreht wird, um einen oder mehrere intensitätsmodulierte Lichtstrahlen in einer Schnellabtast- oder Zeilenabtastrichtung über ein lichtempfindliches Aufzeichnungsuedlum streichen zu lassen, während das Aufzeichnungsmedium in einer rechtwinkligen Langsamabtast- oder Prozeßrichtung vorgeschoben wird, so daß der oder die Strahl(en) das Aufzeichnungsmedium in einem Rasterabtastmuster abtaste(t)n. Das digitale Drucken wird durchgeführt, indem jeder der Strahlen nach Maßgabe eines binären Probenstromes seriell intensitätsmoduliert wird, wodurch das Aufzeichnungsmedium dem durch die Proben dargestellten Bild, sowie es abgetastet wird, ausgesetzt wird.
  • Wie man weiß, hängt die Qualität eines von einem digitalen Drucker gedruckten Bildes zu einem wesentlichen Teil von der Genauigkeit ab, mit der die einzelnen Bildelemente, "Pixels", des gedruckten Bildes auf dem Aufzeichnungsmedium positioniert werden. In der Prozeßrichtung muß der Abstand der Abtastzeilen genau sein, um Halbtonbilder zu erzeugen, die frei von Verbindungsstellen sind, die durch Wackeln der Polygonfacetten, die Verzahnung des Prozeßgetriebes, Drehzahlabweichungen des Prozeßmotors und andere Prozeßunregelmäßigkeiten verursacht werden, die zur ungleichen Beabstandung der Abtastungen beitragen.
  • Typischerweise wird ein Abtastbeginn-Detektor benutzt, um den oder die Lichtpunkt(e) mit den Datenrastern zu synchronisieren, und ein Raster von Daten wird für jede Abtastung durch jeden Punkt ausgegeben. Bei jedem neuen Abtastbeginnsignal wird einzelnes Raster ausgegeben. Bei einigen Abtastschemas, z.B. der "Zeilenverdopplung" oder der "Zeilenverdreifachung", wird ein einzelnes Raster zweimal oder mehr während zwei oder mehr Abtastungen ausgegeben. Dies hat den Vorteil, daß etwas von dem Wackeln des Polygons verwischt wird, hat aber den Nachteil, daß eine Polygon-Winkelgeschwindigkeit erforderlich ist, die zweioder dreimal höher als nomalerwelse benötigt ist. Außerdem ist die Rastertrennung auf die ganzzahligen Vielfachen der Abtasttrennung beschränkt, was die Möglichkeit ausschließt, einen Geschwindigkeitsausgleich oder eine Dichtesteuerung, außer bei einer relativ groben (Abtastabstand) Auflösung, vorzunehmen.
  • Das hier beschriebene System wird eine Geschwindigkeitskompensation und eine Dichtesteuerung auf beliebig feiner Auflösung in der Prozeßrichtung zur Verfügung stellen und beruht auf der Trennung des Abtastbeginnsignals von der Modulationsübertragung von einem Datenraster auf das nächste und benutzt stattdessen die räumliche Position des Belichtungsmediums, um zu bestimmen, welches Raster auszugeben ist. Anstatt jedes Raster während des "Rücksprung"-Teils der Schnellabtastung zu beginnen und zu beenden, kann die Übertragung auf das nächste Raster während einer Abtastung eingeleitet werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun als Beispiel mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen
  • Fig. 1 eine Draufsicht eines Photorezeptors ist, die ein erfindungsgemäßes Rastermuster zeigt;
  • Fig. 2 eine ähnliche Ansicht eines anderen Rastermusters dieser Erfindung ist;
  • Fig. 3 eine Darstellung ist, die die Zusammensetzung eines Rastersignals zeigt, und
  • Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Modulationsschaltung ist, die zur praktischen Ausführung dieser Erfindung nützlich ist.
  • Fig. 1 zeigt ein Beispiel dieser veränderbaren Beziehung zwischen Abtastungen und Rastern. Es sei eine rechteckige Fläche des Photorezeptors angenommen, die auf der linken Seite durch die Linie 27, die den Abtastbeginn definiert, und auf der rechten Seite durch die Linie 26, die das Abtastende definiert, begrenzt wird. Das Rechteck umfaßt ferner die oberen drei Raster des Bildes, die Raster 21, 22 und 23. Nun sei angenommen, daß die Zeilen 13 bis 20 eine Frequenz derart besitzen, daß diese Abtastungen die drei Raster bedecken werden. Jetzt werden erfindungsgemäß die Bilddaten für das erste Raster der ganzen ersten Abtastung 13 zugeführt, dieselben Bilddaten werden der zweiten vollen Abtastung 14 zugeführt, und dieselben Daten werden der dritten Abtastung 15 zugeführt, aber nur für die ersten 2/3 der Abtastung. Am Punkt 24 wird ein Übergang auftreten, und die Daten werden auf die Daten des Rasters 22 umgeschaltet. Wenn z.B. das erste Raster 21 weiß ist und das zweite Raster 22 schwarz ist, dann werden weiße Pixels an die Abtastungen 13 und 14 und die ersten 2/3 der Abtastung 15 geliefert. Am Übergangspunkt 24 werden die Bilddaten umgeschaltet, und danach werden schwarze Pixels an den Rest der Abtastung 15, an alle Abtastungen 16 und 11 und das erste Drittel der Abtastung 18 geliefert.
  • Man kann nun erkennen, daß dieses Verfahren benutzt werden kann, um jede Zahl von Abtastungen an jede Zahl von Datenrastern anzupassen, währen die absolute Genauigkeit jeder Rasterdimension in der Prozeßrichtung beibehalten wird. Dieses Verfahren wird nicht nur eine einzelne Abtastgeschwindigkeit an eine abweichende Rasterdichte anpassen, sondern es wird auch Abweichungen der Prozeßgeschwindigkeit ausgleichen, da die tatsächliche Position des Rasters und nicht der nominelle Zeitbetrag zwischen den Rastern der Mechanismus sein kann, mit dem der Beginn jedes Rasters bestimmt wird.
  • Wie einzusehen ist, kann das Umschalten von einem Datenraster auf ein anderes in der Mitte einer Abtastung ohne irgendeine Art von Kompensationsverfahren sichtbare Effekte hervorrufen. Diese Effekte können durch das Schweben der Rasterfrequenz mit der Abtastfrequenz erzeugt werden. Durch Erhöhen der Anzahl von Abtastungen pro Raster können diese hochfrequenten Effekte wie im Fall der Abtastverdopplung- oder -verdreifachung verwischt werden.
  • Es ist nicht nötig, die Polygondrehzahl zu erhöhen, um die Anzahl von Abtastungen pro Raster zu erhöhen. Dies kann in der Tat verboten teuer sein. Eine alternative Möglichkeit ist, ein Mehrpunkt-Abtasten mit einem elektronischen Rasterzwischenspeicher bereitzustellen, der die Ausgänge der letzten n Raster enthält, wo n die Zahl der von den Mehrfachpunkten momentan auf dem Belichtungsmedium überspannten Raster plus eins ist. Sowie jeder Punkt auf dem Belichtungsmedium unter dem von einem einzelnen Abtaststrahl besetzten Raum hindurchläuft, wird das mit dieser Position verbundene Raster ungeachtet der Polygon-Winkelgeschwindigkeit oder -phase ausgegeben.
  • Fig. 2 zeigt ein solches System mit vier Punkten, die den Photorezeptor zur gleichen Zeit abtasten. Man beachte, daß der Abstand zwischen den Strahlen zur Vereinfachung der Erklärung auf eine Abtastung gesetzt worden ist, obwohl vorausgesetzt wird, daß der Strahlenabstand auf jeden gewünschten Wert, z.B. drei, festgelegt werden kann, wobei eine Verschachtelung benutzt werden würde, um die Belichtung auszufüllen. Der erste Satz von Punkten 31 - 34 tastet den Photorezeptor wie gezeigt ab, gefolgt von der nächsten Abtastung mit dem Punkten 35 - 38. Im ungünstigsten Fall wird ein Satz von Punkten in fünf Raster eintreten, wie durch den zweiten Satz gezeigt, der die Punkte 35 - 38 umfaßt, die in Teile der Raster 40 - 43 eintreten. Einschließlich eines zusätzlichen Rasterpuffers, der ein neues Raster aufnimmt, muß daher der Datenerzeuger einen Rasterpuffer besitzen, der wenigstens fünf Raster von Daten hält. Der erste Punkt 35 läuft durch Teile der Raster 40, 41 und 42, während die letzten Punkte 31 und 38 auch in das Raster 43 eintreten. Sowie jeder Punkt die Rastergrenze, z.B. an der Stelle 48, erreicht, wird das Video des Punktes umgeschaltet werden, hier vom Raster 39 auf das Raster 40.
  • In einem herkömmlichen ROS liegen die Raster parallel zu den Abtastungen, die leicht diagonal sind, da sich das Belichtungsmedium eine Strecke weit bewegt, während der Punkt horizontal bewegt wird. Im Gegensatz dazu liegen bei der hier beschriebenen Erfindung die Raster horizontal, da die Grenzen zwischen den Rastern jetzt von der Position des Belichtungsmediums und nicht von der Abtastnummer abhängen. Ein einzelnes Raster wird aus der Summe der Belichtungen von jedem der Punkte in dem Mehrstrahlsystem zusammengesetzt. Durch Steuern des Betrages, um den die Raster inkrementiert werden, wenn die Punkte über das Aufnahmemedium hinweglaufen, kann eine veränderliche Dichte bei beliebig hoher Auflösung erreicht werden.
  • Ein besonderer Effekt, der in einem von diesem System erzeugten Bild auftreten wird, wird hervorgerufen, wenn in der Mitte einer Abtastung von einem Raster auf ein anderes umgeschaltet wird. Wenn dies nur einmal während des Druckens eines Bildes vorkommen sollte, könnte dieser Effekt, überschüttet durch das Zufallsrauschen in dem Bild, unsichtbar sein. Dieses Umschalten kann jedoch einmal pro Raster für jeden Strahl vorkommen, und wenn die Prozeßgeschwindigkeit mit einem Raster pro Abtastung gleichmäßig ist, wird das Umschalten während jeder Abtastung an der gleichen horizontalen Stelle auftreten und einen leicht erkennbaren senkrechten Effekt in der Längsrichtung des Bildes hervorbringen. In der Praxis ist der Prozeß aber nicht konstant, sondern variierend, und beschleunigt oder verzögert sich in einer mehr oder weniger regellosen sinusförmigen Weise, was zur Folge hat, daß der Vertikaleffekt in einer ebenso regellosen Weise nach links oder rechts verschoben wird, um einen Effekt zu erzeugen, der in einer wellenfömigen Linie bildabwärts läuft. Ein Verfahren, um diesen Effekt zu beseitigen, wird im Folgenden beschrieben.
  • Um zu bestimmen, wo die Übergangspunkte liegen sollten, wenn es erwünscht ist, eine Bewegungssteuerung zu erreichen, können ein Drehcodierer oder eine andere Geschwindigkeits- oder Positionsmeßeinrichtung an dem Belichtungsmedium als eine Einrichtung zum Ermitteln der Prozeßgeschwindigkeit angebracht werden. Die von einer solchen Einrichtung erzeugten Impulse können direkt als eine Angabe der Prozeßposition benutzt werden, aber nur, wenn die gewünschte Rasterdichte mit der Dichte des Codierers übereinstimmt. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit werden wahrscheinlich weniger Impulse pro gemessener Einheit in der Prozeßrichtung von der Meßeinrichtung ausgegeben werden als Raster pro Längeneinheit vorhanden sind. Um einen Rastertakt zu erzeugen, einen Takt mit einer Frequenz von einem Zyklus pro Raster und mit einer der Prozeßgeschwindigkeit proportionalen Frequenz, ist irgendeine Art von Frequenzvervielfachung erforderlich.
  • Eine Möglichkeit, ein solches vervielfachtes Taktsignal zu erzeugen, besteht darin, einen auf Arithmetik basierenden Frequenz-Synthesizer zu verwenden. Betreffs Lehren über das grundlegende Frequenz-Syntheseverfahren siehe US-A-4,186,580 und US-A-893,136 betreffs einer Erörterung eines Schnellabtastausgleichs, der ein Rechenverfahren verwendet, das dem hier benutzten ähnlich ist. Für Langsamabtast-Posltionierungsfehler kann ein solches Verfahren benutzt werden, um einen Rastertakt bei jeder gewünschten nominellen Rasterdichte zu erzeugen, wobei Frequenzveränderungen vorgesehen sind, um Raster von konstanter Dichte auf dem Aufzeichnungsmedium zu erzeugen. Ein wichtiger Aspekt dieses Frequenz-Syntheseverfahrens ist, daß Zahlen verwendet werden, um Frequenzen zu erzeugen, und Phasenveschiebungen durch geeignete Modifizierung dieser Zahlen mit arithmetischen Verfahren erzeugt werden können.
  • Was den vorangehend erwähnten Effekt betrifft, ist es offensichtlich, daß ein Problem in dem Ausmaß besteht, daß das Umschalten der Raster von Abtastung zu Abtastung eine Schleppe erzeugt, der das Auge die Seite hinunter leicht folgen kann. Um dieses Problem zu mindern, kann jedes Pixel rechts und links von dem Übergang in Teile geteilt werden, wobei die Größe von jedem durch ein veränderbares Tastverhältnis bestimmt wird, um den Übergang zu verteilen und so die sichtbare Schleppe in dem Prozeß zu vernichten.
  • In dieser Erfindung werden zwei wesentliche Kompromisse gemacht. Erstens (obwohl theoretisch ein Elnstrahlsystem benutzt werden kann), kann ein Mehrpunkt-Abtastsystem zur Rasterdichte- und/oder Prozeßsteuerung mit dichterem Abtastabstand anstelle von schnellerem Drukken benutzt werden. Jeder Punkt wird mit dem ganzen Inhalt der Quelldatendatei moduliert, nicht mit einem Bruchteil wie bei der herkömmlichen Verschachtelung. Da jedes Rechteck des Aufnahmemediums einmal pro Strahl belichtet wird, werden niedrige Belichtungspegel pro Strahl benötigt. Zweitens, der Übergang, der theoretisch an einer Stelle auftreten sollte, wird über eine Strecke verwischt werden, was die Details in gewissen Umfang abschwächt. Dies kann jedoch minimiert werden, indem der zum Beseitigen der Sichtbarkeit des Effektes erforderliche Mindestabstand experimentell ermittelt wird.
  • Wegen der physikalischen Beschrängungen der Scannertechnologie werden die meisten Drucker gebaut, um bei einer bestimmten Bitdichte zu arbeiten. Es ist im allgemeinen nicht durchführbar, eine Datendatei, die bereits Halbtöne enthält oder für eine einzelne Dichte formatiert ist, auf einem Drucker zu benutzen, der für eine andere Dichte ausgelegt ist, da das Bild entsprechend der festgelegten Dichte des Druckers physikalisch vergrößert oder verkleinert werden wird. Z.B. würde eine 216 x 219 mm Datei bei 12 x 12 Pixels pro mm 162 x 209 mm sein, wenn sie auf einem 16 Punkte pro mm Drucker gedruckt wird. Parallele Druckverfahren, wie z.B. Diodenreihen, mit fest beabstandeten Druckelementen in der Schnellabtastrichtung können die Dichte nur in der Langsamabtastrichtung verändern. Polygonscannern, obwohl durchaus in der Lage, die Dichte in der Schnellabtastrichtung zu variieren, ist durch die nicht veränderbare Rastertrennung in der Langsamabtastrichtung eine feste Dichte auferlegt worden. Es sollte beachtet werden, daß eine Änderung der Geschwindigkeit des Polygons, um eine varibale Langsamabtastichte zu erreichen, sich in der Vergangenheit zum Teil wegen der Zeit, die das Polygon braucht, um sich auf die passende Geschwindigkeit einzuregeln, als nicht erfolgreich erwiesen hat. Bei dieser Erfindung wird es möglich sein, Dateien, die für eine breite Vielfalt von Dichten formatiert sind, auf demselben Drucker zu drucken. Es ist in der Tat durchaus möglich, Daten unterschiedlicher Dichten in dasselbe Bild zu mischen.
  • In der Vergangenheit sind Abweichungen der Prozeßgeschwindigkeit, wie sie z.B. durch Getriebezahnung, Verschleiß des Umlaufgetriebes und Veränderungen der Drehzahl des Prozeßmotors hervorgerufen werden, ein Hindernis für eine hochwertige Wiedergabe gewesen. Andere Probleme, wie das Wackeln des Polygons oder Farbenüberdeckung bei Farbdruckern, beeinflussen die Qualität der Wiedergabe. Diese Probleme wurden normalerweise gelöst, indem man Geriebe, Motoren und mechanische Teile von so hoher Qualität zur Verfügung stellte, so daß diese Probleme auf ein annehmbares Maß reduziert wurden, aber dies kann mit hohen Kosten verbunden sein. Durch Überwachen der Prozeßgeschwindigkeit und/oder der -position in Echtzeit und Rücksenden dieser Information an die Dichtesteurungselektronik kann diese Erfindung diese Probleme, abhängig von der Genauigkeit und Auflösung der Information über die Prozesßgeschwindigkeit und -position, zu einem gewissen Grad mindern.
  • Es wäre hilfreich, dieses Verfahren der Rasterübergangsmodulation durch die Einführung einer weniger groben Einheit zum Messen der Vertikalposoltion des Punktes zu beschreiben. Raster kann man sich als horizontale Streifen von gleichmäßiger Größe, genannt Bänder, vorstellen, wobei das hintere Band von jedem Raster an das vordere Band des nächsten Rasters an den Rastergrenzen antößt. Dies wird in Fig. 3 gezeigt. Das Rasterbandfeld minus dem vorderen und dem hinteren Band wird die Rastermittelbreite genannt. Die Grenzen zwischen den Rastern sind mit dem Reziprokwert der Rasterdichte beabstandet. Wenn sich der Punkt vertikal bewegt, kann seine Position in Einheiten von Bändern gemessen werden.
  • Um mit dem Messen der Vertikalposition fortzufahren, ist es hilfreich, das Rasterband weiter in eine Anzahl von noch feineren gleichmäßigen Scheiben, genannt Schritte, zu unterteilen. Diese Schritte sind wiederum ein Maß des Abstandes innerhalb des Bandfeldes.
  • Für die folgende Erörterung wird der Begriff "Tastverhältnis" als das Verhältnis zwischen (logisch wahr) und (logisch unwahr) mal 100% in in einem periodischen Signal definiert. Ein Tastverhältnis von 0% bedeutet z.B., daß das Signal immer umwahr ist, und ein Tastverhältnis von 40% bedeutet, daß das Signal während 40% der Signalperiode wahr ist. Das Signal wird als periodisch angenommen.
  • Die hier beschriebene Erfindung ist ein Verfahren, daß die Übergänge zwischen Rastern mit Hilfe einer Pulsbreitenmodulation verwischt, die durch die Vertikalposition des Photorezeptors in bezug auf den Punkt gesteuert wird. Wenn sich der Punkt vertikal vom Inneren des hinteren Bandes von einem Raster in das Innere der vorderen Bandes des nächsten angrenzenden Rasters bewegt, wird der Videostrom Daten von beiden Rastern mit einem Tastverhältnis aussenden, das für die Daten von dem augenblicklichen Raster gleich dem Absolutwert des Schrittabstandes, den der Punkt in Inneren des Bandfeldes von diesem Raster, wie von der Raster-Raster-Grenze gemessen, ist, geteilt durch zweimal die Schrittweite des Bandfeldes mal 100% ist.
  • Wenn der Punkt die tatsächliche Raster-Raster-Grenze kreuzt, wird das Tastverhältnis z.B. 50% betragen. Wenn sich der Punkt in der Mitte des vorderen oder hinteren Bandes befindet, dann wird das Tastverhältnis für Daten von diesem Band 75% sein, während 25% der Daten von dern vorangehenden bzw. dem nächsten Raster kommen werden. Dieser allmähliche Übergang der Rasterdaten während des vorderen und hinteren Bandfeldes wird den andernfalls plötzlichen Horizontalübergang verwischen.
  • Die folgende Erörterung erläutert eine wirkliche Ausführung der Erfindung. Es wird angenommen, daß ein Zähler oder Akkumulator vorhanden ist, der die räumliche Position des Rasters auf dem Photorezeptor laufend verfolgt und einen ganzzahligen und einen gebrochenen Teil aufweist. Die Frequenz des höchstwertigen Bits des gebrochenen Teils besitzt Einheiten von Rastern pro Sekunde. Die Zahl, RasAddr, Punkte zu einem einzelnen Raster in einem zusammenhängenden Rasterspeicher, wird in einer Weise aktualisiert, daß der gebrochene Teil die nominelle gebrochene Position der Mitte des Laserpunktes zwischen den Grenzen des Rasters darstellt.
  • Das höchstwertige Bit des gebrochenen Teils von RasAddr bestimmt, in welcher Hälfte des Rasterfeldes sich der Punkt befindet: 0 = die vordere Hälfte. Dieses Bit wird benutzt, um einen Adressenerzeuger zu steuern, der im Fall der vorderen Hälfte 1 von dem ganzzahligen Teil von RasAddr subtrahiert und im Fall der hinteren Hälfte 1 dazu addiert. Die erzeugte Adresse, AltAddr, wird zusammnen mit RasAddr benutzt, um von der Videoquelle auf ihre jeweiligen Rasterkanäle zuzugreifen.
  • Diese zwei Rasterkanäle werden einem 2:1 Multiplexer übergehen, dessen Ausgang der Videostrom für den Kanal ist. Da nur eines der Quellenraster an den Ausgang geliefert werden wird, wird die Auswahlsteuerleitung des Multiplexers das Verhältnis von jedem Raster bestimmen, das an den Ausgangskanal ausgegeben wird. Es wird erwartet, daß für die Rasterposition innerhalb der Mittelbreite, wie durch Ras- Addr bestimmt, das Tastverhältnis der Auswahlsteuerleitung, die den durch RasAddr gesteuerten Videostrom freigibt, 100% sein wird, wobei für den von AltAddr gesteuerten Videostrom 0% übrig bleiben.
  • Es ist nur außerhalb der Rastermittelbreite, daß das Tastverhältnis der Auswahlsteuerleitung, die den durch RasAddr gesteuerten Videostrom freigibt, 1) im Fall des vorderen Bandes stufenweise von 50% auf 100% zunehmen, und 2) im Fall des hinteren Bandes stufenweise von 100% auf 50% abnehmen wird.
  • Weil es die Ergänzung ist, wird das Tastverhältnis derselben Auswahlsteuerleitung, die den durch AltAddr gesteuerten Videostrom freigibt, 3) im Fall des vorderen Bandes stufenweise von 50% auf 0% abnehmen, und 4) im Fall des hinteren Bandes stufenweise von 0% auf 50% zunehmen.
  • Eine Schaltung, die ein periodisches Signal mit einem gesteuerten Tastverhältnis erzeugen kann, ist ein Akkumulator. Das heißt, ein Addierer mit einem Register, das mit seinem Ausgang verbunden ist, wobei der Ausgang des Registers an einen der Eingänge des Addieres zurückgeführt wird. Sowie das Register getaktet wird, wird es die an den anderen Eingang des Addierers angelegte Zahl wiederholend zu seinem eigenen Inhalt addieren. Der Übertrag dieses Addierers wird ein Tastverhältnis von N/2 aufweisen, wo N die Zahl ist, die akkumuliert wird, und R die Bitbreite des Akkumulators ist.
  • 2&sup8; sei die Zahl der Bänder, in die das Rasterfeld zu unterteilen ist. Frak( ) sei der gebrochene Teil eines gegebenen eingeklammerten Ausdruckes, und Int( ) sei die Ganzzahl eines gegebenen eingeklammerten Ausdruckes. Dann wird Frak(RasAddr x 2&sup8;) ein einzelnes Bandfeld unterteilen.
  • Es besteht eine Forderung, nur den halben Dynamikbereich des Tastverhältniserzeugers zu benutzen, da während des Bandes die benötigte Änderung im Tastverhältnist im Bereich von 0% bis 50% usw., wie in den vier Fällen oben beschrieben, liegt. Da R die Zahl der Bits in dem Akkumulator ist, sei R-1 die Zahl der Bits, die das Tastverhältnis der Vorrichtung steuert. Dies bedeutet, daß 2R-1 Schritte in einem Band vorhanden sind, und N Int(Frak(RasAddr x 2&sup8;) x 2R-1), wo N von 0 bis 2R-1 variiert.
  • Die Zahl N erhöht sich wiederholend von 0 auf 2R-1-1, sowie RasAddr aufsteigt. Für R=4 reicht N z.B. von 0 bis 7. Wenn das höchstwertige Bit des Addierereingangs, der unbenutzte Eingang, während des vorderen Bandes "wahr" gesetzt wird, dann wird sich N wiederholdend von 8 auf 15 erhöhen. Dann wird N/2 x 100% in acht Schritten im Bereich von 5% bis etwa 94% liegen. Während der Mittelbreite kann die Steuerung so gesetzt werden, daß ein Tastverhältnis von 100% erzeugt wird. Dieses resultierende Signal kann an die Auswahlsteuerleitung des Multiplexers angelegt werden, um den Fall 1 oben zu erfüllen.
  • Alternativ kann das höchstwertige Bit des Addierers während des hinteren Bandes auf "unwahr" gesetzt werden, was einen Tastverhältnisausgang von 0 bis fast 44% zur Folge hat. Indem dieses resultierende Signal des Übertrages des Addierers logisch invertiert und an die Auswahlsteuerleitung des Multiplexers angelegt wird, wird das Tastverhältnis des RasAddr Videos im Bereich von 100% bis 56% liegen. Die erfüllt den obigen Fall 2.
  • Die Fälle 3 und 4 werden als die logischen Ergänzungen der Fälle 1 und 2 automatisch durch den Multiplexer berücksichtigt.
  • Obwohl das Tastverhältnis das zeitliche Verhältnis zwischen "wahr" und "unwahr" in einem logischen Signal ausdrücken kann, enthält es keine Information über die Periode des Signals. Hier wird beabsichtigt, die Periode des Tastverhältnisses kleiner als die eines Bits in dem horizontalen Bitstrom zu machen, so daß die Pulsbreitenmodulation die Wirkung haben wird, Bits von aneinandergrenzenden Rastern entsprechend der Vertikalposition des Punktes in bezug auf die Rastergrenzen vertikal zu interpolieren. Die Periode der Auswahlsteuerleitung des 2:1 Multiplexers kann in der Tat mehrmals kürzer sein als ein Bit, und sie muß nicht mit dem Bittakt synchronisiert werden.
  • Das variable Tastverhältnis kann entweder in der Schnellabtastrichtung entlang einer horizontalen Strecke der Abtastung auf beiden Seiten der Übergangsstelle oder in der Prozeßrichtung über eine vertikale Strecke auf einen Bruchteil einer Abtastung oder auf ganze Abtastungen über oder unter der Übergangsstelle angewandt werden. Fig. 4 zeigt eine Schaltung für diese Übergangsmodulation in der Prozeßrichtung. Ein Positionssensor erzeugt die Positionsdaten des Rasterphotorezeptors, wie in Fig. 3 gezeigt, wobei die Daten in dem Puffer 48 gespeichert und aktualisiert werden, wie in der Form von sechs Bits auf der linken Seite des Dezimalpunktes, die den acht Rasterbändern entsprechen, und von sechs Bits auf der rechten Seite des Dezimalpunktes, die acht Schritten pro Band entsprechen, gezeigt wird.
  • Die niedrigstwertigen drei Bits von RasAddr werden als die Eingabe in den Summierer benutzt, der zwei 2-Bit-Addierer 41, 42 umfaßt. Wenn diese drei Bits alle Null sind, wird der Addierer überhaupt nicht zählen, und der Übertragausgang, der als der Tastverhältniserzeuger benutzt wird, wird die ganze Zeit EIN sein, was ein Tastverhältnis von 100% darstellt. Sowie diese Zahl zunimmt, wird der Übertragausgang häufiger werden, und wenn die Eingabe nur aus Einsen besteht, wird sich der Ausgang einem Tastverhältnis von 50% nähern.
  • Die drei Bits auf der rechten Seite des Dezimalpunktes werden an das Gater 53 angelegt. Wenn alle Eingänge an dieses Gatter entweder "wahr" oder "unwahr" sind, was dem vorderen oder hinteren Band entspricht, wird der Ausgang das Gatter 54 freigeben, das dem Tastverhältnis erlaubt, den 2:1 Multiplexer 55 zu treiben. Die Eingänge zu diesem Multiplexer 55 sind entweder das augenblickliche Rastervideo RasVideo oder das vorangehende oder das nächste Video AltVideo. Das Tastverhältnis wird eines und dann das andere in dem Verhältnis des Tastverhältnisses freigeben. Der obere Eingang des Gatters 54 ist eine Freigabeleitung.
  • Ob das AltVidio das vorangehende oder das nächste Rastervideo ist, wird durch das Flipflop 50 gesteuert, das eine EINS oder eine NULL auf der Basis des Zustandes des -1 Bits erzeugt, das für das vordere Band 0 und für das hintere Band 1 sein wird. Dieses + oder - Bit wird zu der Rasternummer addiert, um die Adresse der AltVideo Daten zu erzeugen.
  • Die Bits -1, -2 und -3 werden in dem Gatter 41 benutzt, um festzustellen, ob das augenblickliche Band das vordere Band ist, wobei in diesem Fall alle Bits null sein würden. Die Summierer 41, 42 werden dann ein Tastverhältnis erzeugen, das sich zwischen 50% und 100% verändert. Andernfalls wird das Tastverhältnis im hinteren Band von 100% auf 50% gehen.

Claims (2)

1. Verfahren zum Umschalten eines Videosignals von einem ersten Raster (21) auf ein zweites Raster (22) an einem Übergangspunkt (24) in einer Abtastung, ohne einen sichtbaren Übergangseffekt zu erzeugen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
Bestimmen eines ersten Punktes vor dem Übergangspunkt und eines zweiten Punktes nach dem Übergangspunkt auf der Abtastung;
Erzeugen eines Tastverhältnisses, das sich von 100% an dem ersten und zweiten Punkt auf 50% an dem Übergangspunkt ändert, und
Anwenden des ersten Rastervideos während des größeren Teils des Tastverhältnisses zwischen dem ersten Punkt und dem Übergangspunkt, und Anwenden des zweiten Rastervideos während des größeren Teils des Tastverhältnisses zwischen dem Übergangspunkt und dem zweiten Punkt.
2. Verfahren zum Umschalten von Videosignalen an einen Rasterausgabescanner von einem ersten Raster (21) auf ein zweites Raster (22) an einem Übergangspunkt (24) in der Prozeßrichtung, ohne einen sichtbaren Übergangseffekt zu erzeugen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
Bestimmen einer ersten Linie über dem Übergangspunkt und einer zweiten Linie unter dem Übergangspunkt;
Erzeugen eines Tastverhältnisses, das sich von 100% an der ersten und zweiten Linie auf 50% an dem Übergangspunkt ändert, und
Anwenden des ersten Rastervideos während des größeren Teils des Tastverhältnisses zwischen der ersten Linie und dem Übergangspunkt, und Anwenden des zweiten Rastervideos während des größeren Teils des Tastverhältnisses zwischen dem Übergangspunkt und der zweiten Linie.
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