DE69300821T2 - Vorrichtung und verfahren zum wiedergeben von digitalen bildern. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Wiedergeben eines Bildes auf der Basis von digitalen Bilddaten, die das Bild in der Form eines Rasters aus binären Pixeln beschreiben.
• Vorrichtungen dieser Art sind allgemein bekannt. Sie sind mit Eingabemitteln zum Empfang der digitalen Bilddaten und mit einer Reproduktionseinheit versehen, die die Pixel in ihrer gegenseitigen Beziehung auf einem Wiedergabemedium, etwa einem Papierbogen oder einer Video-Anzeigeeinheit darstellt. Die Pixel werden in solchen Fällen in einer von zwei möglichen Formen wiedergegeben, z.B. weiß oder schwarz.
• Probleme entstehen bei dieser Wiedergabe, wenn die Grenzen von weißen und schwarzen Bildteilen nicht exakt mit den Trennlinien zwischen den Pixeln übereinstimmen, weil ein Pixel zu jeder Zeit nur in einer Form wiedergegeben werden kann. Die Grenzen zwischen weißen und schwarzen Bildteilen werden somit auf dem Wiedergabemedium an den Trennlinien zwischen den Pixeln abgebildet. Eine Folge dessen ist, daß zu diesen Trennlinien parallele Grenzlinien häufig etwas verschoben sind, während andererseits Trennlinien, die sich unter einem Winkel über das Bild erstrecken, als eine Treppenlinie wiedergegeben werden. Der fachkundige Leser kennt diesen Effekt als "Treppenbildung".
• In vielen Reproduktionseinheiten haben die Pixel solche Abmessungen, daß sie einzeln unterschieden werden können. Infolgedessen sind die oben beschriebenen Abweichungen auf dem Wiedergabemedium sichtbar, und sie führen zu einer verminderten Wiedergabequalität.
• Eine naheliegende Maßnahme zur Verbesserung der Wiedergabequalität in dieser Hinsicht besteht darin, die Auflösung des Pixelrasters zu erhöhen. Kleinere Pixel werden weniger leicht unterschieden, und folglich wird auch der Treppenbildungseffekt vermindert. Obgleich infolgedessen die Anzahl der Pixel und damit die Anzahl der Verarbeitungsvorgänge mit dem Quadrat der Auflösungssteigerung zunimmt, haben Entwicklungen in der Elektronik zu immer weiter erhöhten Verarbeitungsgeschwindigkeiten geführt, so daß die Verarbeitungszeit innerhalb akzeptabler Grenzen gehalten werden kann.
• Ein Nachteil dieser Lösung ist jedoch, daß eine Reproduktionseinheit mit höherer Auflösung wesentlicher komplexer und teurer ist als eine normale Reproduktionseinheit. Dies gilt jedoch hauptsächlich in einer Richtung. Ein Wiedergabebild ist aus einem Raster von Pixeln aufgebaut, die in aufeinanderfolgenden (horizontalen) Zeilen dargestellt werden. Beispielsweise enthält ein Laserdrucker ein photoleitendes Medium, das aufgeladen ist und dann in aufeinanderfolgenden Zeilen mit einem Lichtstrahl belichtet wird, der in Übereinstimmung mit den Pixelwerten in den Bilddaten moduliert wird. Eine Änderung des Abstands zwischen den Zeilen ist ein weitreichender Eingriff in das System und ist deshalb schwierig und teuer. In einer anderen Art von Druckern wird das photoleitende Medium mit Licht belichtet, das in einem Belichtungskopf mit in einer Zeile angeordneten LEDs erzeugt wird. Der Abstand zwischen den LEDs ist eine feste Spezifikation des Druckers, und Belichtungsköpfe mit mehr LEDs pro Millimeter sind teuer. In einem magnetographischen Drucker wird die magnetisierbare Oberfläche einer Trommel mit einem Magnetkopfarray magnetisiert und dann mit magnetischem Toner entwickelt. Ein solcher Drucker wird beispielsweise in dem US-Patent Nr. 4 370 661 beschrieben. Die Dichte der Magnetköpfe in dem Array legt die Auflösung des gedruckten Bildes fest. In einem induktiven Drucker, etwa dem in dem US-Patent Nr. 4 704 621 beschriebenen, hat eine drehbare Prozeßtrommel eine große Anzahl paralleler dünner Elektroden, die auf ihrer Oberfläche angeordnet sind, wobei die Elektroden in Bewegungsrichtung der Trommel verlaufen und mit einer dielektrischen Schicht bedeckt sind. Eine benachbart zu der Trommel und parallel zu dieser angeordnete Magnetwalze entwickelt die Trommeloberfläche dort und dann mit Toner, wenn eine Spannung an die Elektroden angelegt wird. Die Auflösung des so gebildeten Tonerbildes in Achsenrichtung ist durch die Dichte der Elektroden festgelegt. Diese Auflösung, die durch die Gerätekonstruktion vorgegeben ist, wird nachfolgend als Basisauflösung der Reproduktionseinheit bezeichnet.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, zum Reproduzieren eines Bildes auf der Basis von digitalen, die Binärwerte von Pixeln enthaltenden Bilddaten mit Hilfe einer Reproduktionseinheit, deren eigene Auflösung kleiner ist als die der ursprünglichen Bilddaten, wobei die wahrgenommene Auflösung der Reproduktion nicht schlechter ist als diejenige des Bildes, wie es durch die ursprünglichen Bilddaten beschrieben wird.
• Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Vorrichtung gelöst. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren gemäß Anspruch 10 und eine Auflösungsumwandlungseinheit nach Anspruch 9.
• Im Ergebnis wird letztendlich die Auflösung in einer Richtung geopfert, um eine höhere Auflösung in der anderen Richtung zu ermöglichen. Unter diesen Bedingungen wird angenommen, daß die ursprünglichen Bilddaten eine Auflösung haben, die höher ist als die Basisauflösung der Reproduktionseinheit, und daß die verminderte Auflösung m2 mit der Reproduktionseinheit wiedergegeben werden kann.
• Die Erfindung nutzt die Tatsache aus, daß es selbst in normalen Reproduktionseinheiten häufig möglich ist, die Auflösung in der Richtung senkrecht zu der Richtung zu erhöhen, in der die Auflösung durch die Gerätekonstruktion vorgegeben ist. Ausgehend von den oben beschriebenen Beispielen für Reproduktionseinheiten ist es in einem Laserdrucker relativ einfach, die Frequenz des Steuersignals für die einzelnen Pixel innerhalb einer Zeile zu erhöhen. In einem LED-Drucker kann die Steuerfrequenz für die LEDs gerade in der Richtung senkrecht zu den Zeilen erhöht werden, d.h. in Transportrichtung des photoleitenden Mediums, so daß die Zeilenfrequenz erhöht wird. Auch in einem magnetographischen Drucker oder einer Induktionsdruckeinrichtung kann die Frequenz der an die einzelnen Köpfe beziehungsweise Elektroden angelegten Steuersignale erhöht werden, wodurch eine höhere Auflösung in Richtung der Trommelbewegung erreicht wird.
• Als Folge dieser Erhöhung der Auflösung in einer Richtung des Pixelrasters für die Wiedergabe nehmen die Pixel eine längliche Form an: die Abmessung in der Richtung, in der die Auflösung nicht verändert werden kann, bleibt dieselbe, während die Abmessung in der anderen Richtung verringert wird. Um letzteres auszugleichen, muß selbstverständlich die Gesamtzahl der Pixel in dieser Richtung erhöht werden.
• Da es beabsichtigt ist, daß das Bild, wie es durch die Reproduktionseinheit dargestellt wird, in der Form mit dem durch die ursprünglichen Bilddaten beschriebenen Bild übereinstimmen sollte, wird die Reproduktionseinheit dazu ausgebildet, Bilddaten in Übereinstimmung mit einem Pixelraster darzustellen, bei dem die Abmessungen der Pixel in den ersten und zweiten Hauptrichtungen des Rasters in einem Verhältnis von (n1*m2)/(n2*m1) mal das Verhältnis der entsprechenden Abmessungen der Pixel des ersten Rasters stehen. Mit dieser Einschränkung ist eine Zunahme oder Abnahme in beiden Richtungen zugleich möglich.
• Durch Anwendung des Schrittes der Erhöhung der Auflösung in einer Richtung erscheint es nun als möglich, die Abnahme der Auflösung in der dazu senkrechten Richtung zu kompensieren, so daß die effektive Auflösung in dieser Richtung nicht kleiner, sondern in manchen Fällen sogar höher ist als die ursprüngliche Auflösung der Bilddaten.
• Selbst in normalen Reproduktionseinheiten wird nämlich die mit diesem Schritt erhöhte Auflösung so groß, daß das Reproduktionssystem nicht mehr in der Lage ist, die Pixel präzise wiederzugeben. In vielen Laserdruckern hat der Lichtfleck solche Abmessungen, daß die um das belichtete Pixel herumliegenden Pixel von dem Fleck überlappt werden, so daß das photoleitende Medium gemäß einem Muster mit effektiv kleinerer Raumfrequenz belichtet wird. Im Falle einer Kathodenstrahl-Bildröhre hat der erzeugte Lichtfleck eine Größe, die die benachbarten Pixel überlappt, so daß das wahrgenommene Bild ebenfalls gefiltert wird. In einer Induktionsdruckvorrichtung erscheint ein solches sehr hohes Auflösungsmuster so, als ob es als eine graue Fläche entwickelt würde, was als solches nicht erkennbar ist, jedoch einen dazu benachbarten schwarzen Bildbereich scheinbar ausdehnt. Im Fall einer Reproduktionseinheit, die die engen Pixel akkurat wiedergeben kann, kann ein Filtereffekt auch in der menschlichen Wahrnehmung auftreten, sofern die Pixel so klein sind, daß sie bei normaler Betrachtung nicht mehr einzeln unterscheidbar sind. In Folge dieses Effektes kann ein Muster aus abwechselnden weißen und schwarzen Pixeln in der Richtung der erhöhten Auflösung, das sich an der Grenze eines vollständig schwarzen Bildteils befindet, als solches nicht unterschieden werden. Es führt jedoch sehr wohl zu einer Verschiebung der wahrgenommenen Grenzlinie zwischen schwarz und weiß. Diese Verschiebung ist kleiner als die Ausdehnung eines Pixels in dieser Richtung.
• Auf die gleiche Weise können Verschiebungen der Grenzlinien über andere Entfernungen, die kleiner sind als ein Pixel, erhalten werden, wenn periodische Muster aus schwarzen und weißen Pixeln in der Richtung der erhöhten Auflösung verwendet werden, bei denen die Verteilung von Weiß und Schwarz von der oben angegebenen verschieden ist. Dieser Effekt führt zu einer effektiven Zunahme der Auflösung in der Richtung senkrecht zur Richtung der erhöhten Auflösung.
• Solche Muster bilden sich automatisch, wenn bei der Umwandlung der ursprünglichen Bilddaten in die neuen Bild daten der lokale mittlere Pixelwert im wesentlichen gleich gehalten wird, mit anderen Worten, wenn sichergestellt wird, daß das Verhältnis von weißen und schwarzen Pixeln in den neuen Bilddaten innerhalb eines kleinen Gebietes von wenigen Pixeln im wesentlichen gleich dem Verhältnis in den ursprünglichen Bilddaten ist.
• Die Verwendung von schmaleren Pixeln führt so zu einer Zunahme der Auflösung des wiedergegebenen Bildes in beiden Hauptrichtungen des Rasters, d.h. in Zeilenrichtung oder Abtastrichtung und in der Richtung senkrecht zu den Zeilen oder der Unterabtastrichtung. Ein Beispiel für die Anwendung dieses Effekts wird in der Internationalen Patentanmeldung WO 91/07843 beschrieben. In diesem bekannten System werden die Werte der Reproduktionspixel aus einer in den ursprünglichen Bilddaten gegebenen Umrißbeschreibung berechnet, einer mathematischen Beschreibung der Grenzlinien zwischen weißen und schwarzen Bildteilen. Indem man längs einer Grenzlinie fortschreitet, werden unter diesen Bedingungen die Werte der Pixel auf der Grenzlinie einer nach dem anderen anhand des Flächenanteils eines solchen Pixels berechnet, der sich innerhalb der Grenzlinie befindet. Der unter diesen Bedingungen auftretende Diskretisierungsfehler (ein Pixel kann nur vollständig weiß oder schwarz gemacht werden) wird zu dem innerhalb der Grenzlinie liegenden Flächenanteil des nächsten noch zu verarbeitenden Pixels hinzuaddiert. Auf der Grundlage dieses kumulativen Wertes wird dann ein Wert für das nächste Pixel berechnet. Dieses Verfahren ist mühsam und nicht geeignet für die Bestimmung von Pixelwerten in der Reihenfolge, in der die Pixel wiedergegeben werden, weil man den Umrissen der Bildteile folgen muß. Auch ist dieses Verfahren weniger geeignet für Bilddaten, die bereits in Pixelwerte diskretisiert worden sind, weil dann die in der Berechnung der Werte der ursprünglichen Pixel enthaltenen Diskretisierungsfehler exakt reproduziert werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es sogar möglich, diese Fehler in gewissem Ausmaß zu kompensieren.
• Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung und des Verfahrens nach der Erfindung werden jeweils zusammenhängende Blöcke von A*B ursprünglichen Pixeln in Blöcke von C*D Reproduktionspixeln umgewandelt, welche Blöcke denselben Teil des Bildes beschreiben (A, B, C und D ganzzahlig). Zum Beispiel werden Blöcke von 2*2 ursprünglichen Pixeln in Blöcke von 4*1 Reproduktionspixeln umgewandelt, wobei die Linie, die den ersten Block umschließt, identisch ist mit der Linie, die den zweiten Block umschließt.
• Dies läßt sich auf verschiedene Weisen implementieren. In einer ersten Implementierung werden die Werte der A*B ursprünglichen Pixel direkt auf die C*D neuen Pixel übertragen. In diesem Fall besteht eine feste Beziehung zwischen den Positionen der ursprünglichen Pixel und denen der neuen Pixel, die deren Werte erhalten, wobei diese Beziehung für jeden Pixelblock dieselbe ist. Zum Beispiel wird ein Block aus zwei benachbarten ursprünglichen Pixeln, die sich in zwei aufeinanderfolgenden Abtastzeilen befinden, in einen Block mit gleichen Abmessungen umgewandelt, der zwei benachbarte neue Pixel in ein und derselben Abtastzeile enthält, und der Wert des oberen ursprünglichen Pixels wird stets auf das linke neue Pixel übertragen und folglich der Wert des unteren ursprünglichen Pixels stets auf das rechte neue Pixel. In dieser Implementierung ist die technische Auslegung der Umwandlungseinheit äußerst einfach.
• In einer zweiten Implementierung enthält die Umwandlungseinheit eine Schaltung mit einem ROM, das eine Nachschlagtabelle mit Mustern von A*B Pixelwerten und ein entsprechendes Muster von C*D Pixelwerten für jedes darin gespeicherte A*B-Muster enthält, oder mit einer dieselbe Funktion aufweisenden Logik. Im Betrieb werden die Werte der A*B ursprünglichen Pixel als ein Adressensignal für die Nachschlagtabelle verwendet, die dann die Werte der C*D neuen Pixel liefert. Diese Implementierung bietet mehr Freiheit zur Optimierung der Muster der neuen Pixel in bezug auf die Eigenschaften des Drucksystems und wird vorteilhaft, wenn sie für Blöcke mit wenigstens 2*2 ursprünglichen Pixeln verwendet wird (die in Blöcke von 4*1 neuen Pixeln umgewandelt würden).
• In diesem Beispiel ist die Anzahl (A*B) von Pixeln in einem ersten Block gleich derjenigen (C*D) in dem zweiten Block, doch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise könnte der zweite Block in diesem Beispiel auch beispielsweise 6*1 oder 8*1 Reproduktionspixel enthalten. Die im Ergebnis erhöhte Auflösung kann dazu verwendet werden, bekannte Systemfehler des Reproduktionssystems abzufangen, und könnte auch dazu verwendet werden, das Bild genauer wiederzugeben. Im letzteren Fall ist mehr Information über das Bild wünschenswert, als die 2*2 ursprünglichen Pixel zu liefern vermögen. In einer anderen Ausführungsform werden deshalb die Werte einer Anzahl von die umzuwandelnden Pixel umgebenden Pixeln in die Auswahl von Werten für die Reproduktionspixel einbezogen.
• Schließlich bezieht sich die Erfindung auch auf eine Umwandlungseinheit von der Art, wie sie in der oben beschriebenen Vorrichtung verwendet wird.
• Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.
• Fig. 1 ist ein Diagramm einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
• Fig. 2 illustriert eine Reproduktionseinheit zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• Fig. 3 zeigt die Intensitätsverteilung des Laser-Lichtflecks in der Reproduktionseinheit nach Fig. 2.
• Fig. 4A-H zeigen Belichtungsmuster und das gedruckte Ergebnis.
• Fig. 5A illustriert eine Auflösungsumwandlungseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
• Fig. 5B zeigt ein Umwandlungsschema zur Verwendung in einer Auflösungsumwandlungseinheit gemäß Fig. 5A.
• Fig. 5C zeigt ein alternatives Umwandlungsschema.
• Fig. 6A illustriert eine Auflösungsumwandlungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
• Fig. 6B zeigt eine Umwandlungstabelle zur Verwendung in einer Auflösungsumwandlungseinheit gemäß Fig. 6A.
• Fig. 7 illustriert eine Auflösungsumwandlungseinheit gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
• Fig. 8A-8I und Fig. 9A bis 9G illustrieren Belichtungsmuster und das gedruckte Ergebnis bei Verwendung der in Fig. 7 gezeigten Auflösungsumwandlungseinheit.
• In Fig. 1 ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Diese Vorrichtung ist durch eine Eingangsleitung 1 mit einer Signalquelle 3 verbunden, um digitale Bilddaten davon zu empfangen, und umfaßt einen Speicher 2 für die Zwischenspeicherung von Bilddaten, die von der Signalquelle 3 geliefert werden, eine an den Speicher 2 angeschlossene Auflösungsumwandlungseinheit 4 und eine an die Auflösungsumwandlungseinheit 4 angeschlossene Reproduktionseinheit 5.
• Die digitalen Bilddaten umfassen binäre Pixelwerte, die ein zu reproduzierendes Bild in Übereinstimmung mit einem Pixelraster beschreiben, dessen Auflösung in der hier beschriebenen Ausführungsform in horizontaler und vertikaler Richtung gleich ist. Die Signalquelle 3 ist beispielsweise eine Schaltung für den Empfang von zu druckender Bildinformation von einer vorgeschalteten Workstation und zur Umwandlung dieser Bildinformation in ein Rasterbild von der Art, wie es häufig in Druckern verwendet wird. Die Signalquelle 3 kann auch als Scanner mit Halbtoneinrichtung ausgebildet sein, und in diesem Falle bildet die erfindungsgemäße Vorrichtung zusammen mit der Signalquelle 3 ein digitales Kopiergerät.
• Die digitalen Bilddaten werden im Speicher 2 gespeichert, der als ein Puffer zwischen der Signalquelle 3 und der Auflösungsumwandlungseinheit 4 wirkt. Wenn die Signalquelle 3 die Bilddaten nach einem für die Auflösungsumwandlungseinheit geeigneten Zeitplan ausgeben kann, so kann der Speicher 2 fortgelassen werden.
• Die Auflösungsumwandlungseinheit 4 liest die digitalen Bilddaten aus dem Speicher, verarbeitet sie in der nachfolgend zu beschreibenden Weise und liefert sie an die Reproduktionseinheit 5 in einer Reihenfolge, die der Reihenfolge entspricht, in der die Reproduktionseinheit sie darstellt.
• Die Reproduktionseinheit 5 ist beispielsweise ein Laserdrucker oder eine Rasterabtast-Kathodenstrahlröhre. Andere Reproduktionseinheiten sind ebenfalls verwendbar, sofern sie ein sichtbares Bild erzeugen, indem sie es aus in aufeinanderfolgenden Zeilen angeordneten Pixeln aufbauen, wobei diese Pixel weiß oder schwarz beziehungsweise hell oder dunkel sind, und wobei die Auflösung in Zeilenrichtung nicht notwendigerweise gleich der Auflösung quer zur Zeilenrichtung, d.h. gleich der Zeilen-Raumfrequenz zu sein braucht.
• In der hier beschriebenen Ausführungsform werden die Bilddaten von der Signalquelle 3 in der Form von Pixelwerten entsprechend einem quadratischen Raster mit einer Auflösung von 600*600 Punkten/Zoll² (annähernd 24*24 Punkten/mm²) zugeführt, und nach Auflösungsumwandlung werden sie von der Reproduktionseinheit, einem Laserdrucker in diesem Ausführungsbeispiel, auf ein anisotropes Raster von 300*1200 Punkten/Zoll² (annähernd 12*48 Punkten/mm²) abgebildet, wobei die erste Zahl sich auf die Zeilen-Raumfrequenz und die zweite Zahl sich auf die Pixelauflösung innerhalb der Zeilen bezieht. Der Vorteil ist, daß es möglich ist, einen herkömmlichen Drucker zu verwenden, der für eine Zeilenfrequenz von 300 Zeilen/Zoll² (12 Zeilen/mm²) ausgebildet ist.
• Ein als Reproduktionseinheit in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung geeigneter Laserdrucker ist in Fig 2 dargestellt.
• Ein Band 10 aus photoleitendem Material ist über eine Anzahl von Walzen 11,12,13,14,15 geführt und wird über diese an einer Anzahl von Verarbeitungsstationen 16,17,18,19 vorbei transportiert. Das Band 10 wird in der Ladestation 16 mit einer Oberflächenladung versehen, diese Ladung wird dann in der Belichtungsstation 17 selektiv belichtet, indem die Bandoberfläche in Übereinstimmung mit dem Rastermuster der Bilddaten mit einem Lichtstrahl 20 belichtet wird. Dies geschieht, indem ein Lichtstrahl 20 eines Lasers 21 mit Hilfe eines rotierenden Spiegels 22 quer zur Transportrichtung des Bandes 10 über die Oberfläche des Bandes bewegt wird. Der Lichtstrahl 20 erzeugt einen im wesentlichen runden oder ovalen Lichtfleck auf der Oberfläche des photoleitenden Bandes 10, und infolge der Bewegung des Lichtstrahls beschreibt der Lichtfleck ein Muster aus aufeinanderfolgenden Abtastzeilen. Durch Modulation des Lichts des Strahls 20 während der Bewegung bildet sich auf der Bandoberfläche ein Rastermuster aus geladenen und ungeladenen Stellen. Dieses Muster wird dann mit schwarzem Pulver, d.h. Toner, in der Entwicklungsstation 18 entwickelt, wobei die geladenen Stellen mit Toner versehen werden. Dieses Verfahren ist allgemein aus der Elektrophotographie bekannt und wird hier nicht im einzelnen beschrieben werden. Das auf dem Band 10 gebildete Tonerbild wird dann in einer Übertragungsstation 19 auf einen Bildträger 23 übertragen, womit der Druckprozeß abgeschlossen ist.
• In diesem Laserdrucker wird die Bildinformation auf einem anisotropen Pixelraster wiedergegeben, bei dem die Ausdehnung der Pixel in Abtastrichtung des Laserstrahls beträchtlich kleiner ist als in der dazu senkrechten Richtung, wobei der Faktor im beschriebenen Beispiel den Wert 4 hat.
• Die Intensitätsverteilung des Lichtflecks auf dem photoleitenden Band 10 ist in Fig. 3 gezeigt. Als Funktion des Abstands von der Mitte des Lichtflecks hat die Intensität I im wesentlichen eine Gaussverteilung mit einer Halbwertsbreite H, die in der Richtung senkrecht zur Abtastzeile von derselben Größenordnung ist wie die Breite einer Abtastzeile und in der Richtung parallel zur Abtastzeile um einen gewissen Betrag kleiner ist. Der Lichtfleck erstreckt sich teilweise über benachbarte Pixel. Dies gilt wegen des anisotropen Charakters des Pixelrasters besonders für benachbarte Pixel in Abtastrichtung des Laserstrahls. Die auf das Pixel fallende Lichtmenge ist demgemäß die Summe aus der Belichtung des Pixels selbst und derjenigen der benachbarten Pixel.
• Infolge dieses überlappenden Lichtflecks wirkt die Belichtungsfunktion auf das Laser-Steuersignal als ein Tiefpaßfilter. Im Ergebnis sind die verschiedenen Pixel oft nicht einzeln sichtbar. Ihr Vorhandensein beeinflußt jedoch das gedruckte Bild in Form einer Verschiebung der Grenze zwischen schwarzen und weißen Flächen. Dies wird nunmehr anhand der Figuren 4A-4H erläutert werden.
• Fig. 4A zeigt einen Teil eines Pixelrasters, das Pixel, die von dem Laserstrahl in Übereinstimmung mit den Bilddaten belichtet werden sollen (weiß), und Pixel enthält, die nicht belichtet werden sollen (schwarz). An der Grenze zwischen der zu belichtenden Fläche und der Fläche, die nicht belichtet werden soll, gibt es ein Muster aus Pixeln, von denen abwechselnd je zwei belichtet werden sollen und zwei nicht belichtet werden sollen.
• Wenn die geladene Bandoberfläche mit dem Lichtfleck nach Fig. 3 in Übereinstimmung mit dem Muster gemäß Fig. 4A belichtet wird, hat das sich auf dem Band bildende Ladungsmuster einen allmählichen Übergang zwischen dem entladenen Gebiet und dem geladenen Gebiet, wobei die gezahnte Form des Belichtungsmusters infolge der glättenden Wirkung des großen Lichtflecks nur schwach erkennbar ist. Die Entwicklungsstation bedeckt dann das Band mit Tonerpulver an den Stellen, an denen das elektrische Feld über dem Band größer ist als ein für das System geltender kritischer Wert. Dies ergibt ein sichtbares Bild, wie es in Fig. 4B gezeigt ist, mit einer leicht gewellten Grenzlinie, die im Mittel etwa längs der Mitte der Pixel verläuft. Da die Pixel sehr klein sind, erscheint die Grenzlinie bei normaler Betrachtung als Gerade.
• Der Effekt des Pixelmusters auf die Grenze besteht deshalb darin, daß die Grenzlinie auf dem Druck um ein halbes Pixel in der Richtung senkrecht zur Abtastrichtung des Laserstrahls verschoben wird. Bei anderen Mustern kann sich die Lage der gedruckten Grenzlinie an anderen Positionen innerhalb eines Pixels befinden. Ein Muster, bei dem beispielsweise nur eines von je vier Pixeln belichtet ist, verschiebt die gedruckte Grenzlinie um etwa 3/4 der Pixelhöhe (Fig. 4C-4D), und ein Muster, bei dem jeweils drei von vier Pixeln belichtet sind, verschiebt sie um 1/4 der Pixelhöhe (Fig. 4E-4F). Durch eine Kombination von Mustern kann auch eine schräge Grenzlinie auf dem Druck gebildet werden (Fig. 4G-4H).
• Dieser an sich bekannte Effekt wird als "half bitting" bezeichnet. Er ergibt eine Zunahme der Auflösung in der Richtung senkrecht zur Abtastrichtung, ohne daß es notwendig ist, die Zeilenfrequenz zu erhöhen. Auf diese Weise kann ein Bild, das von der Signalquelle in der Form von Pixelwerten mit einer Auflösung von 600*600 Pixel/Zoll² (24*24 Pixel/mm²) ausgegeben wird, ohne jeglichen Verlust an Detail von einem Laserdrucker mit einer Zeilenauflösung von 300 Zeilen/Zoll (12 Zeilen/mm) gedruckt werden.
• Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand der Figuren 5A-C beschrieben. Das Schema, gemäß dem die ursprünglichen Pixelwerte in die neuen Pixelwerte umgewandelt werden, ist in Fig. 5B gezeigt. Auf der linken Seite dieser Figur ist ein Block aus zwei ursprünglichen Pixeln gezeigt, die die Nummern 1 und 2 tragen. Auf der rechten Seite der Figur ist ein Block aus zwei neuen Pixeln gezeigt, die ebenfalls die Nummern 1 und 2 tragen. Bei der Umwandlung werden die Werte der ursprünglichen Pixel einfach auf die neuen Pixel mit derselben Nummer übertragen. Die Blöcke der alten Pixel haben das gleiche Höhen/Breiten-Verhältnis wie die Blöcke der neuen Pixel, doch können sie im Fall einer Vergrößerung oder Verkleinerung des Bildes auch davon in der Größe abweichen.
• Die gesamte Umwandlung umfaßt die Aufteilung des ursprünglichen Bildes in Blöcke von zwei Pixeln und die Umwandlung dieser Blöcke in Blöcke von zwei neuen Pixeln gemäß dem gezeigten Schema. Das erhaltene neue Bild hat dieselbe Größe oder wenigstens dasselbe Größenverhältnis wie das ursprüngliche Bild.
• Es können zahlreiche andere Schemata verwendet werden, darunter auch solche, die sich über mehr als eine Abtastzeile erstrecken. Ein Beispiel hierfür ist in Fig. 5C gezeigt.
• Fig. 5A ist ein Diagramm, das eine Auflösungsumwandlungseinheit zeigt, die in der oben beschriebenen Vorrichtung verwendet werden kann. In dieser Ausführungsform werden zwei Pixel des Bildes gemäß den ursprünglichen Bilddaten, von denen sich eines über dem anderen in zwei aufeinanderfolgenden Abtastzeilen befindet, jeweils in zwei Pixel umgewandelt, die sich auf einer Abtastzeile der Reproduktionseinheit befinden, in Übereinstimmung mit dem Schema nach Fig. 5B.
• Die in Fig. 5A gezeigte Schaltung ist aufgebaut aus einem Registerspeicher 151 und einem Schieberegister 152. Das Register 151 ist mit seinem Eingang an den Speicher 2 angeschlossen, um davon die Pixelwerte des zu reproduzierenden Bildes zu empfangen, während sein Ausgang an den Eingang des Schieberegisters 152 angeschlossen ist. Das Register 151 und die letzte Zelle (152-1) des Schieberegisters 152 sind über eine Schalteinrichtung 153 mit einem Pufferspeicher 155 verbunden. Der Pufferspeicher 155 ist seinerseits an die Laser-Steuerschaltung 156 angeschlossen. Ein Zeitgeber 157 ist mit dem Speicher 2, dem Register 151 und dem Schieberegister 152, der Schalteinrichtung 153, dem Pufferspeicher 155 und der Laser-Steuerschaltung 156 verbunden.
• Die Auflösungsumwandlungseinheit arbeitet wie folgt. Auf Taktimpulse von dem Zeitgeber 157 werden die (binären) Pixelwerte des zu reproduzierenden Bildes einer nach dem anderen von dem Speicher 2 an den Eingang des Registers 151 ausgegeben, beginnend mit dem ersten Pixel der ersten Bildzeile, dann das zweite Pixel der ersten Bildzeile und so weiter, bis schließlich das letzte Pixel der letzten Bildzeile ausgegeben worden ist. Das Schieberegister 152 enthält eine Anzahl von Zellen, die gerade gleich der Anzahl von Pixeln einer Bildzeile ist, so daß genau eine Bildzeile in das Schieberegister paßt. Das Register 151 ist mit der ersten Zelle des Schieberegisters 152 verbunden, so daß bei jedem Taktimpuls der Inhalt des Registers 151 an das Register 152 übergeben wird, wo er bei jedem nachfolgenden Taktimpuls durchgeschoben wird, bis er die Zelle 152-1 erreicht. Diese Anordnung ist so gewählt worden, um sicherzustellen, daß die Zellen 151 und 152-1 stets die Werte von zwei Pixeln des Bildes enthalten, die sich übereinander befinden.
• Wenn der erste Pixelwert der ersten Bildzeile die Zelle 152-1 erreicht hat, befinden sich die Werte der beiden Pixel der oberen linken Ecke des Bildes in den Zellen 151 und 152-1. Zu diesem Zeitpunkt wird die Schalteinrichtung 153 durch ein Signal des Zeitgebers 157 betätigt, so daß sie die beiden (binären) Werte in den genannten Zellen zu einem Code aus zwei Bits kombiniert, der ein Steuersignal für die Laser-Steuerschaltung 156 bildet, insofern, als die beiden Bits die (binären) Werte von zwei aufeinanderfolgenden (Reproduktions-) Pixeln in der aktuellen Abtastzeile bilden, in diesem Fall somit die ersten beiden Pixel in der ersten Abtastzeile. Dieser 2-Bit-Code wird an den Pufferspeicher 155 übergeben, der ihn speichert, bis ihn die Laser-Steuerschaltung 156 benötigt.
• Beim nächsten Taktimpuls werden die Pixelwerte im Register 151 und im Schieberegister 152 um eine Position weitergeschoben, so daß die Zellen 151 und 152-1 nunmehr die Werte der zweiten Pixel der ersten und zweiten Bildzeilen enthalten. Nun wird die Schalteinrichtung 153 erneut betätigt, und die Werte in diesen Zellen werden an den Pufferspeicher 155 übergeben.
• Auf diese Weise werden die ersten und zweiten Bildzeilen des Bildes in Steuersignale für die erste Abtastzeile des Laserdruckers umgewandelt.
• Wenn der Wert des letzten Pixels der zweiten Bildzeile des Bildes die Zelle 152-1 erreicht hat und zu einem Steuersignal für die letzten beiden Pixel der ersten Abtastzeile des Laserdruckes verarbeitet worden ist, wird eine gesamte Bildzeile durch die Register 151,152 durchgeschoben, ohne daß die Schalteinrichtung 153 betätigt wird, weil stets zwei neue Bildzeilen benötigt werden, um die Steuersignale für eine Abtastzeile zu erzeugen. Generell wird die Schalteinrichtung stets dann in dieser Weise betätigt, wenn der Wert des ersten Pixels einer ungeradzahligen Bildzeile die Zelle 152-1 erreicht, und dann bei jedem Taktimpuls bis einschließlich des Taktimpulses, bei dem das letzte Pixel der nächsten Bildzeile die Zelle 152-1 erreicht.
• Es ist deutlich, daß die Erzeugung von Steuersignalen für den Laserdrucker nicht kontinuierlich erfolgt, obgleich die Signale kontinuierlich und mit einer festen Frequenz der Laser-Steuerschaltung 156 angeboten werden müssen. Folglich liefert der Zeitgeber 156 an die Elemente 2 bis einschließlich 153 und an die Eingangs stufe des Elements 155 der Schaltung andere Taktimpulse als an die Ausgangsstufe des Elements 155 und das Element 156. Die Implementierung dieser Funktion wird als im Rahmen der Kenntnisse des fachkundigen Lesers liegend angesehen und wird deshalb hier nicht näher erläutert.
• Schaltungen, die die Anwendung unterschiedlicher Umwandlungsschemata ermöglichen, wie etwa desjenigen gemäß Fig. 5C, können einfach analog zu dem Beispiel gemäß Fig. 5A aufgebaut werden.
• Fig. 6A ist ein Diagramm einer zweiten Ausführungsform einer Auflösungsumwandlungseinheit, die in der oben beschriebenen Vorrichtung verwendet werden kann. In dieser Ausführungsform werden in jedem Fall 2*2 Pixel des den ursprünglichen Bilddaten entsprechenden Bildes in vier Pixel umgewandelt, die auf einer Abtastzeile der Reproduktionseinheit liegen. Unter diesen Bedingungen nehmen die vier Reproduktionspixel dieselbe Position ein wie die 2*2 ursprünglichen Pixel. Die Umwandlung erfolgt in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Umwandlungstabelle, die für jedes Muster von 2*2 Pixelwerten ein entsprechendes Muster aus vier aufeinanderfolgenden Pixelwerten enthält. In diesem Beispiel ist diese Tabelle in einem ROM gespeichert. Fig. 6B zeigt eine Tabelle dieser Art. Fig. 6B zeigt jeweils ein 2* 2-Muster von ursprünglichen Pixeln (auf der linken Seite) und ein entsprechendes Muster von Reproduktionspixeln (auf der rechten Seite). Diese Muster aus vier Reproduktionspixeln sind so gewählt, daß einerseits die in den 2*2 ursprünglichen Pixeln enthaltene Positionsinformation so weit wie möglich erhalten bleibt und andererseits die zu druckenden Pixel so weit wie möglich zusammenhängen, so daß die Bandbreite der Laser-Steuerelektronik begrenzt werden kann.
• Die in Fig. 6A gezeigte Schaltung ist aus zwei Schieberegistern 51 und 52 aufgebaut, von denen das erste (51) mit seinem Eingang an den Speicher 2 angeschlossen ist, um davon die Pixelwerte des zu reproduzierenden Bildes zu erhalten, während sein Ausgang an den Eingang des zweiten Schieberegisters 52 angeschlossen ist. Die beiden Zellen 51-1 und 51-2 des Schieberegisters 51 und die letzten beiden Zellen (52-1 und 52-2) des Schieberegisters 52 sind über eine Schalteinrichtung 53 mit dem Adresseneingang eines ROM 54 verbunden, dessen Ausgang an einen Pufferspeicher 55 angeschlossen ist. Der Pufferspeicher 55 ist seinerseits an die Laser-Steuerschaltung 56 angeschlossen. Ein Zeitgeber 57 ist mit dem Speicher 2, den Schieberegistern 51 und 52, der Schalteinrichtung 53, dem Pufferschalter 55 und der Laser-Steuerschaltung 56 verbunden.
• Die Schaltung arbeitet wie folgt. Auf Taktimpulse des Zeitgebers 57 werden die (binären) Pixelwerte des zu reproduzierenden Bildes einer nach dem anderen von dem Speicher 2 an den Eingang des Schieberegisters 51 ausgegeben, beginnend mit dem ersten Pixel der ersten Bildzeile, dann das zweite Pixel der ersten Bildzeile und so weiter, bis schließlich das letzte Pixel der letzten Bildzeile ausgegeben worden ist. Das Schieberegister 52 enthält eine Anzahl an Zellen, die gerade gleich der Anzahl der Pixel einer Bildzeile ist, so daß genau eine Bildzeile in dieses Schieberegister paßt. Die letzte Zelle (51- 1) des Registers 51 ist an die erste Zelle des Registers 52 angeschlossen, so daß bei jedem Taktimpuls der Inhalt der Zelle 51-1 an das Register 52 übergeben wird, wo er bei jedem nachfolgenden Taktimpuls durchgeschoben wird, bis er die Zelle 52-1 erreicht. Diese Form ist so gewählt worden, um sicherzustellen, daß die vier Zellen 51-1, 51-2, 52-1 und 52-2 jeweils die Werte von vier Pixeln enthalten, die in dem Bild in einem Quadrat angeordnet sind.
• Wenn der erste Pixelwert der ersten Bildzeile die Zelle 52-1 erreicht hat, befinden sich die Werte der vier Pixel der oberen linken Ecke des Bildes in den Zellen 51-1, 51-2, 52-1 und 52-2. Zu diesem Zeitpunkt wird durch ein Signal des Zeitgebers 57 die Schalteinrichtung 53 betätigt, so daß sie die vier (binären) Werte in den genannten Zellen zu einem Code kombiniert und diesen als ein Adressensignal an den Speicher 54 liefert. An der zugehzörigen Adresse im Speicher 54 ist zuvor ein Code aus vier Bits gespeichert worden, der ein Steuersignal für die Laser-Steuerschaltung 56 bildet, dergestalt, daß die vier Bits die (binären) Werte von vier aufeinanderfolgenden (Reproduktions-) Pixeln auf der aktuellen Abtastzeile bilden, in diesem Fall somit die ersten vier Pixel der ersten Abtastzeile. Die Inhalte des Speichers 54 stimmen mit der in Fig. 6B gezeigten Tabelle überein.
• Beim nächsten Taktimpuls werden die Pixelwerte um eine Position in den Schieberegistern 51 und 52 weitergeschoben, so daß die Zellen 51-1, 51-2, 52-1 und 52-2 nunmehr die Werte der Pixel 2 und 3 der ersten und zweiten Bildzeile enthalten, doch wird in diesem Fall die Schalteinrichtung 53 nicht betätigt, so daß sie kein Signal an den Speicher 54 liefert.
• Beim nächsten Taktimpuls werden die Pixelwerte durch die Schieberegister erneut um eine Position weitergeschoben, so daß nunmehr die Werte der Pixel 3 und 4 der ersten beiden Bildzeilen die Zellen 51-1, 51-2, 52-1 und 52- 2 erreichen. Die Schalteinrichtung 53 wird dann erneut betätigt, und die Werte in diesen Zellen werden an den Speicher 54 übergeben, der seinerseits wieder ein 4-Bit-Steuersignal für die nächsten vier Pixel der ersten Abtastzeile an den Pufferspeicher 55 liefert. Auf diese Weise werden die ersten und zweiten Bildzeilen des Bildes in Steuersignale für die erste Abtastzeile des Laserdruckers umgewandelt.
• Wenn der Wert des letzten Pixels der zweiten Bildzeile des Bildes die Zelle 51-2 erreicht hat und zu einem Steuersignal für die letzten vier Pixel der ersten Abtastzeile des Laserdruckers verarbeitet worden ist, so wird eine gesamte Bildzeile durch die Schieberegister hindurchgeschoben, ohne daß die Schalteinrichtung 53 betätigt wird, weil stets zwei neue Bildzeilen benötigt werden, um Steuersignale für eine Abtastzeile zu erzeugen. Generell wird die Schalteinrichtung stets dann in dieser Weise betätigt, wenn der Wert des ersten Pixels einer ungeradzahligen Bildzeile die Zelle 52-1 erreicht, und dann bei jedem zweiten Taktimpuls bis einschließlich dem Taktimpuls, bei dem das letzte Pixel der nächsten Bildzeile die Zelle 51-2 erreicht.
• Es ist zu erkennen, daß die Erzeugung von Steuersignalen für den Laserdrucker nicht kontinuierlich stattfindet, obgleich die Signale kontinuierlich und mit einer festen Frequenz der Laser-Steuerschaltung 56 angeboten werden müssen. Folglich liefert der Zeitgeber 57 an die Elemente 2 bis einschließlich 54 und an die Eingangsstufe des Elements 55 der Schaltung andere Taktimpulse als an die Ausgangsstufe des Elements 55 und an das Element 56. Die Implementierung dieser Funktion wird als im Rahmen der Kenntnisse des fachkundigen Lesers liegend angesehen und wird deshalb hier nicht näher erläutert.
• Ein drittes Ausführungsbeispiel der Auflösungsumwandlungseinheit ist in Fig. 7 gezeigt. In dieser Ausführungsform werden wie bei der vorherigen Ausführungsform Blöcke aus 2*2 Pixeln des Bildes in Übereinstimmung mit den ursprünglichen Bilddaten in vier Pixel umgewandelt, die auf einer Abtastzeile der Reproduktionseinheit liegen, wobei die vier Pixel dieselbe Position einnehmen wie die 2*2 ursprünglichen Pixel. Bei dieser dritten Ausführungsform werden jedoch bei der Bestimmung des Musters der Reproduktionspixel die Werte der Pixel einbezogen, die um die 2*2 umzuwandelnden Pixel herum angeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich, eine bessere Detailwiedergabe durch Auswahl angepaßter Muster von Reproduktionspixeln zu erreichen. Dies wird anhand einer Anzahl von Beispielen erläutert werden.
• In Fig. 8A ist ein Teil eines zu verarbeitenden Bildes gezeigt, auf dem sich eine zwei Pixel breite Linie befindet. Diese Linie ist so gelegen, daß ihre Breite durch die Blöcke von 2*2 Eingangspixeln halbiert wird. Wenn dieser Teil des Bildes gemäß der Tabelle in Fig. 6B in Reproduktionspixel umgewandelt wird, bildet sich das in Fig. 8B gezeigte Muster. Dieses Muster besteht aus voneinander isolierten Blöcken aus Pixeln. Das Druckergebnis hierzu ist in Fig. 8C gezeigt. Die Blockstruktur des Pixelmusters verursacht eine deutlich sichtbare klumpige Struktur der gedruckten Linie.
• Dies kann vermieden werden durch Verwendung einer Umwandlungstabelle, die mit einem Muster aus 4*4 Eingangspixeln adressiert wird, von denen die 2*2 umzuwandelnden Pixel das Zentrum bilden, und die Muster von Reproduktionspixeln enthält, die so gewählt sind, daß unerwünschte Effekte der oben beschriebenen Art nicht auftreten. Zwei Muster von Eingangspixeln, die im Fall der Fig. 8A eine Rolle spielen, sind in Fig. 8D und Fig. 8F gezeigt und ergeben ein Muster von Reproduktionspixeln gemäß Fig. 8E beziehungsweise Fig. 8G. Mit dieser Tabelle wird die Linie gemäß Fig. 8A in das Muster gemäß Fig. 8H umgewandelt, das seinerseits ein Druckergebnis liefert, wie es in Fig. 8I gezeigt ist. Darin ist die gedruckte Linie weniger klumpig.
• Ein zweites Beispiel ist in Fig. 9A-9G gezeigt. Fig. 9A zeigt ein Muster von Eingangspixeln, das eine Eckenstruktur enthält. Die Verwendung der in Fig. 6B gezeigten Tabellen ergibt ein Muster von Reproduktionspixeln, wie es in Fig. 9B gezeigt ist, das in der in Fig. 9C gezeigten Weise gedruckt wird. Darin ist aufgrund der unglücklichen Position des einzelnen Pixels in dem Verarbeitungsblock, in dem sich die Ecke befindet, diese Ecke etwas abgerundet. Die neue Tabelle enthält ein Muster von Eingangspixeln (Fig. 9D), das einem an eine Ecke angepaßten Muster von Reproduktionspixeln entspricht (Fig. 9E). Auf diese Weise ist es möglich, ein Ausgabemuster zu bilden (Fig. 9F), das eine wesentliche bessere Reproduktion der Ecke darstellt, wie anhand des in Fig. 9G gezeigten Druckergebnisses erkennbar ist.
• In einer Variante dieser Ausführungsform werden die 4*4 Eingangspixelwerte in eine Folge von acht statt vier Reproduktionspixeln auf einer Abtastzeile umgewandelt, wobei diese Pixel schmaler sind als die zuvor beschriebenen Pixel, so daß sie zusammen nichts desto weniger den Raum von 2*2 Eingangspixeln einnehmen. Auf diese Weise kann eine größere Registergenauigkeit erreicht werden. Schwächen in dem elektrophotographischen Prozeß können hierdurch ebenfalls auf subtile Weise kompensiert werden, indem in Pixelmustern, die nicht hinreichend dunkel wiedergegeben werden, zusätzliche Reproduktionspixel schwarz gemacht werden.
• Die Schaltung gemäß der dritten Ausführungsform (Fig. 7) unterscheidet sich von der in Fig. 6A gezeigten dadurch, daß nunmehr vier Schieberegister 61- 64 in Serie geschaltet sind. Die vier Zellen des Schieberegisters 61 und die letzten vier Zellen der Schieberegister 62, 63 und 64 sind mit einer Schalteinrichtung 65 verbunden. Diese kombiniert 16 binäre Pixelwerte dieser Zellen zu einem Code für die Adressierung des Speichers 66, in dem nunmehr eine Tabelle mit Mustern aus 4*4 Eingangspixeln und zugehörigen Mustern aus vier auf einer Abtastzeile liegenden Reproduktionspixeln gespeichert ist. Beispiele solcher Muster sind in Fig. 8D/8E, Fig. 8F/8G und Fig. 9D/9E gezeigt. Anstelle eines Speichers ist es selbstverständlich möglich, eine logische Schaltung zur Erzeugung der Reproduktionspixel zu verwenden. Der Pufferspeicher 67, die Laser-Steuerschaltung 68 und der Zeitgeber 69 erfüllen eine ähnliche Funktion wie die entsprechenden Elemente in Fig. 6A.
• Die Arbeitsweise dieser Schaltung wird nunmehr erläutert werden. Für die Umwandlung sämtlicher Pixel des Bildes wird von benachbarten Pixeln darum herum Gebrauch gemacht. Die am Rand des Bildes liegenden Pixel haben an einer oder zwei Seiten keine benachbarten Pixel.
• Folglich werden vor der Verarbeitung die Bilddaten im Speicher 2 zunächst durch die Auflösungsumwandlungseinheit mit Pixeln expandiert, die einen Rand mit der Breite von einem Pixel um das Bild bilden und den Wert 1 haben. Diese expandierten Bilddaten werden dann durch die in Fig. 7 gezeigte Schaltung verarbeitet. Dies geschieht auf folgende Weise. Auf Taktimpulse des Zeitgebers 69 werden die (expandierten) Pixelwerte einer nach dem anderen aus dem Speicher 2 gelesen und in das Schieberegister 61 eingegeben und dann durch die Schieberegister 61 bis 64 durchgeschoben. Die Schieberegister 62 bis 64 sind wieder gerade so lang wie eine Zeile von Eingangspixeln. Wenn das erste Pixel der ersten Bildzeile die letzte Zelle des Registers 64 erreicht, wird die Schalteinrichtung 65 betätigt, so daß sie die 16 Pixelwerte in den vier Zellen der Register 61 und den letzten vier Zellen der Register 62, 63 und 64 zu einem 16-Bit-Code kombiniert und damit den Speicher 66 ansteuert, der seinerseits ein Steuersignal für die Laser-Steuerschaltung 68 an den Pufferspeicher 67 liefert. Der Zeitgeber 69 betätigt dann die Schalteinrichtung 65 bei jedem zweiten Taktimpuls bis einschließlich dem Taktimpuls, bei dem das letzte Pixel der vierten Bildzeile die erste Zelle des Registers 61 erreicht. In diesem Augenblick ist die erste Abtastzeile aus Reproduktionspixeln gebildet.
• Die Schalteinrichtung 65 wird dann stets in dem Augenblick betätigt, in dem das erste Pixel einer geraden Bildzeile an der letzten Zelle des Registers 64 eintrifft, und dann bei jedem zweiten nachfolgenden Taktimpuls für eine Serie von (N-2) Taktimpulsen, wobei N die Anzahl von Pixeln in einer Bildzeile ist.
• Selbstverständlich kann die Anzahl von bei der Auswahl des Musters von Reproduktionspixeln einbezogenen Eingangspixeln ausgedehnt werden, um so besser in der Lage zu sein, den Strukturen des ursprünglichen Bildes Rechnung zu tragen. Dies kann eine weitere Verbesserung der Druckqualität insbesondere in Verbindung mit der oben erwähnten Ausweitung der Anzahl von Reproduktionspixeln ergeben. Die hierfür erforderliche Schaltung kann von dem fachkundigen Leser ohne Schwierigkeiten entworfen werden und wird deshalb hier nicht im einzelnen erörtert.
• Das oben beschriebene Verfahren und die zugehörige Vorrichtung ermöglichen es, ein Pixelmuster ohne jeglichen Verlust an Detail mit einer Reproduktionseinheit wiederzugeben, die eine kleinere Basisauflösung besitzt als das Pixelmuster. In bestimmten Fällen ist es sogar möglich, Diskretisierungsfehler im ursprünglichen Pixelmuster zu kompensieren. Selbst wenn das ursprüngliche Pixelmuster half-bit-Muster ähnlich den in Figuren 4A, 4C, 4E und 4G gezeigten Mustern enthält, werden diese Muster automatisch in half- bit-Muster in dem neuen Pixelraster umgewandelt, und der mit diesen Mustern angestrebte Effekt wird beibehalten.
• Obgleich die Erfindung anhand der oben beschriebenen Beispiele erläutert wurde, ist sie nicht darauf beschränkt. Es versteht sich für den fachkundigen Leser, daß andere Ausführungsformen im Rahmen der Ansprüche möglich sind.

Claims (18)

1. Vorrichtung zum Wiedergeben eines Bildes, mit Eingabemitteln (1,2) für den Empfang digitaler Bilddaten, die das Bild beschreiben, mit den Eingabemitteln verbundenen Verarbeitungsmitteln (4) zur Verarbeitung der digitalen Bilddaten und einer mit den Verarbeitungsmitteln (4) verbundenen Reproduktionseinheit (5) zur Darstellung des Bildes auf einem Wiedergabemedium (23) auf der Grundlage von von den Verarbeitungsmitteln erhaltenen verarbeiteten Bilddaten in Rasterform, unter Verwendung eines Rasters mit langgestreckten Pixeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabemittel dazu ausgebildet sind, digitale Bilddaten zu empfangen, die die Form von Werten von binären Pixeln haben, die in einem ersten Raster mit einer Auflösung von n1 Pixel/mm in einer ersten Hauptrichtung des Rasters und einer Auflösung von m1 Pixel/mm in der zweiten Hauptrichtung des Rasters angeordnet sind, daß die Verarbeitungsmittel (4) eine Auflösungsumwandlungseinheit zur Umwandlung der digitalen Bilddaten in die verarbeiteten Bilddaten aufweisen, die dasselbe Bild in der Form von Werten von binären Pixeln beschreiben, die in einem zweiten Raster mit einer Auflösung von n2 Pixel/mm in einer ersten Hauptrichtung dieses Rasters und einer Auflösung von m2 Pixeln/mm in der zweiten Hauptrichtung dieses Rasters angeordnet sind, wobei n2 größer ist als n1 und m2 kleiner ist als m1, und daß die Reproduktionseinheit (5) dazu eingerichtet ist, die verarbeiteten Bilddaten in Übereinstimmung mit einem Raster von Pixeln darzustellen, die in den ersten und zweiten Hauptrichtungen des Rasters Abmessungen haben, deren Verhältnis im wesentlichen gleich (n1*m2)/(n2*m1) mal das Verhältnis der entsprechenden Abmessungen der Pixel des ersten Rasters ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflösungsumwandlungseinheit (4) dazu eingerichtet ist, den lokalen mittleren Pixelwert bei der Umwandlung der ursprünglichen digitalen Bilddaten in die verarbeiteten Bilddaten im wesentlichen gleich zu halten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflösungsumwandlungseinheit (4) mit Speichermitteln (51,52;61-64;151,152) zur Speicherung wenigstens einen Blocks von A*B Pixeln der ursprünglichen digitalen Bilddaten und mit an die Speichermittel angeschlossenen Umwandlungsmitteln (53,54,57;65,66,69:153,157) versehen ist, zur Umwandlung des Blockes von A*B Pixeln in einen Block von C*D Pixeln der verarbeiteten Bilddaten, der denselben Teil des Bildes beschreibt wie der Block von A*B Pixeln, wobei A, B, C und D ganze Zahlen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Umwandlungsmittel eine Schaltung umfassen, die die Werte der Pixel der ursprünglichen digitalen Bilddaten nach einem festen, sich selbst wiederholenden Schema auf die Pixel der verarbeitenden Bilddaten überträgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Umwandlungsmittel eine Schaltung (54) umfassen, die, wenn sie mit den Werten der A*B Pixel angesteuert wird, ein diesen Werten entsprechendes Muster von C*D Pixelwerten liefert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Umwandlungsmittel eine Schaltung (66) umfassen, die, wenn sie mit den Werten der A*B Pixel und einer Anzahl von diese Pixel umgebenden Pixeln angesteuert wird, ein diesen Werten entsprechendes Muster von C*D Pixelwerten liefert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, 5 oder 6, bei der A*B gleich C*D ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei der eine der Zahlen C und D gleich 1 und die andere dieser Zahlen größer ist als 1.

9. Auflösungsumwandlungseinheit wie in der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6 verwendet.

10. Verfahren zum Wiedergeben eines durch digitale Bilddaten beschriebenen Bildes, umfassend die Verarbeitung der digitalen Bilddaten und die Darstellung des Bildes auf einem Wiedergabemedium auf der Grundlage auf verarbeiteten Bilddaten unter Verwendung eines Rasters aus langgestreckten Pixeln, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Bilddaten das Bild in der Form von Werten von binären Pixeln beschreiben, die in einem ersten Raster mit einer Auflösung von n1 Pixel/mm in einer ersten Hauptrichtung des Rasters und einer Auflösung von m1 Pixel/mm in der zweiten Hauptrichtung des Rasters angeordnet sind, und daß die Verarbeitung eine Umwandlung der ursprünglichen digitalen Bilddaten in die verarbeiteten Bilddaten umfaßt, die dasselbe Bild in der Form von Werten von binären Pixeln beschreiben, die in einem zweiten Raster mit einer Auflösung von n2 Pixel/mm in einer ersten Hauptrichtung dieses Rasters und mit einer Auflösung von m2 Pixel/mm in der zweiten Hauptrichtung dieses Rasters angeordnet sind, wobei n2 größer ist als n1 und m2 kleiner ist als m1, wobei die Pixel des zweiten Rasters in der ersten und zweiten Hauptrichtung des Rasters Abmessungen haben, deren Verhältnis im wesentlichen gleich (n1*m2)/(n2*m1) mal das Verhältnis der entsprechenden Abmessungen der Pixel des ersten Rasters ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Umwandlung der ursprünglichen digitalen Bilddaten in die verarbeiteten Bilddaten der lokale mittlere Pixelwert im wesentlichen gleich gehalten wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedesmal ein Block von A*B Pixel der ursprünglichen digitalen Bilddaten in einen Block von C*B Pixel der verarbeiteten Bilddaten umgewandelt wird, welcher Block denselben Teil des Bildes beschreibt wie der Block von A*B Pixeln, wobei A, B, C und D ganze Zahlen sind.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der ursprünglichen Pixel der digitalen Bilddaten auf die Pixel der verarbeiteten Bilddaten in einer eins-zu-eins-Beziehung gemäß einem festen, sich selbst wiederholenden Schema abgebildet werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zuvor eine Tabelle aus Mustern aus A*B Pixelwerten mit wenigstens einem entsprechenden Muster von C*D Pixelwerten für jedes Muster zusammengestellt wird und daß bei Umwandlung der ursprünglichen digitalen Bilddaten in verarbeitete Bilddaten jedesmal für einen Block von A*B Pixeln der ursprünglichen digitalen Bilddaten das Muster der Pixelwerte dieses Blockes in der Tabelle aufgesucht und den Pixeln des entsprechenden Blockes von C*D Pixeln der verarbeiteten Bilddaten Werte in Übereinstimmung mit einem entsprechenden Muster aus der Tabelle zugewiesen werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem mehr als ein Muster von C*D Pixelwerten, die einem Muster von A*B Pixelwerten entsprechen, in der Tabelle gespeichert werden und bei dem während der Umwandlung der ursprünglichen digitalen Bilddaten in verarbeitete Bilddaten eine Auswahl aus den entsprechenden Mustern von C*D Pixelwerten für einen Block von A*B Pixeln der ursprünglichen Bilddaten anhand der Werte von Pixeln aus den ursprünglichen digitalen Bilddaten getroffen wird, die die A*B Pixel umgeben.

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zuvor eine Tabelle aus Mustern von E*F Pixelwerten zusammengestellt wird, wobei E und F ganze Zahlen sind und E*F größer ist als A*B, mit wenigstens einem entsprechenden Muster von C*D Pixelwerten für jedes Muster, und daß bei der Umwandlung der ursprünglichen digitalen Bilddaten in verarbeitete Bilddaten jedesmal für einen Block von E*F Pixeln der ursprünglichen digitalen Bilddaten das Muster von Pixelwerten dieses Blockes in der Tabelle aufgesucht wird und den Pixeln eines Blockes von C*D Pixeln der verarbeiteten Bilddaten Werte entsprechend einem Block von A*B Pixeln der ursprünglichen digitalen Bilddaten, die in dem Block der E*F Pixel enthalten sind, in Übereinstimmung mit einem entsprechenden Muster aus der Tabelle zugewiesen werden.

17. Verfahren nach Anspruch 12, 14, 15 oder 16, bei dem A*B gleich C*D ist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei dem eine der Zahlen C und D gleich 1 und die andere davon größer ist als 1.