DE69331476T2

DE69331476T2 - Verfahren und Gerät zur Bildreproduktion mittels Grautondruck

Info

Publication number: DE69331476T2
Application number: DE1993631476
Authority: DE
Inventors: Yee Seung Ng; Hwai Tzuu Tai
Original assignee: NexPress Solutions LLC
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1992-06-05
Filing date: 1993-06-03
Publication date: 2002-08-08
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: DE69331476D1; JPH06509930A; WO1993026116A3; EP0892549A3; DE69324653T2; JP3597529B2; WO1993026116A2; EP0892549A2; EP0598104A1; EP0892549B1; DE69324653D1; EP0598104B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Codieren von bildlichen Darstellungen zur Reproduktion auf Anzeige- oder Drucksystemen und insbesondere Verbesserungen an Anzeige- oder Druckvorrichtungen, die mit Graustufenanzeige/Graustufendruck arbeiten.
Im Bereich des Digitaldrucks (der nachfolgend verwendete Begriff "Druck" oder "Drucken" schließt Drucken und Anzeigen ein) werden Graustufen bislang auf unterschiedliche Weise erzeugt. Verschiedenen Algorithmen liegt die Aufgabe zugrunde, die Intensität, d. h. die Graustufe einer Farbe durch binäre Anzeigen und Drucker darzustellen. Binäre Anzeigen und Drucker sind in der Lage, eine Markierung, normalerweise in Form eines Punktes von gegebener, gleichmäßiger Größe und bei einer bestimmten Auflösung in Markierungen pro Längeneinheit, typischerweise Punkte/Zoll, herzustellen. Es ist üblich, die Markierungen nach verschiedenen geometrischen Mustern anzuordnen, so dass eine Gruppe von Markierungen bei Betrachtung durch das menschliche Auge eine Darstellung eines Zwischenfarbtons zwischen der Farbe des Hintergrunds (normalerweise weißes Papiermaterial) und der Gesamtdeckung oder Volltondichte erzeugt.
Halbtonbilder umfassen ein scheinbares Kontinuum von Graustufen. In Annäherung an Halbtonbilder wurden bildliche Darstellungen über binäre Rastertechnologien dargestellt. Um ein Rasterbild mit einem Abtastsystem aufzuzeichnen oder darzustellen, besteht ein Bildelement der Aufzeichnungs- oder Anzeigefläche aus einer "j · k"-Matrix von Unterelementen, wobei "j" und "k" positive ganze Zahlen sind. Ein Rasterbild wird wiedergegeben, indem die entsprechenden Unterelemente gedruckt werden oder frei bleiben, also durch eine geeignete Verteilung der gedruckten Markierungen.
Die Algorithmen zur Verarbeitung von Rasterbildern werden zum Teil nach ihrer Fähigkeit bewertet, einen kompletten Graukeil bei normalen Betrachtungsabständen zu erzeugen. Die Fähigkeit eines bestimmten Verfahrens, eine Hochfrequenzwiedergabe (mit feinen Details) mit hoher Kontrastmodulation zu reproduzieren, macht dieses Verfahren gegenüber einem anderen überlegen, das diese feinen Details mit weniger oder gar keinem Ausgabekontrast reproduziert.
Ein weiteres Verfahren zum Erzeugen von Graustufen ist der Graustufendruck. Bei diesem Verfahren ist jeder Bildpunkt in der Lage, mehrere verschiedene Punktgrößen zu erzeugen. Die Punktgröße für einen Bildpunkt ist eine Funktion der Belichtungszeit, die eine diesem Bildpunkt zugeordnete Leuchtdiode (oder einer anderen, geeigneten Druckeinrichtung) vorsieht. Je länger die Belichtungszeit ist, um so mehr Toner wird von diesem bestimmten Bildpunkt angezogen.
Die Wiedergabe eines Halbtonbildes für den Druck unterliegt zwei Hauptfaktoren: (I) der Auflösung der Bilddetails und (2) der Reproduktion von Graukeilen. In einem Schema zur binären Rasterdarstellung stehen diese beiden grundlegenden Faktoren miteinander in Wettstreit. Je mehr Graustufen wiedergegeben werden, um so größer ist die Rasterzelle. Entsprechend grobe Rasterweiten werden bei entsprechend schlechter Bilddarstellung erzeugt. Aufgrund dessen wird im binären Rasterdruck ein Kompromiss zwischen der Wahl der Linienauflösung und der Grauskalen geschlossen. Im Graustufen-Rasterdruck lassen sich jedoch Auflösung und Feinheit der Graustufen in Einklang bringen. Im Graustufendruck ist die gleiche Anzahl adressierbarer Punkte vorhanden, und es bestehen Wahlmöglichkeiten, und zwar von einer Punktgröße von 1 Bit/Bildpunkt bis zu 16 verschiedenen Punktgrößen von 4 Bit/Bildpunkten. Ein Bild könnte demnach mit 133 Rasterlinien und 128 Graustufen in höherer Bildqualität wiedergegeben werden. Zwar lässt sich so eine höhere Bildqualität in Bezug auf die Linienauflösung und den Tonwertumfang erzielen, aber auch der Graustufenrasterdruck unterliegt bestimmten Einschränkungen der Wiedergabe.
EP-A-0 370 271 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Drucken von Rasterbildern, bei dem bzw. bei der eine Vielzahl von Rasterbildern verschiedener Farbe miteinander kombiniert werden. Jedes Rasterbild erstreckt sich in einer Richtung, indem auf Basis von Rasterzellen, die eine Matrix von elementaren Punkten umfassen, wobei jeder Punkt eine feststehende Größe aufweist, elementare Punkte gedruckt werden, die sich in diese Richtung erstreckende Linien ausbilden (siehe z. B. Fig. 6A). Die verschiedenen Rasterbilder erstrecken sich in verschiedene Richtungen (z. B. 15º, 45º und 75º), um Moiréeffekte und Farbverschiebungen zu vermeiden.
Ein ähnliches System wird in EP-A- 0 417 806 beschrieben, wie in den jeweiligen Fig. 4A -4D gezeigt.
Erfindungsgemäß sind verschiedene Punktlayouts möglich, um Graustufenpunkte aus einer Zellenvorlage zu erstellen. Diese Graustufenpunkte sind die digitale Darstellung der Graustufenrasterung und müssen durch einen Druckprozess verwirklicht werden. Beim Graustufenrastern ist es wünschenswert, die Punkte mit den inhärenten Druckprozesseigenschaften auszulegen, so dass die Darstellung der Punkte für das menschliche Auge angenehm wirkt, also weniger körnig ist, ruhig ist, weniger Artefakte und weniger Musterbildung (also sichtbare Raster und deren Mikrostruktur) aufweist.
Es besteht demnach Bedarf nach einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Erzeugen eines Rasters für die Graustufenwiedergabe, das eine stabile Latentbildstruktur erzeugt und mehr Graustufen für ein Bild wiedergibt, und in das die Verfahrenseigenschaften integriert sind, so dass die Darstellung der Punkte für das menschliche Auge angenehm ist.
Auch bei der Anwendung einer Graustufen-Wiedergabetechnik auf ein Dokument, das verschiedene Arten von Bildern enthält, also Text-, Raster- und Halbtonbilder, tritt ein Problem auf. Diese verschiedenen Bildarten erzeugen verschiedene Wiedergabeprobleme, und zwar bezogen auf einen Kompromiss zwischen den Tonwertskalen und der Detailauflösung. Bei Text ist die Anzahl der Tonwertskalen nicht so wichtig wie die Wiedergabe einer glatten Textkante; das Gegenteil trifft für Halbtonbilder zu. Die Anwendung einer einzigen Graustufenraster-Wiedergabetechnik auf ein Dokument, das zwei oder mehr Bildarten umfasst, kann zur Erstellung eines Dokuments führen, in dem ein oder mehrere verschiedene Bildarten nicht zufriedenstellend reproduziert werden.
Beim Abtasten eines Dokuments sind Bildverarbeitungstechniken angewandt worden, um ein Grauskalenbild in eine Bilddarstellung umzuwandeln, die für einen Drucker geeignet ist (entweder in ein Binärformat oder in ein Graustufenformat). Bei diesem Abtastvorgang sind Textbereiche, Strichzeichnungen und Rasterbilder voneinander nicht zu unterscheiden, und alle scheinen ein Grauskalenbild zu sein. Ein ungeeigneter Umwandlungsprozess erzeugt Artefakte in der Hardcopy, beispielsweise ausgezackte Ränder im Textbereich oder ein Moirémuster im Rasterbereich. Um dies zu vermeiden, wurden intelligente Prozesse entwickelt, um das Bild in verschiedene Bereiche aus Text, Strichzeichnungen und Rasterbilder zu segmentieren. Dann wurden auf diese Segmente verschiedene Umwandlungsprozesse für die einzelnen Segmente angewandt, um das ursprüngliche Dokument wieder herzustellen. Diese Segmentierungs- und Umwandlungsprozesse machen den digitalen Kopierprozess jedoch ungebührlich kompliziert.
Es besteht Bedarf nach einem einheitlichen Wiedergabeverfahren und einer Vorrichtung für das Graustufendrucken, um ein Bild zufriedenstellend zu reproduzieren, das Text, Linienzeichnungen, Raster- und/oder Halbtonbereiche umfasst, und zwar mit verschiedenen Graupunktdarstellungen, die für diese bestimmten Bereiche auswählbar sind. Es besteht Bedarf nach einem Verfahren und einer Vorrichtung, um dies zu ermöglichen, ohne "wissen" zu müssen, wo sich der Textbereich, der Rasterbereich oder der Halbtonbereich befindet, und um derartige Artefakte, wie ausgezackte Textränder oder ein Moirémuster im Raster, zu vermeiden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es wünschenswert, eine Belichtungszeit für die Bildpunkte derart vorzusehen, dass es zu einem gleichen Helligkeitswechsel zwischen den Stufen in der Graustufen-Rasterkonstruktion kommt. Ein Beispiel einer Kurve, in der die Helligkeit gegen die Belichtungszeit abgetragen ist, wird in Fig. 18 gezeigt. Diese Belichtungskurve ist die für Halbtonbilder erzielte, die dann normalerweise für Rasterbilder verwendet wird. Eine derartige Kurve arbeitet einwandfrei für Halbtonausgaben und Graustufen-Fehlerdiffusion sowie teilweise für Punktrasterausgaben. Diese Verfahren weisen Beschränkungen hinsichtlich der Körnigkeit auf, wenn die Tonerpartikel relativ groß sind (z. B. 12 um im Volumendurchmesser).
Im Graustufendruck sind die Belichtungszeiten verschiedenen Punktgrößen zugeordnet. Beispielsweise kann es bei 3 Bit/Bildpunkt insgesamt 7 verschiedene Belichtungszeiten geben (oder Helligkeitsstufen, falls die Helligkeit statt der Belichtungsdauer variiert wird) sowie 7 verschiedene Punktgrößen. Welches Problem sich bei der Wahl der 7 Belichtungszeiten aus der Halbtonkurve ergibt (die eine gleichmäßige Helligkeitsänderung erzeugt), ist aus Fig. 19 zu ersehen. Diese Kurve zeigt die Helligkeit abgetragen zur Stufenzahl für eine gemischte punktförmige Rasterzelle, wie an späterer Stelle beschrieben. Wie am Kurvenverlauf zu erkennen, gibt es in einigen Stufen keinen gleichmäßigen Helligkeitssprung. Wenn die Ungleichheit des betreffenden Helligkeitssprungs zu groß ist, kommt es in dem Druck zu wahrnehmbaren Dichtespuren.
Der besagte Helligkeitssprung ist darauf zurückzuführen, dass Bildpunkte innerhalb einer Zelle je nach ihrer Umgebung unterschiedlich wachsen, so dass die Belichtungszeit für ein Halbtonsystem (bei dem alle umliegenden Bildpunkte aktiviert sind) nicht einfach ausgewählt und für jeden Bildpunkt in einer Rasterzelle verwendet werden kann, in der ein Zellenwachstumsmuster für gemischte Punktarten vorliegt.
Es besteht daher auch Bedarf nach einem Verfahren und einer Vorrichtung, das bzw. die Konturenbildung reduzieren, indem Bildpunkte in einer Zelle klassifiziert und die Belichtung der Bildpunkte nach dieser Klassifizierung modifiziert werden.
Wie zuvor erwähnt, sind Halbtonbilder nur in binärer Form mit Hilfe eines Rasterverfahrens druckbar. Das Rasterverfahren zerlegt das Bild über eine rasterartige Struktur in Punkte. Das menschliche Auge nimmt diese Punkte aufgrund seiner Integrationseigenschaften als Grauschattierungen wahr. Durch Erhöhung der Punktauflösung (z. B. 2.000 Punkte pro Zoll (dpi/dots per inch) auf 3.000 dpi oder höher) und durch Verkleinern der Punkte lässt sich normalerweise ein hochwertiges Bild erzeugen (ein halbtonähnliches Bild). Es ist jedoch nicht erforderlich, das Halbtonbild von fotografischer Qualität in derart hohen Auflösungen darzustellen. Beispielsweise sind Druckauflösungen von 400 dpi oder 500 dpi mit Grauskalen von 8 Bit bis 12 Bit für einen Druck mit echter fotografischer Halbtonqualität ausreichend. Derartige Halbton-Drucksysteme (z. B. das fotografische Filmverfahren und das thermische Farbsublimationsverfahren) sind mittlerweile auf dem Markt. Hierbei handelt es sich um sehr teure Belichtungssystemsteuerungen, die Grauskalen von 8 Bit bis 12 Bit liefern. Diese Druckvorrichtungen und Belichtungssystemsteuerungen basieren zur Zeit auf zwei Konstruktionen, nämlich einem Lasersystem, bei dem die Helligkeit über den Strom moduliert wird, und einem Lasersystem, bei dem die Belichtung über die Zeit moduliert wird.
Durch Untersuchungen des menschlichen Sehverhaltens stellte man fest, dass das menschliche Auge keine Tonänderungen bei mittleren Auflösungen von ca. 400 dpi bis 600 dpi bei Multi-Bit-Bildpunktinformationen (d. h. 4 oder 5 Bit) unterscheiden kann (d. h. das Auge nimmt einen Halbton wahr).
Es besteht Bedarf nach einer Konstruktion von Punktmustern und der Wiedergabe von Bildern in 4- oder 5-Bit-Darstellung derart, dass bei Rekonstruktion der wiedergegebenen Bilder mittels Grauskalendruck die rekonstruierte Struktur wie ein Halbtonbild aussieht.
In der Elektrofotografie basiert der Tonungsprozess auf der charakteristischen elektrostatischen Kraft, die von dem Ladungspotenzial auf dem Latentbild erzeugt wird. Eine gut ausgebildete (d. h. geeignete), clusterartige Ladungspotenzialquelle ist daher vorteilhaft zur Entwicklung eines stabilen Punktes. In bestimmten Punktkonstruktionen ist bereits ein gut ausgebildetes Potenzial integriert, so dass die wiedergegebenen Bilder weniger körnig sind. Dennoch erzeugen bestimmte andere Punktkonstruktionen ein körniges Bild, weil für die betreffende Punktstruktur auf dem Latentbild keine derartige, gut ausgebildete Potenzialquelle vorhanden ist, die den Punkt stabilisieren könnte.
Es besteht Bedarf nach einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Erzeugen eines stabilen Punktes für eine Punktkonstruktion, die normalerweise nicht zur Ausbildung eines stabilen Punktes in dem elektrofotografischen Druckverfahren führen würde.
Umfang und Geltungsbereich der vorliegende Erfindung wird in den anhängenden Ansprüchen dargelegt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Reproduzieren eines Bildes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ein Beispiel einer 4 · 4 Bildpunkte umfassende Zelle mit Angabe der Graustufe für jeden Bildpunkt.
Fig. 3 ein Beispiel eines 3-Bit-Graurasterpunkt-Layouts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Vollpunktarten.
Fig. 4 eine Zelle mit ausgebildeten Punkten.
Fig. 5 ein Beispiel einer Rasterpunktmaske.
Fig. 6 ein 3-Bit-Graurasterpunkt-Layout gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Teilpunktarten.
Fig. 7 ein 3-Bit-Graurasterpunkt-Layout gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit gemischten Punktarten.
Fig. 8 ein 4-Bit-Graurasterpunkt-Layout gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit gemischten Punktarten.
Fig. 9 eine Schwellenwertmaske für ein 4-Bit-Graurasterpunkt-Layout gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit gemischten Punktarten.
Fig. 10 eine Schwellenwertmaske für ein von 4 Bit Graurasterpunkt-Layout gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Punkten mit festem Schwellenwert.
Fig. 11 ein Verfahren zur einheitlichen Bildwiedergabe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 12 eine Kontrollkarte für die Tonreproduktion.
Fig. 13 ein Verfahren zur einheitlichen Bildwiedergabe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
Fig. 14 eine grafische Darstellung eines Zellenaufbaus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 15 ein Beispiel von Vorlagen, die zur Grauskalenwiedergabe gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 14 verwendbar sind.
Fig. 16 eine Grauskalenpunktfolge von 189 Linien gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 14 und 15.
Fig. 17 die Belichtungsstufen der Bildpunkte einer Zelle mit einer Graustufe von 100, die gemäß dem Layout aus Fig. 16 ausgebildet worden ist.
Fig. 18 eine Kurve der Helligkeit im Verhältnis zur Belichtungszeit für ein Graustufenraster einer bestimmten Art.
Fig. 19 eine Kurve der Helligkeit im Verhältnis zur Belichtungszeit für ein Graustufenraster einer anderen Art.
Fig. 20 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zur Modifizierung von Graustufen mit Hilfe eines Klassifizierers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 21 ein Beispiel eines 4 · 4-Klassifizierers.
Fig. 22 ein Blockdiagramm zur Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Modifizieren von Graustufen mit Hilfe eines Klassifizierers.
Fig. 23 eine Bayer-Dispersionspunktvorlage.
Fig. 24 einen 4-Bit-Teilpunktmustersatz unter Verwendung der Punktvorlage aus Fig. 23.
Fig. 25 ein Schwellenwertmuster für die Grauskalenwiedergabe unter Verwendung der Punktvorlage aus Fig. 23 und des Punktmustersatzes aus Fig. 24.
Fig. 26 eine clusterförmige Punktvorlage.
Fig. 27 einen 4-Bit-Teilpunktmustersatz unter Verwendung der Punktvorlage aus Fig. 26.
Fig. 28 ein Schwellenwertmuster für die Grauskalenwiedergabe unter Verwendung der Punktvorlage aus Fig. 26 und des Punktmustersatzes aus Fig. 27.
Fig. 29 ein grundlegendes Blockdiagramm eines Grauskalenwiedergabeprozesses gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Fig. 30 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Einbetten einer Punktstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 31 eine Zelle vor und nach der Punktstabilisierung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 32 ein Leistungsspektrum eines Ausgabedrucks eines Schwarzdichtefeldes mit Vollpunktart.
Fig. 33 ein Leistungsspektrum eines Ausgabedrucks eines Schwarzdichtefeldes mit Teilpunktart.
Fig. 34 ein Leistungsspektrum eines Ausgabedrucks eines Schwarzdichtefeldes mit gemischter Punktart.
Fig. 35 die Konturenunterdrückung jedes Bildpunktes.
Fig. 36 ein Raster aus 282/Zoll (45 Grad).
Fig. 37 ein Raster aus 200/Zoll (90 Grad).
Fig. 38 ein grundlegendes Ablaufdiagramm eines Entrasterungsverfahrens gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Fig. 39 die Konstruktion eines Entrasterfilters der vorliegenden Erfindung.
Fig. 40 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Entrasterverfahrens der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Reproduktion eines Dokuments gemäß den verschiedenen Aspekten der hier beschriebenen Erfindung. Das Dokument 10 kann verschiedene Bildarten innerhalb desselben Dokuments umfassen. Beispielsweise kann das Dokument 10 sowohl Text- als auch aus Halbton- sowie Rastertonbereichen bestehen.
Das Dokument 10 wird mit Hilfe eines konventionellen Scanners 12 abgetastet und digitalisiert, wobei der Scanner 12 digitale Signale erzeugt, die die Dichten der Bereiche des Dokuments 10 darstellen und verschiedenen Bildpunkten entsprechen. Die Signale werden an einen Speicher (oder Puffer) 14 gesendet. Mittels einer Steuereinheit 16 sind die Signale modifizierbar und als Graustufensignale über einen Bildspeicher 17 für jeden Bildpunkt bereitstellbar, um einen Drucker 18 und/oder eine Anzeige 20 anzusteuern. Der Drucker 18 und/oder die Anzeige 20 reproduzieren dann das Dokument 10 durch Aktivieren jedes einzelnen Bildpunkts gemäß der durch die Steuereinheit 16 modifizierten (oder nicht modifizierten) Graustufen. Der Drucker kann ein Graustufen-LED-Druckkopf oder ein Laserdrucker oder eine andere Graustufenbelichtungsvorrichtung sein. Alternativ hierzu kann der Drucker eine elektrografische Aufzeichnungsvorrichtung sein, die ein elektrostatisches Bildelement bildweise lädt. Für Belichtungsvorrichtungen kann das Element ein fotografischer Film oder ein fotoleitfähiges Bildelement sein.
Die Steuereinheit 16 der vorliegenden Erfindung kann einen Computer umfassen, der gemäß der vorliegenden Beschreibung programmiert ist, um die verschiedenen Aspekte der Erfindung auszuführen. Die Steuereinheit ist derart betrieben, dass sie die für einen Bildpunkt zu druckende Graustufe in Abhängigkeit von dem lokalen Kontrast modifiziert. Beim Erzeugen eines Graustufensignals für einen bestimmten, zu druckenden Bildpunkt wählt die Steuereinheit 16 zwischen einer Wiedergabetechnik für "gemischte Punkte" und einer Wiedergabetechnik für "feste Schwellenwerte" aus. Vor der Erläuterung des Auswahlprozesses werden nachfolgend diese beiden Wiedergabetechniken besprochen.
Beim Graustufendrucken ist jeder Bildpunkt in der Lage, mehrere verschiedene Punktgrößen und somit unterschiedliche Graustufen wiederzugeben. Anstatt jeden Bildpunkt einfach mit einer unabhängigen Graustufe zu erzeugen, lassen sich jedoch auch mehrere Bildpunkte gemeinsam zum Ausbilden eines Unterbildpunkts, einer sogenannten Zelle, anordnen. Jedem Bildpunkt in einer Zelle wird dann eine Graustufe zugewiesen. Das menschliche Auge integriert die verschiedenen Graustufen der einzelnen Bildpunkte in der Zelle zu einer einzelnen, wahrgenommenen Graustufe für die Zelle. Dies ist mit dem Grundkonzept für die binäre Rasterung vergleichbar. Die Anzahl der Tonskalen für eine Zelle ist jedoch aufgrund der Anzahl der für jeden Bildpunkt verschiedenen Graustufen wesentlich größer. Anstatt zwei Stufen, die beim binären Rastern für jeden Bildpunkt vorgesehen sind, lassen sich beim Graustufendrucken beispielsweise acht Stufen für jeden Bildpunkt in einer Zelle (3 Bit/Bildpunkt) erzeugen. Wenn die Zelle aus 4 · 4 Bildpunkten besteht, ermöglicht beispielsweise das Graustufendrucken die Wiedergabe von 121 verschiedenen Grauschattierungen für diese Zelle. Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer Zelle 28 aus 4 · 4 Bildpunkten mit Ziffern, die Graustufen für jeden Bildpunkt darstellen.
Die Punkte in den Bildpunkten einer Zelle lassen sich auf verschiedene Weise ausbilden, um verschiedene Ergebnisse zu erzielen. Für die Graustufenrasterung können die Punkte als "volle Punkte", als "Teilpunkte" oder als "gemischte Punkte" ausgebildet werden.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines Graurasterpunkt-Layouts von 3 Bit für die Ausbildung einer Zelle mit vollen Punkten. Weiterhin werden sieben verschiedene Bildpunktgrößen dargestellt, die den Größen entsprechen, die jeder einzelne Bildpunkt-Punkt erzielen kann. Für die hier gezeigte Zelle 30 aus acht Elementen gibt es 57 mögliche Graustufen.
Nachfolgend wird ein Beispiel zur Ausbildung einer Zelle bei Graustufe 12 erläutert. Der in Stufe 1 eingekreiste Bildpunkt mit Ziffer 1 wird mit Punktgröße 1 in Stufe 1 ausgebildet. (Es wird nur eine Zelle beschrieben, obwohl die Bildpunkte anderer Zellen gemäß demselben Layout geändert werden, wie in Fig. 3 gezeigt.) Der Punkt an diesem eingekreisten Bildpunkt wächst mit jeder Stufe immer stärker, und zwar von Stufe 1 bis Stufe 2 und weiter bis Stufe 7. Wie zu erkennen ist, wächst der Wert dieses Bildpunktes mit zunehmender Stufe von 1 auf 7. Wenn die gewünschte Graustufe für Zelle 30 7 wäre, dann würde die Ausbildung dieser Zelle beendet sein, sobald der eingekreiste Bildpunkt 1 die Punktgröße von 7 in Stufe 7 erreicht hat. In diesem Beispiel ist die gewünschte Graustufe für die Zelle 30 jedoch 12. Bei Graustufe 7 hat der eingekreiste Bildpunkt 1 seine maximale Punktgröße erreicht, so dass jetzt damit begonnen werden muss, einen Punkt bei einem anderen Bildpunkt innerhalb von Zelle 30 auszubilden. Die Ausbildung dieses Punktes beginnt bei dem Bildpunkt, der in Stufe 1 mit einem Quadrat umgeben ist, also bei Ziffer 8.
Der Punktausbildungsprozess setzt sich fort, wobei der Punkt an diesem zweiten Bildpunkt mit jeder Stufe immer stärker wächst, und zwar von Stufe 1 bis Stufe 5. Der Ausbildungsprozess endet bei Stufe 5, da der Bildpunkt dann den Wert 12 erreicht hat. Die Rasterzelle 30 enthält jetzt, wie in Fig. 4 gezeigt, einen Punkt der Größe 7 und einen Punkt der Größe 5. Die Weiterführung dieses Punktausbildungsprozesses auf 57 Graustufen ist anhand dieses Beispiels mühelos nachvollziehbar. Um eine Zelle mit Graustufe 55 auszubilden, muss bekannt sein, dass die Graustufe 55 in Fig. 6 bei Stufe 6 liegt. Alle Bildpunktstellen in Zelle 30, die in Stufe 6 kleiner als 55 sind, werden auf die Punktgröße 7 gebracht, während der Bildpunkt an Stelle 55 auf Punktgröße 6 gebracht wird.
Volle Punktarten werden demnach so ausgebildet, dass zunächst die Punkte in einer Zelle an den Bildpunkten mit der höchsten Priorität auf die maximal zulässige Punktgröße ausgebildet werden, bevor die Punkte auf der nächst höheren Priorität ausgebildet werden. Fig. 5 zeigt eine beispielhafte Rasterpunktmaske 32 mit ausgewiesenen Bildpunktprioritäten. Es sind andere Matrixgrößen, Zellformen und Prioritäten verwendbar als die in Fig. 3 gezeigten, ohne vom Umfang und Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
In dem elektrofotografischen Verfahren wird die Ausbildung voller Punktarten bevorzugt, weil dies stabile Punkte ergibt und weniger Körnigkeit erzeugt (Rasterdruckrauschen). Ein Verfahren, das mehr Detailinformationen als die Ausbildung voller Punkte ermöglicht, jedoch zu Lasten der Punktstabilität, ist das nachfolgend beschriebene Teilpunktverfahren.
Fig. 6 zeigt ein Graurasterpunkt-Layout von 3 Bit für das Teilpunkt-Ausbildungsverfahren. In diesem Verfahren wird die Zelle 34 ausgebildet, indem ein Punkt derselben Größe für jeden Bildpunkt in der Zelle bis zu dem möglichen Maße erzeugt wird, bevor der Punkt an einem anderen bestimmten Bildpunkt in der nächst folgenden Größe erzeugt wird. Für eine Graustufe von 6 für die Zelle 34 würde der eingekreiste Bildpunkt in Stufe 1 in einer Punktgröße von 1 ausgebildet werden, ebenso wie die Bildpunktstellen "2", "3", "4", "5" und "6". Für größere Graustufen, beispielsweise Graustufe 13, würde jeder Bildpunkt in der Zelle 34 bis mindestens Größe 1 ausgebildet werden. Die in Stufe 2 mit einem Quadrat umfassten Bildpunkte würden mit einer Punktgröße von 2 ausgebildet.
Die nachfolgend besprochenen gemischten Punktarten verbinden die Vorteile des vollen Punktes und des Teilpunktes in der Graustufenrasterung. Zur Kombination der vollen Punkte mit den Teilpunkten lässt sich eine Anzahl verschiedener Prozesse kombinieren, wobei der jeweils gemischte Punkttyp danach ausgewählt wird, welcher Typ ein Bild mit besserem Verlauf, weniger Körnigkeit und mehr Details wiedergibt. Die vorgesehen Strategien sind: 1) kleine stabile Punkte im Spitzlichtbereich ausbilden; 2) das Tonansprechverhalten im Mitteltonbereich linear halten; 3) die Punktstruktur im Schattenbereich reduzieren und mehr Details erzeugen. Gestützt auf diese Überlegungen ist eine bestimmte gemischte Punktart nach einer der herkömmlichen Techniken im Sinne einer Optimierung in Bezug auf stabile Punkte, mehr Bilddetails und weniger Körnigkeit wählbar.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel eines Graurasterpunkt-Layouts von 3 Bit für die Ausbildung einer Zelle mit einer bestimmten gemischten Punktart. Bis die Graustufe 41 erreicht ist, wird verhindert, dass die Bildpunkte über eine Punktgröße von 5 hinaus wachsen. Die Bildpunkte wachsen nach einem Vollpunktverfahren, wobei der eingekreiste Bildpunkt auf eine Punktgröße von 5 wächst, und wobei dann der mit einem Quadrat umfasste Bildpunkt größenmäßig wächst. Sobald alle Bildpunkte in der Zelle eine Punktgröße von 5 erreicht haben, was einer Graustufe von 40 entspricht, wächst die Graustufe der Zelle nach einem Teilpunktverfahren. Mit anderen Worten muss jeder Bildpunkt in der Zelle auf eine Punktgröße von 6 wachsen, bevor einer der Bildpunkte auf eine Punktgröße von 7 anwachsen kann.
Fig. 8 zeigt ein Beispiel eines Graurasterpunkt-Layouts von 4 Bit für die Ausbildung einer Zelle mit einer gemischten Punktart. Die Ausbildung der Punkte entspricht konzeptionell der Darstellung in Fig. 7. Weil für jeden Bildpunkt 15 Punktgrößen zur Verfügung stehen, sind für eine Zelle mit acht Elementen insgesamt 121 Graustufen erzielbar.
In dem Beispiel aus Fig. 7 mit 4 Bit/Bildpunkt wächst der Bildpunkt mit der höchsten Priorität auf die Punktgröße 11 für entsprechende Zellengraustufen 0 bis 11. Bei einer Zellengraustufe von 12 wird der Bildpunkt mit der nächst höheren Priorität hinzu genommen und hat die Punktgröße 1. Die nachfolgenden Erhöhungen der Zellengraustufen erfolgen durch Erhöhen des Bildpunktes mit der nächsten Priorität, bis beide Bildpunkte die Graustufe 11 aufweisen. Dann erfolgt ein weiteres Wachstum der Zelldichte durch Erhöhen der Punktgröße oder Dichte des Bildpunktes an der Position mit der dritt höchsten Priorität usw. Wenn alle Bildpunkte die Punktgröße 11 erreicht haben (Zellengraustufe 88) erfolgt ein weiterer Anstieg der Zellengraustufe durch Verteilung der Zuwächse auf die Bildpunkte gemäß dem für das Teilpunktverfahren beschriebenen Wachstumsmuster.
Eine weitere Wiedergabetechnik ist das Verfahren mit festem Schwellenwert. Bei diesem Verfahren wird jeder einzelne Bildpunkt nur mit begrenzten Tonskalen wiedergegeben. Beispielsweise ergeben 4 Bit/Bildpunkt insgesamt 16 verschiedene Tonnuancen. Das Verfahren mit festem Schwellenwert ergibt die höchste Auflösung unter den verschiedenen Verfahren, zumal sich Kanten bis auf jeden Bildpunkt genauer wiedergeben lassen. Das Verfahren mit festem Schwellenwert gibt ein Bild mit noch höherer Schärfe als das Teilpunktverfahren wieder, da es nicht wie dieses durch die Zellengröße begrenzt ist. Allerdings hat es einen geringeren Tonumfang, wodurch in dem wiedergegebenen Bild leichter falsche Konturen auftreten können. Das Verfahren mit festem Schwellenwert erzeugt jedoch hervorragende Wiedergabeergebnisse für Text- und Rastervorlagen.
Zwar könnte jedes der drei Verfahren (Vollpunkt-, Teilpunkt oder gemischtes Punktverfahren) verwendet werden, um ein zufriedenstellendes Halbtonbild zu erzeugen, aber das Verfahren mit gemischten Punkten ist für die Halbtonbildwiedergabe die beste Wahl. Bei gescanntem Text und Raster erzeugt das Vollpunktverfahren eine Rasterstruktur im Texthintergrund und ein Moirémuster im Raster. Das Verfahren mit gemischten Punkten erzeugt zwar auch eine Rasterstruktur im Hintergrund von Texten und ein Moirémuster im Raster, allerdings in schwächerer Ausprägung als das von dem Vollpunktverfahren erzeugte. Wie zuvor angegeben, erzeugt das Verfahren mit festem Schwellenwert gute Ergebnisse für Text und Raster. Die einheitliche Wiedergabetechnik der vorliegenden Erfindung nutzt sowohl das Verfahren mit festen Schwellenwert als auch das Verfahren mit gemischten Punkten je nach vorliegendem Bildinhalt, so dass Text-, Raster- und Halbtonbilder alle einwandfrei reproduzierbar sind.
Fig. 9 zeigt eine Schwellenwertmaske nach dem gemischten Punktverfahren mit 4 Bit. Fig. 10 zeigt eine Schwellenwertmaske mit festen Schwellenwerten. Diese Schwellenwertmasken sind von einem bestimmten Punktlayout abgeleitet, wie dem in Fig. 8 für das Verfahren mit gemischten Punkten gezeigte. (Das Punktlayout für das Verfahren mit festen Schwellenwerten wird nicht gezeigt, sondern lediglich die abgeleitete Schwellenwertmaske.)
Die Schwellenwertmasken sind von den Punktlayouts unter Verwendung einer Tonwiedergabekontrollkarte abgeleitet, wie in Fig. 12 gezeigt. Die Tonwiedergabekontrollkarte ist in vier Quadranten aufgeteilt. Der erste Quadrant (I) umfasst die Eingabe- und Ausgabedichte einer bestimmten Tonwiedergabekurve, welche das Gamma oder den Kontrastwert des zu reproduzierenden Bildes angibt. Der zweite Quadrant (II) erfasst die Charakteristik des Graustufendruckverfahrens. Der vierte Quadrant (IV) bezeichnet die Charakteristik des Scanners, der die Dichte in einen Grauwert umsetzt. Der dritte Quadrant (III) bildet die Grauwerte auf Graustufen ab und verbindet die Quadranten IV, I und II.
Um anhand dieser Karte einen Schwellenmaskenwert zu bestimmen, wird die Stufennummer der Punktfolge in dem Punktlayout einer Zelle durch einen Grauwert ersetzt. Für die Stufennummer 110 (in Schwellenwert 14 aus Fig. 8 für das gemischte Punktverfahren) ergibt die Abbildung entlang der Pfeile a, b, c und d den Grauwert 12. In gleicher Weise ergibt sich für Stufennummer S der Grauwert 224. (Die Werte der Stufennummern und der Grauwerte stehen zueinander im umgekehrten Verhältnis.) Auf diese Weise sind die Schwellenwertmasken von Fig. 9 und 10 abgeleitet.
Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens für die einheitliche Bildwiedergabe. In Schritt 40 wird ein Dokument 10 mit dem Scanner 12 abgetastet, wie in Fig. 1 gezeigt. In Schritt 42 sammelt die Steuereinheit 16 statistische Informationen aus jedem Punktbereich (z. B. 4 · 4 Bildpunkte). Diese statistischen Informationen können beispielsweise Kontrast, Varianz, Abweichung oder Rauhigkeit umfassen, obwohl sich die drei Verfahren für die Punktausbildung (Vollpunkt, Teilpunkt und gemischte Punkte) ergänzen. Der Kontrast ist als die Differenz zwischen der lokalen Maximalintensität und der lokalen Minimalintensität definiert. Die Varianz ist als das Mittel der Intensitätsdifferenz zwischen den nächst benachbarten Bildpunkten definiert. Techniken zur Ermittlung des Kontrasts oder der Varianz sind einschlägigen Fachleuten ohnehin bekannt.
Die vorliegende Erfindung bestimmt in Schritt 43 (Fig. 11), ob der Kontrast oder die Varianz eines Punktbereichs größer als ein bestimmter Wert in Schritt 43 ist. Wenn der Kontrast oder die Varianz größer als der Wert ist, wird ein Punkt mit einem festen Schwellenwert für diesen Bereich gewählt (Schritt 44), ansonsten wird eine gemischte Punktart gewählt (Schritt 46). Das Bild wird dann in Schritt 48 von dem Drucker 18 reproduziert, wobei der jeweilige Punktbereich entweder nach dem Verfahren für Punkte mit festem Schwellenwert oder nach dem Verfahren für gemischte Punkte wiedergegeben wird.
In der vorliegenden Erfindung werden Texte und Raster nach dem Verfahren für Punkte mit festem Schwellenwert wiedergegeben, da Texte und Raster normalerweise einen höheren Kontrast aufweisen. Dies verursacht in dem Raster kein Moirémusterund sorgt für eine glatte Textkante. Für den Halbtonbereich wird der gemischte Punkt wiedergegeben, also die Punktart, die für Halbtonbilder am besten geeignet ist.
Die Erhebung der statistischen Informationen und die lokale Auswahl der geeigneten Punktart unter dem Verfahren für Punkte mit festem Schwellenwert und gemischte Punktarten sieht eine überlegene Reproduktion eines Bildes vor, das verschiedene Arten von Bildbereichen umfasst, etwa Text-, Raster- und Halbtonbereiche.
Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens für die einheitliche Bildwiedergabe. Dieses Verfahren entspricht dem in Fig. 11 gezeigten, mit dem Unterschied, dass dann, wenn der Kontrast oder die Varianz größer als der Wert ist, für diesen Punktbereich ein Teilpunkt gewählt wird (Schritt 44), andernfalls wird ein gemischter Punkt gewählt (Schritt 46).
In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird für Text und Raster ein Teilpunkt wiedergegeben, da Text und Raster normalerweise kontrastreicher sind. Wie bei den Punkten mit festem Schwellenwert bewirkt die Verwendung von Teilpunkten kein Moirémuster im Raster und erzeugt einen glatten Textrand. Die gemischten Punkte, also die beste Wahl für verschiedene Punktarten in Halbtonbildern, wird weiterhin für den Halbtonbereich in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben.
Durch Sammeln statistischer Informationen und lokales Auswählen der geeigneten Punktart unter den Teilpunkten und den gemischten Punkten wird eine überlegene Reproduktion eines Bildes erreicht, das verschiedene Arten von Bildregionen umfasst, etwa Text-, Raster- und Halbtonregionen.
Das zuvor beschriebene, einheitliche Wiedergabeverfahren erreicht in Bezug auf die Wiedergabe gemischter Dokumentarten zahlreiche Qualitätsziele. Beim Rasterdrucken treten jedoch aufgrund der schwachen Punktwiedergabe im Rasterbild gewisse Rauschprobleme auf. Um die wiedergegebenen Punkte im Rasterbild zu stabilisieren, ist eine andere Rasterstruktur zur Anwendung auf das Originalbildraster notwendig. Dies führt jedoch zu einer Verstärkung des Moirémusters in dem Rasterbild. Um das Problem beim Drucken von Rasterbildern und anderen Arten von Bildern zu minimieren, ist ein Kompromiss zwischen Rauschproblematik und Moirémuster notwendig.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung tastet ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reproduktion eines Originalbildes ein Originalbild zwecks Erstellung eines digitalisierten Bildes ab, führt eine lokale Strukturanalyse des digitalisierten Bildes durch und wendet wahlweise ein Entrasterfilter auf einen Bereich des digitalisierten Bildes auf Basis der Ergebnisse der lokalen Strukturanalyse an, um eine bestimmte Frequenz des digitalisierten Bildes zu entfernen, die durch Rastermuster erzeugt wird. Das Entrasterfilter umgeht die Bereiche des digitalisierten Bildes derart, dass die umgangenen Bereiche ungefiltert bleiben. Die gefilterten Bereiche und die umgangenen Bereiche werden im Rahmen einer einzigen, einheitlichen Reproduktion des Originalbildes gedruckt. Dies beseitigt Rastermuster aus dem Bild, während der Kontrast des Textes erhalten bleibt.
Der Ansatz der vorliegenden Erfindung, zu dem ein grundlegendes Ablaufdiagramm in Fig. 38 gezeigt wird, bewirkt eine weitere Steigerung der Qualität des einheitlichen Wiedergabeverfahrens bei der Behandlung von gemischten Dokumenten. Unter Bezug auf Fig. 38 wird in Schritt 40 ein Dokument abgetastet, und dieses abgetastete Dokument wird durch ein Entrasterfilter in Schritt 42 verarbeitet, wodurch nur eine bestimmte, durch das Bildraster erzeugte Frequenz, entfernt wird. Das Entrasterfilter kann sich in dem Scanner 12 oder in der Steuereinheit 16 aus Fig. 1 befinden. Die Textunschärfeeffekte des Filters wurden durch eine spezielle Filterauslegung minimiert.
Die Steuereinheit führt in Schritt 44 eine lokale Strukturanalyse durch. Die Filterung wird wahlweise auf den Bildbereich angewandt, und zwar je nach Ergebnis der lokalen Strukturanalyse. Die Steuereinheit verändert die Bildpunkte entlang des Textrandes nicht (siehe Umgehung 43), jedoch die Bildpunkte in einem Niedrigkontrastbereich und in einem Rasterpunktbereich. Auf diese Weise wird der Textkontrast gewahrt, und Rauschen sowie Bildrastereffekte werden minimiert. Anschließend wird das verarbeitete Bild gespeichert (Schritt 46) und später über das einheitliche Verfahren wiedergegeben (Schritt 48) und gedruckt (Schritt 50).
Die Konstruktion des Filters wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 39 beschrieben. Zunächst wird ein Frequenzspektrum ausgewählt, in dem ein Ansprechen erfolgen muss. In der vorliegenden Erfindung ist es beispielsweise wünschenswert, einen bestimmten Frequenzbereich zu verstärken, während ein anderer Frequenzbereich in dem 256 · 256 großen Spektrum aufgrund der Scanner-Modulationsübertragungsfunktion abgeschwächt werden soll, die auf diese Weise korrigiert werden muss. Das Frequenzspektrum wird durch reale Zahlen dargestellt, nicht durch komplexe Zahlen (realen Teil und imaginären Teil).
Anschließend modifiziert das Filter die Frequenzstärke um einige Frequenzpunkte des gewünschten Frequenzspektrums auf ein Minimum (d. h. auf ein Ansprechen von annähernd null) in einer stetigen, jedoch scharf abfallenden Kurve. Die Frequenzpunkte sind die Stellen der Bildrasterfrequenz. Andere Frequenzen werden nicht geändert.
Drittens wird dieses modifizierte Frequenzspektrum auf eine inverse, schnelle Fouriertransformierte (IFFT) zurück auf die Raumdomäne angewandt, in der die Bildverarbeitung betrieben wird. Das Spektrum wird jetzt durch eine komplexe Zahl in der Raumdomäne dargestellt. Ein "m · n"-Fenster in Nähe des Zentrums (d. h. ein Bereich mit schwachem Frequenzansprechverhalten) des realen Teil des Raumspektrums wird abgeschnitten. Die Fenstergröße ist die Auslegungsgröße des Filters, beispielsweise eine Filterkerngröße von 5 · 5. Durch dieses Abschneiden werden bestimmte Bereiche in der Raumdomäne ausgeschlossen. Mit anderen Worten, die Koeffizienten werden außerhalb des Fensters auf null gesetzt. Das Abschneiden filmt zu einer gewissen Modifikation des Ansprechverhaltens in dem gewünschten Frequenzspektrum. Daher werden einige Regelschleifen zwischen dem zweiten Schritt und dem dritten Schritt des zuvor beschriebenen Verfahrens durchgeführt, um die Stärke der zu beseitigenden Rasterfrequenz auf das Minimum zu erzwingen. Dann wird ein letztes "m · n"-Fenster in der Raumdomäne als Kern des Entrasterfilters gewählt. Dieses Filter entfernt bei Anwendung auf das Bild die von den Bildrastern erzeugten speziellen Frequenzen. Der Filtervorgang glättet jedoch auch einen gewissen Textkontrastanteil (Wischeffekte).
In der Bildentrasterung (Schritt 42 aus Fig. 38) wird das Filter einer Faltung mit den Bildpunkten unterzogen. Während der Faltungsoperation wird eine Strukturanalyse in dem aktuellen Fenster (z. B. 5 · 5) durchgeführt, um eine Entscheidung darüber zu treffen, ob es die Bildpunkte faltet oder nicht. Der ursprüngliche Bildpunkt wird anstelle des Faltungsergebnisses ausgegeben, wenn sich in dem betreffenden Fenster eine Textstruktur befindet. Daher werden einige Bereiche mit Textstrukturen in den ursprünglichen Bildpunktwerten bewahrt, während andere Bereiche mit Rasterstrukturen einer Faltung mit einem Entrasterfilter unterzogen werden.
Die vorliegende Entrasterung ermittelt, ob ein Bereich ein Raster- oder ein Textbereich ist, oder ob er einen niedrigen oder hohen Kontrast aufweist. Text- und Rasterstrukturen weisen einen hohen Kontrast auf, aber ihre lokalen Strukturen sind unterschiedlich. Beispielsweise weist ein Text in seiner normalen Darstellung einen hohen Kontrastübergang an seinen Rändern auf. Eine Seite hat einen hohen Bildpunktwert, während die andere Seite (in vertikaler oder in horizontaler Richtung) einen niedrigen Bildpunktwert aufweist. Wenn die Differenz der Bildpunktwerte von einer Seite zur anderen größer als ein bestimmter Schwellenwert ist, dann gilt dies als Fenster mit hohem Kontrast, andernfalls als Fenster mit niedrigem Kontrast. Wenn es einen durchgängigen Übergang in dem Fenster mit hohem Kontrast gibt, so dass eine Seite hohe Werte aufweist, während die andere Seite niedrige Werte aufweist, wird angenommen, dass sich in dem Fenster eine Textstruktur befindet. Wenn es keinen durchgängigen Übergang in dem Fenster gibt, und wenn in dem Fenster ein Sattelpunkt erzeugt wird, dann wird eine Rasterstruktur angenommen. Diese auf der Bildstruktur basierende Klassifizierungsstrategie hat bei Texten eine Erfolgsquote von 95%-98% Prozent. Die Fehlerquote ist gering und geht auf kleine Schriften oder auf Text zurück, dessen Körper eine ähnliche Größe wie das Fenster hat. In dieser Situation wird die Struktur möglicherweise nicht klar erkannt. Diese geringfügige Fehlerquote verursacht bei der normalen Textgröße jedoch kein Problem mit Wischeffekten. Ein Originalbild lässt sich also derart reproduzieren, dass sein Textkontrast in dem Textbereich gewahrt bleibt, während seine Rasterstruktur im Rasterbereich geglättet und ein gewisser Rauschanteil in dem Bereich mit niedrigem Kontrast herausgefiltert wird.
Bezugnehmend auf Fig. 40 wird ein detaillierteres Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Entrasterverfahrens erläutert. In Schritt 60 wird für das Bild ein bewegtes Fenster (z. B. 5 · 5) erzeugt, wobei der Bildpunkt in der Bildmitte verarbeitet wird. In Schritt 62 wird ermittelt, ob in dem Fenster eine große Intensitätsdifferenz vorliegt. Wenn das der Fall ist, dann handelt es sich bei dem Fensterbereich um einen Bereich mit niedrigem Kontrast, so dass in Schritt 64 ein Glättungsfilter zur Beseitigung von Rauschen zur Anwendung kommt. Die gefilterten Bildpunkte werden in Schritt 74 zur Speicherung (Komprimierung), Wiedergabe und Druck übergeben. Ein einfaches Glättungsfilter ist beispielsweise ein gewichtetes Mittel, angewandt auf eine Fenstergröße von 3 · 3 oder 5 · 5.
Wenn in Schritt 62 eine große Intensitätsdifferenz erkannt wird, gilt das Fenster als Fenster mit hohem Kontrast. In Schritt 66 wird die Durchgängigkeit des Übergangs innerhalb des Fensters um den mittleren Bildpunkt bewertet. Wenn ein durchgängiger Übergang vorliegt, wird angenommen, dass sich in dem Fenster eine Textstruktur befindet, so dass der Originalbildpunkt in Schritt 68 als Ausgabe bereitgestellt wird.
Wenn es keinen durchgängigen Übergang in dem Fenster um den mittleren Bildpunkt gibt, wird eine Rasterstruktur angenommen, und das Sx5 Entrasterfilter kommt zum Einsatz, um in Schritt 70 das Raster zu entfernen. Während des Filtervorgangs wird das Bild durch Fourier-Transformation in die Frequenzdomäne umgesetzt, worauf ein bestimmter Frequenzgehalt (z. B. 133, 150 oder 200 Linien/Zoll oder 5,24, 5,91 oder 7,87 Linien/mm) entfernt wird. Das modifizierte Fourier-Bildspektrum wird dann zurück in die räumliche Bilddomäne übertragen, um die Beseitigung des Bildrasters abzuschließen. Nach dem Entrastern werden die Bildpunkte in Schritt 74 zur abschließenden Verarbeitung übergeben.
Der Aufbau des Entrasterfilters ist "online" durchführbar, wie durch Schritt 72 angegeben, oder es kann vorab bereitgestellt werden. Die Berechnung ist jedoch relativ langsam, so dass der Filteraufbau vorzugsweise offline durchgeführt wird, wobei nur die Faltung in den Rasterfensterstrukturen online durchgeführt wird.
Fig. 29 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm zur Darstellung des Grauskalen-Wiedergabeverfahrens. Die nachfolgende Beschreibung nimmt Bezug auf die in Fig. 29 gezeigten Elemente. In den Block 60 zur digitalen Rasterung werden 8-Bit-Daten eingegeben, ebenso wie Signale, die sich auf eine erstellte, kalibrierte Schwellenwertmaske beziehen. Der Tonreproduktionsblock 62 führt die in Fig. 12 dargestellte 4-Quadrantenzuordnung durch, um ein Schwellenwertmuster zu erzeugen, wie in Fig. 9 dargestellt und nachfolgend beschrieben. Der Tonreproduktionsblock empfängt als Eingabe die gewünschte Tonansprechkurve, die Graustufendichtemessungen sowie die Scannerumwandlungsdaten und erzeugt als kalibrierte Schwellenwertmaske eine Zuordnung von der Stufennummer zum Graucodewert.
Der Block 60 zur digitalen Rasterung wandelt den eingegebenen Pixelwert durch den an jeder Bildpunktstelle in der Zelle festgelegten Schwellenwert in ausgegebene Belichtungswerte um. Dies lässt sich durch eine SRAM-Transformationstabelle 64 implementieren, die die Schwellenwertmaske aufnimmt. Der Block 60 zur digitalen Rasterung gibt ein Bild mit einer reduzierten Bittiefe von vier Bit aus. Das 4-Bit-Bild wird einem Bildspeicher übergeben und kann mit einem 6-Bit-Grauskalendrucker ausgegeben werden. (Weitere Informationen, wie die 2-Bit-Bildpunktkassifizierungsdaten, können den 4-Bit-Bilddaten aus dem Bildspeicher zugegeben werden.)
Nachfolgend wird die Erzeugung der Schwellenwertmaske beschrieben. Fig. 9 zeigt eine 4- Bit-Schwellenwertmaske für gemischte Punktarten. Die Schwellenwertmaske wird von einem Punktlayout abgeleitet, wie in Fig. 8 für die gemischte Punktart gezeigt, und zwar unter Verwendung der Tonwiedergabekontrollkarte aus Fig. 12. Die Tonwiedergabekontrollkarte ist in vier Quadranten aufgeteilt. Der erste Quadrant (I) umfasst die Eingabe- und Ausgabedichte einer bestimmten Tonwiedergabekurve, welche das Gamma oder den Kontrastwert des zu reproduzierenden Bildes angibt. Der zweite Quadrant (II) erfasst die Charakteristik des Graustufendruckverfahrens. Der vierte Quadrant (N) bezeichnet die Charakteristik des Scanners, der die Dichte in einen Grauwert umsetzt. Der dritte Quadrant (111) bildet die Grauwerte auf Graustufen ab und verbindet die Quadranten IV, I und II.
Um anhand dieser Karte einen Schwellenmaskenwert zu bestimmen, wird die Stufennummer der Punktfolge in dem Punktlayout einer Zelle durch einen Grauwert ersetzt. Für die Stufennummer 110 (in Schwellenwert 14 aus Fig. 8 für das gemischte Punktverfahren) ergibt die Abbildung entlang der Pfeile a, b, c und d den Grauwert 12. In gleicher Weise ergibt sich für Stufennummer 5 der Grauwert 224. (Die Werte der Stufennummern und der Grauwerte stehen zueinander im umgekehrten Verhältnis.) Auf diese Weise sind die Schwellenwertmasken von Fig. 9 abgeleitet.
Die Schwellenwertmaske wird benutzt, um zu bestimmen, welche Graustufe einem Ausgabebildpunkt entsprechend seinem eingegebenen Bildpunktgrauwert zugeordnet werden soll. Angenommen, der Eingabebildpunkt an Stelle (1, 1) der 4 · 4-Matrixzelle aus Fig. 9 hat einen Grauwert von 56. Die 15 Schwellenwerte an der Stelle (1, 1) der 4 · 4-Zelle sind:
71, 69, 66, 64, 61, 59, 57, 54, 33, 51, 50, 49, 19, 12 und 9.
Da der Eingabebildpunkt einen Grauwert von 56 hat, der zwischen den beiden Schwellenwerten 57 und 54 liegt, wird diesem Bildpunkt die Ausgabegraustufe 7 zugewiesen.
Die zuvor beschriebenen Layouts nutzen eine 4 · 4-Zellenvorlage und geben ein Bild mit einem Rasterwinkel von 45 Grad und einer Rasterfrequenz von 141 bei 121 Graustufen wieder. Die vorliegende Erfindung sieht ein Rasterlayout mit einer 6 · 6-Zellenvorlage vor, das ein Bild mit einem Rasterwinkel von 45 Grad und einem Raster von 189 Linien pro Zoll (7,44 Linien/mm) bei einer Auflösung von 400 dpi (15,74 Punkte/mm) wiedergibt und maximal 181 Graustufen für das 4-Bit-Bild erzeugen kann, obwohl es normalerweise 156 Graustufen wiedergibt. Der Anstieg in der Anzahl der Graustufen und die höhere Rasterfrequenz ermöglichen der vorliegenden Erfindung gute Bildwiedergabeergebnisse.
In dem elektrofotografischen Verfahren müssen stabile Latentbildstrukturen ausgebildet werden. Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung tragen mehrere Graustufen zunächst dazu bei, die Linienstruktur zu stabilisieren, wie aus den folgenden Ausführungen hervorgeht.
Fig. 14 stellt in grafischer Form das Grundverfahren für die Ausbildung der Punkte dar. Die Punkte sind gemäß einem Satz von Vorlagen, wie in Fig. 15 gezeigt, in einer linienartigen Struktur ausgebildet. Wie viele Graustufen mit der ersten Vorlage benutzt werden, hängt von den Eigenschaften des Druckprozesses ab, bei dem die Punkte eine stabile Linienstruktur im Gegensatz zu einer staubförmigen Anordnung bilden. Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet für die erste Linienausbildung die Graustufe 5 gemäß Vorlage A aus Fig. 15. Für Graustufe eins wird daher eine Mehrzahl von Punkten der Größe 1 entlang von Linien gemäß der Anordnung aus Vorlage A platziert. Auf ähnliche Weise werden für das nächste Inkrement auf Graustufe 2 die Punkte entlang von Linien gemäß der Anordnung aus Vorlage A platziert, jedoch jetzt mit Größe 2. Die Anordnung aus Vorlage A wird auf gleiche Weise für das folgende Anwachsen der Graustufen auf den Wert 5 benutzt. Der Vorgang setzt sich fort, indem mehrere Bildpunkte bei jeder Graustufe über der Linienstruktur ausgebildet werden, um eine stabilere Linienstruktur zu erzeugen, die einen weicheren Gradationsverlauf hat. Hierzu werden die Vorlagen B und C verwendet.
Sobald die einen Bildpunkt breite Linienstruktur vollendet ist, beginnt die Ausbildung der übrigen Linien für die höheren Graustufen gemäß Vorlage D und E. Dies kann sich fortsetzen, bis die Bildpunkte die Zelle füllen (Stufe 155).
Fig. 16 zeigt ein Beispiel einer Grauskalenpunktfolge von 189 Linien/Zoll mit entsprechenden Stufennummern. In diesem Beispiel gibt es 16 Stufen je Punkt (15 Stufen und null), weil hier 4 Bit/Bildpunkt verwendet werden. Die Bildpunkte sind in Blöcken zu 6 · 6 angeordnet. Die Ausbildung der Punkte folgt demselben Prozess wie bereits mit Bezug auf Fig. 3, 6, 7 und 8 für verschiedene Layoutkonstruktionen beschrieben. Fig. 17 zeigt ein Beispiel der Belichtungsstufen für die Zelle bei Graustufe 100. Diese Belichtungsstufe ist in Stufe 8 von Fig. 16 zu finden. Es gibt eine Anzahl von Bildpunkten, die bis zu einer Belichtungsstufe von 12 ausgebildet worden sind. Diese Bildpunkte, die bei Stufe 8 die Nummer 100 aufweisen, werden in Fig. 17 mit der Belichtungsstufe 8 angegeben. Die Bildpunkte in Fig. 17, die eine Belichtungsstufe von 7 aufweisen, entsprechen den Bildpunkten in Fig. 16, Stufe 8, die größer als 100 sind und somit noch nicht die Belichtungsstufe 8 erreicht haben.
Aus Fig. 17, die ein Beispiel der Belichtungsstufen bei Graustufe 100 zeigt, ist die mit dem erfindungsgemäßen Punktlayout ausgebildete Linienstruktur zu erkennen.
Nachfolgend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Unter Bezugnahme auf Fig. 18-22 ist in Versuchsreihen festgestellt worden, dass R = RP+AD{f(t)-RP}, wobei RP der Reflexionsfaktor des Papierträgers ist, AD der getönte Punktbereich/Einheitenbereich und f(t) der Reflexionsfaktor des getönten Bereichs als Funktion einer Belichtungszeit (t) für ein Halbtonfeld, und wenn R der Reflexionsfaktor des Rasterfeldes ist, dann nähert sich, wenn mehr als 5 Bildpunkte in einer Zelle eingeschaltet sind, AD dem Wert 1 (also dem Halbtonfall). Diese Annahme ist nur für einen gemischten Punkt einer bestimmten Rasterart mit 141 Linien/Zoll (bei 45 Grad) und einer Auflösung von 400 dpi wahr. Wenn die Zahl der eingeschalteten Bildpunkte in einer Zelle (in diesem Fall sei angenommen, dass eine Zelle 8 Bildpunkte hat) kleiner als S ist, dann ist AD < 1, und AD steigt von 0 auf 1 in Bezug auf eine Funktion, die sich auf den Umfang des Punktbereichs/Einheitenbereichs bezieht.
Dies zeigt, dass, wenn eine kleinere Zahl von Bildpunkten in einer Zelle eingeschaltet ist, AD (der Punktbereich) ansteigt, und der Wert f(t), der sich auf die Dichte innerhalb eines Bildpunktes bezieht, als eine Funktion der Belichtung t abnimmt. Wenn die Anzahl der Bildpunkte innerhalb einer Zelle, die in einem gemischten Graustufenpunkt eingeschaltet sind, größer als 5 ist, verhält sich das Rasterbild wie ein Halbtonbild. Mit anderen Worten ist dann AD = 1 und R folgt der vorgegebenen Kurve von f(t) für ein Halbtonsystem (siehe Fig. 18). Bei Verwendung gemischter Punkte weist die Kurve von Helligkeit zu Belichtungszeit ungleichmäßige Helligkeitssprünge in einigen Stufen auf (Fig. 19). Wenn die Ungleichheit des Helligkeitssprungs zu groß ist, macht sich dies durch Kontureneffekte bemerkbar. Daher wird nach diesem Aspekt der Erfindung ein anderer Satz von Belichtungszeiten (in jeder Graustufe) für Bildpunkte verwendet, die in einer Zelle isoliert sind (einem "Bereich niedriger Dichte") als für die Bildpunkte, die mit anderen Bildpunkten in einer Zelle zusammen gruppiert sind (einem "Bereich hoher Dichte").
Der Druckkopf des Druckers 18 (Fig. 1) kann ein Graustufendruckkopf mit 6 Bit/Bildpunkt sein. Dadurch sind 40 gleichmäßig korrigierte Graustufen pro Bildpunkt erzeugbar. In der vorliegenden Erfindung werden nur 3 Bit oder 4 Bit pro Bildpunkt verwendet, um die Graustufenbilddaten des Bildpunktes zu bezeichnen und einen geräteunabhängigen Ansatz vorzusehen. Durch Verwendung der Rasterstrukturdaten ist es möglich, einen gleichmäßigeren Helligkeitssprung zwischen den einzelnen Stufen zu erzielen.
Fig. 20 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Umsetzen der geräteabhängigen 4- Bit/Bildpunktdaten in 6 Bit/Bildpunktdaten für die Graustufenbelichtungszeit (oder Intensität) (siehe WO 91/10311). Zusätzlich zu den 4-Bit/Bildpunktdaten, die vom Bildspeicher 17 in Schritt 50 empfangen werden, empfängt der Drucker 18 2-Bit- Klassifizierungsinformationen zur Adressierung der Bildpunkt- und Linienposition in einer Rasterzelle. Diese Informationen werden in Schritt 52 von einem Klassifizierer erzeugt, der im wesentlichen über die Erzeugung einer 2-Bit-Unteradresse angibt, ob der Bildpunkt im Mittelpunkt der Zelle oder in der Peripherie der Zelle liegt.
Die 2-Bit-Unteradesse enthält Strukturinformationen und wird mit den 4-Bit-Bildinformationen kombiniert, um als Adresse für eine Transformationstabelle (LUT) mit 40 Stufen/Bildpunkt zu dienen. Die Druckkopf-Bildpunktposition in der Linie wird angegeben, um einen der 4992 Bildpunkte in einem Druckkopf von voller Breite adressieren zu können, für den der Bildpunkt die 40 Stufen umfassenden Informationen entnehmen soll. Die Ausgabe der Transformationstabelle sind Druckerinformationen mit 6- Bit/Bildpunkt, die in Schritt 56 an den Druckkopf gesendet werden. Obwohl die vorausgehende Beschreibung davon ausgeht, dass sich die Klassifizierung und die Transformationstabelle im Drucker 18 befinden, ist Fachleuten sicherlich klar, dass dieser Prozess auch von der Steuereinheit 16 durchführbar ist (Fig. 1).
Fig. 22 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Anstatt die einzelne Transformationstabelle 54 aus Fig. 11 zu verwenden, werden hier zwei Transformationstabellen benutzt. Die erste Transformationstabelle 55 ist eine Transformationstabelle mit ungleicher Helligkeit (8 kByte). Die zweite Transformationstabelle 53 ist eine Transformationstabelle mit 14-Bit-Adressen, die die richtige Belichtungszeit für jeden Bildpunkt liefert, wenn sie als Eingabe den Grauwert und die Position erhält. Die erste Transformationstabelle 55 kann beispielsweise ein SRAM mit 8 kByte Kapazität sein.
Die Helligkeit der LED-Elemente ist in 256 "Fächer" sortiert, um eine bessere Nutzung des nicht gleichmäßigen Bereichs einer LED zu ermöglichen. Der Bildpunktzähler zählt jedes einzelne Element, das dann seine Helligkeitseinheit ausgibt (1 von 256). Diese 8-Bit- Helligkeitseinheit dient als Indexzeiger auf die 14-Bit-Transformationstabelle 53, die eine 14-Bit · 8 SRAM 16 kByte Transformationstabelle sein kann. Die 14-Bit-Transformationstabelle 53 entnimmt den Rest der Transformationstabellenadresse (6 Bit) aus der 4- Bit-Graustufeneingabe und der 2-Bit-Positionsklassifizierung. Obwohl theoretisch 64 Stufen für jeden Bildpunkt vorhanden sind, existieren aufgrund der Ungleichmäßigkeiten des Druckkopfes nach Korrektur dieser Ungleichmäßigkeiten nur ca. 40 reale Stufen.
Fig. 21 zeigt ein Beispiel eines Klassifizierers, nämlich einen 4 · 4 Klassifizierer 60. In diesem Beispiel gibt es 3 ausgewiesene Bildpunktklassen in einer Zelle. Die erste Klasse ist ein Bildpunkt im Mittelpunkt der Zelle (1). Die zweite Klasse sind die Bildpunkte, die den mittleren Bildpunkt umgeben (2). Die dritte Klasse sind die Bildpunkte, die Bildpunkte in den umgebenden Rasterpunkten überlagern können (3). Die 2-Bit-Unteradresse liefert für diese drei Klassifizierungen ausreichende Informationen.
Die Bildpunkte der Klasse 3 entsprechen weitgehend den Bildpunkten für Halbton, so dass die Belichtungszeiten der Halbtonkurve (8-Bildpunktkurve) verwendet werden können, die in Fig. 18 gezeigt wurde. Für den einzelnen Bildpunkt aus Klasse 1 ist es günstiger, eine höhere Belichtungszeit zu wählen, etwa die 1-Bildpunktkurve aus Fig. 18, um die gleiche Helligkeitsänderung zu erzielen. Für die Bildpunkte der Klasse 2 wird eine gemäßigte Belichtungszeit verwendet, und zwar im Bereich der 4-Bildpunktkurve aus Fig. 18. Diese Belichtungswerte sind in der Transformationstabelle gespeichert, so dass nach Klassifizierung der Bildpunktposition in einer Rasterzelle eine andere Belichtungsstufe von der Transformationstabelle ausgegeben werden kann, um einen gleichmäßigeren Helligkeitssprung zu erzielen.
Für einen Bildpunkt der Klasse 1 kann beispielweise die Belichtungsstufe (a) sein. Wenn der Bildpunkt neben dem ersten Bildpunkt die Klasse 2 besitzt und eine Belichtungsstufe von (a), würde ihm, falls er alleine stünde, die Belichtungsstufe (b) zugeordnet, die niedriger als (a) ist, um eine äquivalente Änderung der Helligkeit in dem Raster zu erzielen. Wenn alle Bildpunkte in einer Zelle klassifiziert und mit einer Belichtungsstufe versehen worden sind, die auf dieser Klassifizierung innerhalb einer Zelle basiert, dann liegen 16 äquivalente Graustufenausgaben pro Bildpunkt vor, und zwar unabhängig von der Lage der Bildpunkte in der Graustufenrasterzelle. Diese 16 äquivalenten Graustufen wurden von den 40 verfügbaren Stufen nach Korrektur der Lage der Bildpunkte in der Zelle ausgegeben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bit-Tiefe mit einem weiteren Ausführungsbeispiel von 8 auf 4 Bit reduzierbar, so dass eine Komprimierung oder Datenpackung erreicht wird. Das Wiedergabeziel ist jedoch nicht dasselbe wie das der Datenkomprimierung. Die Datenkomprimierung wird vornehmlich für Speicherungs- /Übertragungszwecke eingesetzt, wobei später das komprimierte Bild in seine ursprüngliche Form ohne Informationsverlust expandiert wird. Das Datenpacken in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Multi-Bit-Wiedergabe kommt jedoch dem gesamten System zugute sowie der Bandbreite der Datenübertragung.
Die vorliegende Erfindung erweitert den Dispersionspunkttyp, der oft in der binären Rasterwiedergabe Verwendung findet, auf ein Multi-Bit-Punktmuster. Für das Grauskalendrucken wurden die Grauskalen-Punktkonstruktionen "Vollpunkt", "Teilpunkt" und "gemischter Punkt" bereits zuvor definiert. Jede Punktart hat ihre eigenen Tonwerteigenschaften und Strukturmuster. Mit der richtigen Wahl der Punktvorlage (d. h. dem optimalen Bayer-Punktmuster oder dem Cluster-Punktmuster), der Bildpunkt-Bit-Tiefe (d. h. Bildpunkt mit 4 oder 5 Bit) und der "Teilpunkt"-Struktur, wird ein Satz von Graupunktmustern erzeugt, der ein halbtonähnliches Bild hervorbringt.
Beispielsweise zeigt Fig. 23 ein Bayer-Dispersionspunktmuster, während Fig. 24 ein nach dem 4-Bit-Teilpunktverfahren erzeugtes Graupunktmuster zeigt. Das Schwellenwertmuster für Grauskalenwiedergabe, die mit den Mustern aus Fig. 24 durch das 4-Quadranten- Tonwiedergabeverfahren erzielbar ist, wird in Fig. 25 gezeigt. Ein weiteres Beispiel in Form einer Cluster-Punktmustervorlage wird in Fig. 26 gezeigt und das nach dem 4-Bit- Teilpunktverfahren erzeugte Graupunktmuster in Fig. 27. Das Schwellenwertmuster für Grauskalenwiedergabe, die mit den Mustern aus Fig. 27 durch das 4-Quadranten- Tonwiedergabeverfahren erzielbar ist, wird in Fig. 28 gezeigt.
Nachfolgend wird die Erzeugung der Schwellenwertmuster der Fig. 25 und 28 beschrieben. Die Schwellenwertmasken sind aus den Punktlayouts abgeleitet, wie in Fig. 24 bzw. 27 gezeigt, und zwar unter Verwendung einer Tonwiedergabekontrolllkarte, wie in Fig. 12 gezeigt. Die Tonwiedergabekontrollkarte ist in vier Quadranten aufgeteilt. Der erste Quadrant (I) umfasst die Eingabe- und Ausgabedichte einer bestimmten Tonwiedergabekurve, welche das Gamma oder den Kontrastwert des zu reproduzierenden Bildes angibt. Der zweite Quadrant (II) erfasst die Charakteristik des Graustufendruckverfahrens. Der vierte Quadrant (IV) bezeichnet die Charakteristik des Scanners, der die Dichte in einen Grauwert umsetzt. Der dritte Quadrant (111) bildet die Grauwerte auf Graustufen ab und verbindet die Quadranten IV, I und II.
Um anhand dieser Karte die Schwellenmaskenwerte aus Fig. 25 zu bestimmen, wird die Stufennummer der Punktfolge in dem Punktlayout einer Zelle durch einen Grauwert ersetzt. Für die Stufennummer 110 (in Schwellenwert 7 aus Fig. 24 für das Teilpunktverfahren) ergibt die Abbildung entlang der Pfeile a, b, c und d den Grauwert 145 (in Fig. 12 nicht gezeigt, jedoch in Fig. 25, Stufe 7). In gleicher Weise ergibt sich für Stufennummer 5 (in Stufe 1 von Fig. 24) der Grauwert 250 (in Fig. 12 nicht gezeigt, jedoch in Fig. 25, Stufe 1). (Die Werte der Stufennummern und der Grauwerte stehen zueinander im umgekehrten Verhältnis.) Auf diese Weise sind die Schwellenwertmasken von Fig. 25 und 28 abgeleitet.
Die Schwellenwertmaske wird benutzt, um zu bestimmen, welche Graustufe einem Ausgabebildpunkt entsprechend seinem eingegebenen Bildpunktgrauwert zugeordnet werden soll. Angenommen, der Eingabebildpunkt an Stelle (1, 1) der 4 · 4-Matrixzelle aus Fig. 25 hat einen Grauwert von 125. Die 15 Schwellenwerte an der Stelle (1, 1) der 4 · 4- Zelle sind:
250, 234, 218, 202, 186, 170, 154, 138, 122, 106, 90, 74, 58, 42 und 26.
Da der Eingabebildpunkt einen Grauwert von 125 hat, der zwischen den beiden Schwellenwerten 138 und 122 liegt, wird diesem Bildpunkt die Ausgabegraustufe 8 zugewiesen.
Ein digitales Rasterverfahren (oder ein "Grauskalenwiedergabeverfahren") wandelt das Bild in eine Multi-Bit-Bilddarstellung mit den Schwellenwerten aus Fig. 25 oder aus Fig. 28 um, je nachdem, welche Punktvorlage verwendet wird. Dieses Multi-Bit-Bild hat eine halbtonähnliche Struktur mit einem darin eingeschlossenen schwachen Punktraster. Ein halbtonähnliches Bild wird dann über einen Graustufendrucker aus der Multi-Bit- Bildwiedergabe erzeugt. Die Bilder weisen keine sichtbare Rasterstruktur auf. Demnach ist ein Halbtonbildruck mit Hilfe des Multi-Bit-Bildwiedergabeverfahrens erzeugbar.
Fig. 29 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm zur Darstellung des erfindungsgemäßen Graustufenwiedergabeverfahrens. Die 8-Bit-Bilddaten werden in den Block 60 zur digitalen Rasterung eingegeben, der auch Signale bezüglich der kalibrierten Schwellenwertmaske empfängt, die nach Fig. 25 und 28 erstellt worden ist. Der Tonreproduktionsblock 62 führt die in Fig. 12 gezeigte 4-Quadranten-Zuordnung durch, um aus den Punktlayouts die Schwellenwertmasken zu erzeugen. Der Tonreproduktionsblock empfängt als Eingabe die gewünschte Tonansprechkurve, die Graustufendichtemessungen und die Scannerumwandlungsdaten und erzeugt eine Zuordnung aus der Stufennummer eines Punktlayouts zu einem Graucodewert der kalibrierten Schwellenwertmaske.
Der Block 60 zur digitalen Rasterung wandelt den eingegebenen Pixelwert durch den an jeder Bildpunktstelle in der Zelle festgelegten Schwellenwert in ausgegebene Belichtungswerte um. Dies lässt sich durch eine SRAM-Transformationstabelle 64 implementieren, die die Schwellenwertmaske aufnimmt. Der Block 60 zur digitalen Rasterung gibt ein Bild mit einer reduzierten Bittiefe von vier Bit aus. Das 4-Bit-Bild wird einem Bildspeicher übergeben und kann mit einem 6-Bit-Grauskalendrucker ausgegeben werden. (Weitere Informationen, wie die 2-Bit-Bildpunktkassifizierungsdaten, können den 4-Bit-Bilddaten aus dem Bildspeicher zugegeben werden.)
Mit dem zuvor beschriebenen Verfahren wird ein Bild, das wie ein Halbtonbild aussieht, mit Hilfe einer reduzierten (4 Bit) Bilddarstellung und im Graustufendruck erzeugt.
Das elektrofotografische Druckverfahren umfasst folgendes: elektrostatisches Laden, Belichten, Entwickeln (oder Tonen), Übertragen auf ein Empfangsblatt, wie Papier oder Kunststoff, und Fixieren. Aufgrund des besonderen Tonungsverfahrens, das auf der charakteristischen elektrostatischen Kraft basiert, die von dem Ladungspotenzial auf dem Latentbild erzeugt wird, ist eine gut ausgebildete (d. h. geeignete), clusterartige Ladungspotenzialquelle vorteilhaft zur Entwicklung eines stabilen Punktes. Eine derartige, gut ausgebildete (d. h. geeignete) Potenzialquelle ist bereits in die Punktkonstruktionen mit gemischten Punkten und mit Vollpunkten integriert. Die wiedergegebenen Bilder sind daher weniger körnig. Dies gilt jedoch nicht für ein nach der Teilpunktstruktur wiedergegebenes Bild. Dieses Bild sieht körnig aus. Das ist darauf zurückzuführen, dass für die betreffende Punktstruktur auf dem Latentbild keine derartige, gut ausgebildete Potenzialquelle vorhanden ist, die den Punkt stabilisieren könnte. Bei den durch Graustufen- Fehlerdiffusion erzeugten Bildern tritt ein ähnlicher Effekt auf. Eine kontrollierte Punktstruktur, die bereits in das durch Graustufen-Fehlerdiffusion erzeugte Bild oder in das durch Teilpunktverfahren wiedergegebene Bild integriert ist, führt daher zu einer Stabilisierung des Punktes. Die integrierte Struktur kann punkt- oder linienförmig ausgebildet sein. Die integrierten, kontrollierten Strukturen wirken sich vorteilhaft auf das Aussehen der wiedergegebenen Bilder aus.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Fehlerdiffusionsalgorithmus zur Darstellung eines Verfahrens zur Integration von Punktstrukturen in Grauskalenbildern während des Wiedergabevorgangs. Erfindungsgemäß sind zahlreiche bekannte Fehlerdiffusionsalgorithmen verwendbar, wie in "An Adaptive Algorithm for Spatial Gray Scale", von Flord und Steinberg, Proc. SID, Band 17/2, S. 75-77 und "Digital Halftoning", von Ulichney, gezeigt. Die Besonderheiten eines Fehlerdiffusionsalgorithmus werden daher nicht weiter beschrieben.
In dem ersten Schritt (Schritt 50 in Fig. 30) des Verfahrens nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Rasterfrequenz und Rasterwinkel ermittelt, um eine Entscheidung über die integrierten Punktstrukturen zu treffen, d. h. welche Punkte zu stabilisieren sind. Hierbei kann es sich um eine einfache periodische Rasterstruktur in Punkt- oder Linienform handeln. Die Struktur könnte beispielsweise Linien von 45 Grad in einem Raster von 141 Linien/Zoll bei einer Auflösung von 400 dpi aufweisen. Wenn der aktuelle Bildpunkt entlang dieser Linien liegt, gilt dieser Punkt als zu stabilisieren. In der Bildpunktverarbeitung ist eine derartige Bestimmung von Bildpunkten, die zu stabilisieren sind, leicht durchführbar. Die anwendbare Rasterstruktur ist von einem Designer auswählbar, sollte jedoch bei der Betrachtung nicht negativ auffallen. Es kann somit eine Periodizität oder Vorlage bestimmt werden, die dem Punktausbildungsverfahren in einem normalen Rasterverfahren ähnlich ist.
In dem nächsten Schritt (52) während des Fehlerdiffusionsverfahrens wird für eine entsprechende Stelle auf der Vorlage eines aktuellen Bildpunktes ermittelt, ob ein kontrollierter Punkt ausgebildet werden soll oder nicht. Wenn ein kontrollierter Punkt ausgebildet werden soll, wird der aktuelle Bildpunktwert proportional zu seinem Intensitätswert abgesenkt. Andernfalls fährt die Fehlerdiffusion mit Schritt 58 fort und beaufschlagt den aktuellen Bildpunkt mit dem üblichen Fehlerdiffusionsprozess. Wenn kein kontrollierter Punkt ausgebildet werden soll, wird beim Teilpunktverfahren (wie anhand der Strichlinien gezeigt) Schritt 60 durchgeführt, so dass das beispielsweise in Fig. 29 gezeigte Grauskalen-Wiedergabeverfahren für den aktuellen Bildpunkt Verwendung findet.
Diese Abstimmungsmaßnahmen an den jeweiligen Stellen werden durchgeführt, um den aktuellen Bildpunkt stärker zu belichten (d. h. der Bildpunkt erscheint im elektrofotografischen Negativ-/Positivverfahren etwas dunkler) als das Original. Der aktuelle Bildpunkt dient dann als ein stabilisierter Mittelpunkt für die benachbarten, wiedergegebenen Bildpunkte. Das Maß der Abstimmung für jeden Bildpunkt sollte in Versuchsreihen von der Prozessbreite ermittelt werden (d. h. es lässt sich in zwei oder mehreren Belichtungsschritten für die jeweiligen Stellen abgleichen). Das Maß der Abstimmung hängt von den Verfahrensbedingungen ab, wie Tonergröße, Entwicklungspotenzial, Fotoleitereigenschaften usw. Da der Hauptfaktor in dem Tonungs- und Übertragungsprozess die elektrostatische Kraft ist, ist eine größere Potenzialdifferenz zwischen den Bildpunkten vorteilhaft, um den sich entwickelnden Punkt zu stabilisieren und eine bessere Übertragung vorzusehen.
In Versuchen wurde festgestellt, dass eine Differenz von 3 bis 6 Belichtungsstufen zu einer Stabilisierung der entwickelten Punkte fährt. Die Differenz kann zudem in Bezug auf die Belichtungen variieren, so dass eine größere Belichtungsdifferenz bei schwächerer Belichtung entsteht. Wenn die mittlere Belichtung beispielsweise auf Stufe 3 oder 4 erfolgt, sollten die kontrollieren Bildpunkte auf die Belichtungsstufe 9 oder 19 abgestimmt werden. Wenn die mittlere Belichtungsstufe jedoch 9 oder 10 ist, dann sollten die kontrollierten Bildpunkte auf Stufe 11 oder 12 abgestimmt werden.
Mit Fortsetzung des Fehlerdiffusionsprozesses wird in Schritt S4 der für den betreffenden (aktuellen) Bildpunkt eingeführte Fehler auf die benachbarten Bildpunkte verteilt, um den betreffenden Bildpunkt abzugleichen. Da dieser Abgleich nicht den gesamten Tonwert ändert, sondern im Zuge der Fehlerdiffusion neu verteilt, wird die eingebettete Punktstruktur selbstverständlich in dem Grauskalen-Fehlerdiffusionsbild mitgeführt. Die zugefügte Punktstruktur versieht das Latentbild mit einem stabilisierten Mittelpunkt und verbessert den Tonungsentwicklungsprozess im elektrofotografischen Druck.
Auf ähnliche Weise ist die eingebettete, kontrollierte Punktstruktur für die zuvor beschriebene Teilpunktstruktur oder für andere Punktstrukturen ohne eine stabile Punktmitte in dem Bild nutzbar.
Fig. 31 zeigt ein Beispiel einer 6 · 6 Zelle, die mit einer erfindungsgemäßen Grauskalen- Fehlerdiffusion beaufschlagt wird. Die getönten Bildpunkte mit höheren Belichtungsstufen sind die kontrollierten, zu stabilisierenden Bildpunkte. In der links abgebildeten 6 · 6 Zelle ohne Stabilisierung gibt es unter den Bildpunkten keine großen Belichtungsdifferenzen. Die Belichtung an jedem Bildpunkt ist unter den Stufen 8, 9 und 10 gestreut, so dass die Zelle keine gute ausgebildete Struktur aufweist.
Im Unterschied dazu liefert die rechts in Fig. 31 dargestellte Zelle nach der Punktstabilisierung eine stabile Punktstruktur zur Entwicklung der Planfläche und stellt sich als ein über der 6 · 6 Zelle angeordnetes Raster dar.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reproduzieren eines Originalbildes vor, das einen oder mehrere unterschiedliche Bildartbereiche aufweist. Eine Steuereinheit steuert einen Graustufendrucker in einer Standardbetriebsart an, wenn das Originalbild einen Textbereich oder einen Rasterbereich umfasst. Diese Standardbetriebsart arbeitet entweder mit einer Konturenunterdrückung, mit der jeder Bildpunkt des Originalbildes beaufschlagt wird, oder sie verwendet ein Ausgaberaster, das eine höhere Frequenz aufweist als die Rasterfrequenz des Originalbildes.
Bei fotografischer Eingabe und digitalem Abtasten mit 400 dpi, lassen sich gute Graustufenraster mit 141 Linien/Zoll (45 Grad) der gemischten Punktart erzeugen, um Ausgabebilder mit einem Graustufendrucksystem von 400 dpi Ausgabeauflösung auszugeben. Das Graustufenraster ist auf die Balance zwischen der Sichtbarkeit des grundlegenden Rasters und der Körnigkeit des Systems für einen bestimmten Prozess abgestimmt. In der besprochenen Ausführungsform kommt Toner mit 12 um großen Körnern bei elektrostatischer Übertragung zum Einsatz. Fig. 32 zeigt das Leistungsspektrum einer Druckausgabe mit einem Schwarzdichtefeld von 0,8 in Verbindung mit Vollpunktarten. Die Grundfrequenz ist bei 141 Linien/Zoll deutlich zu erkennen, die Körnigkeit ist allerdings gering. Als anderes Extrem zeigt Fig. 33 das Leistungsspektrum einer Druckausgabe mit einem Schwarzdichtefeld (bei gleicher Dichte wie für die Vollpunkte) für Teilpunkte. In dieser Figur ist die Grundfrequenz nicht mehr sehr deutlich, aber die Körnigkeit ist höher (wegen des veränderten Kurvenmaßstabs ist die Änderung der Körnigkeit schwer zu erkennen, aber die Änderung ist anhand der Daten feststellbar). Es wird ein Kompromiss mit dem Verfahren für gemischte Punktarten getroffen, wie in dem Leistungsspektrum aus Fig. 34 gezeigt, wodurch es zu einer erheblichen Absenkung der Grundfrequenz kommt, wobei jedoch die Körnigkeit im wesentlichen der entspricht, die im Vollpunktverfahren erzielt wurde.
Aus Fig. 32-34 lässt sich schließen, dass bei größeren Tonerpartikeln eine Grundrasterfrequenz wünschenswert ist, die das System stabilisiert und die Körnigkeit reduziert. Zur Reduzierung der sichtbaren Wahrnehmung des Rasters (um einen Halbtoneindruck zu vermitteln) ist jedoch ein schwächeres Raster wünschenswert. Wenn die Eingabe bereits ein gerastertes Bild ist, ist ein schwaches Ausgaberaster wünschenswert (oder gar kein Raster), um Moiréeffekte zu reduzieren.
Bei Halbtonbildem weisen die mit dem gemischten Punktverfahren und einem Raster von 141 Linien/Zoll (45 Grad) ausgegebenen Bilder eine gute Balance zwischen Schärfe, Körnigkeit und Rastermuster auf. Wenn es sich bei der Eingabe für den Scanner allerdings um ein Rasterbild handelt (in diesem Fall ein Rasterbild mit 150 Linien/Zoll), dann entsteht bei Verwendung dieses Ausgaberasters (das für eingegebene Halbtonbilder gute Dienste leistet) ein starkes Moirémuster. Wenn es sich bei der Eingabe um hochwertige Texte und Grafiken handelt, kann es durch das Raster von 141 Linien/Zoll zu einer Unterbrechung der feinen Strukturen kommen, was nicht wünschenswert ist.
Für das digitale Kopieren lässt sich die Situation folgendermaßen zusammenfassen. Für fotografische Halbtonbilder kann es wünschenswert sein, in einer fotografischen Betriebsart zu arbeiten, die die Körnigkeit verringert und das System mit einem Raster von 141 Linien/Zoll stabilisiert. Das Raster bewirkt eine geringere Körnigkeit, höhere Schärfe, ein schwächer sichtbares Muster und einen stabilen Prozess. Nachteile sind u. a. Moirémusterbei Rasterbildeingaben und unterbrochene Linien bei feinen Strichgrafiken und Texten. Man könnte daher die Steuereinheit so programmieren, dass sie eine Standardbetriebsart für den digitalen Kopierer vorsieht, in der Rasterbildeingaben, Text- /Grafikeingaben und Halbtonbildeingaben relativ gut gehandhabt werden. Für eine derartige Standardbetriebsart gibt es zahlreiche Ansätze. Ein Verfahren ist die Segmentierung und Entrasterung, was eine umfangreiche Vorverarbeitung und Text-Bild-/Raster- Segmentierung in Echtzeit erfordert. Ein zweites Verfahren nutzt die Graustufen- Fehlerdiffusion und ermöglicht eine Abtastung mit hoher Auflösung ohne Moirémusterbei Rasterbildeingaben.
Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht zwei verschiedene Verfahren zur Bereitstellung einer Standardbetriebsart vor, die zufriedenstellende Bilder für die jeweils verschiedenen Bildarten erzeugen. Die erste Betriebsart wird als "Bildpunktunterdrückungsverfahren" bezeichnet, die zweite als "höhere Rasterfrequenz".
Das "Bildpunktunterdrückungsverfahren" wird in Fig. 35 dargestellt. Bei diesem Verfahren wird jeder eingegebene Bildpunkt mit der Konturenunterdrückung beaufschlagt. Angenommen, es gibt 16 Graustufen (4 Bit) innerhalb eines Bildpunktes, und der eingegebene Datenwert weist lediglich die Graustufe 3 auf. Dann beträgt die Wahrscheinlichkeit, dass die Graustufe 3 "eingeschaltet" ist, 50%, während diese Wahrscheinlichkeit für die Graustufen 4 bis 16 100% beträgt und für die Graustufen 1 und 2 0%. Wenn in diesem Fall eine Rasterbildeingabe (150 Linien/Zoll) mit einem Graustufendrucker von 400 dpi Auflösung verwendet wird, ist das Moirémusterdeutlich zu erkennen. In diesem Fall wird mit dem Bildpunktunterdrückungsverfahren die Tonwertwiedergabe des Originalrasters stabilisiert.
Das Bildpunktunterdrückungsverfahren wird anhand des nachfolgenden Beispiels weiter erläutert. Die Erzeugung einer Schwellenwertmaske nach dem gemischten Punktverfahren mit 4 Bit ist bereits in Bezug auf Fig. 9 beschrieben worden. Diese Schwellenwertmaske ist von einem Punktlayout abgeleitet, wie dem in Fig. 8 für die gemischten Punktarten gezeigten, und zwar anhand einer Tonwiedergabekontrollkarte, wie in Fig. 12 gezeigt. Angenommen, der Eingabebildpunkt an Stelle (1, 1) der 4 · 4-Matrixzelle aus Fig. 9 hat einen Grauwert von 56. Die 15 Schwellenwerte an der Stelle (1, 1) der 4 · 4-Zelle sind:
71, 69, 66, 64, 61, 59, 57, 54, 51, 50, 49, 19, 12 und 9.
Da der Eingabebildpunkt einen Grauwert von 56 hat, der zwischen den beiden Schwellenwerten 57 und 54 liegt, wird diesem Bildpunkt nach dem zuvor beschriebenen Verfahren die Ausgabegraustufe 7 zugewiesen. Demnach beträgt die Wahrscheinlichkeit, dass der eingegebene Bildpunkt mit dem Wert 56 an Stelle (1, 1) eingeschaltet ist, 100%. Die gleiche Ausgabegraustufe 7 würde auch einem Eingabebildpunkt mit einem Grauwert von 55 anhand des zuvor beschriebenen Verfahrens zugewiesen werden. Nach dem vorliegenden Aspekt der Erfindung sieht die Konturenunterdrückung jedoch nicht die Zuweisung einer Wahrscheinlichkeit von 100% für alle Bildpunktwerte zwischen den Schwellenwerten vor. Statt dessen wird diese Wahrscheinlichkeit in ein proportionales Verhältnis zur Differenz des Bildpunktwertes in Bezug zu den Schwellenwerten gesetzt. Der Wert 56 hat beispielsweise stets die Ausgabegraustufe 7. Wenn die Wahrscheinlichkeit auf 80% gesetzt wird, dann wird dieser Bildpunkt bei einer Graustufe von 7 zu 80% der Zeit ausgegeben, bei einer Graustufe von 8 zu 20% der Zeit.
Dieses Verfahren der Konturenunterdrückung, das nicht vorsieht, eine bestimmte Graustufe mit einer Wahrscheinlichkeit von 100% für alle Werte zwischen den Schwellenwerten einzuschalten, sondern diese Wahrscheinlichkeit als Funktion der Differenz des Bildpunktwerts in Bezug zu den Schwellenwerten definiert, liefert genauere Töne und beseitigt falsche Konturen, die durch zu große Differenzen zwischen den Schwellenwerten entstehen.
Das für abgetasteten Text verwendete Verfahren zur Konturenunterdrückung weist ebenfalls eine hohe Auflösung auf. Das System sollte daher in der Lage sein, Bilder zu erhalten, unabhängig davon, ob es sich um eine Rastereingabe oder um eine hoch aufgelöste Text-/Grafikeingabe handelt, und ob diese bereits mehrfach kopiert worden ist. Wenn das Verfahren jedoch für Halbton verwendet wird, kann die Ausgabe körnig sein. In diesem Fall reduziert das Konturenunterdrückungsverfahren die Kantenschärfe im Vergleich mit einer einfachen Schwellenwertmatrix im Graustufendruck. Weitere Verbesserungen umfassen die Beaufschlagung des Originalbildes mit einer Bayer-Matrix zur einer Umwandlung von 8 nach 4 Bit, um dem System mehr Graustufen zu verleihen und somit die Konturenunterdrückung zu beseitigen.
Das zweite erfindungsgemäße Verfahren verwendet ein Ausgaberaster mit mehr Linien, etwa 282 Linien/Zoll oder 11,10 Linien/mm (45 Grad), wie in Fig. 36 gezeigt, oder ein Raster von 200 Linien/Zoll oder 7,87 Linien/mm (90 Grad), wie in Fig. 37 mit Graustufendruck gezeigt. Da das Ausgaberaster eine Frequenz aufweist, die weit von der gängiger Zeitschriftendruckrasterfrequenzen (133 Linien/Zoll, 150 Linien/Zoll) entfernt ist, erstreckt sich ein durch die Frequenzüberlagerung der Ein- und Ausgaberaster erzeugtes Moirémuster auf eine höhere Frequenz. Das derart erzeugte Moirémusterist daher weniger auffällig als das durch zwei eng beieinander liegende Frequenzen erzeugte Moirémuster, etwa 141 Linien/Zoll und 150 Linien/Zoll. Zudem lässt sich das Moirémustervon einem Rastereingabebild weiter reduzieren, wenn das Ausgaberaster abgeschwächt wird (z. B. durch Teilpunkte, wie in Fig. 33 oder durch gemischte Punkte, wie in Fig. 34). Selbstverständlich wird jedoch zwischen dem Reduzieren des Moirémusters und der Stärke der Körnigkeit abgewogen, die durch ein Haltbonbild mit einer bestimmten Tonergröße erzeugt wird. Auf jeden Fall ist die Körnigkeit für diese Systeme mit höheren Rasterfrequenzen bei Halbtoneingaben immer noch besser als bei Durchführung einer Konturenunterdrückung für jeden Bildpunkt, da ein schwaches Raster zur Stabilisierung des Systems vorgesehen wird. Die Konturenunterdrückung für die Rastereingaben kann weiterhin bei hohen Rasterfrequenzen erforderlich sein, um genügend Graustufen zur Konturenreduzierung zu erzeugen. Die Textrasterung bei 282 Linien/Zoll arbeitet erfahrungsgemäß ebenfalls recht zufriedenstellend.
Die beiden zuvor beschriebenen Verfahren stellen eine Standardbetriebsart für das digitale Kopieren universeller Farbdokumente zusätzlich zu einer fotografischen Betriebsart bereit, die eine sehr gute Ausgabe mit fotografischen Eingaben erzeugen kann. Die Standardbetriebswart verarbeitet Texte/Grafiken, Raster mit dem geringsten Moiré und auch fotografische Bildeingaben. Obwohl die Standardbetriebsart fotografische Eingaben relativ gut reproduzieren kann, wird diese Standardbetriebsart vorzugsweise durch eine fotografische Betriebsart ergänzt, die eine sehr gute Verarbeitung von Halbtoneingaben übernehmen kann.
Obwohl die Erfindung mit besonderem Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann innerhalb des durch die anhängenden Ansprüche dargelegten Geltungsbereichs Änderungen und Abwandlungen unterzogen werden.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen eines Rastergraustufenbildes durch Steuerung eines Graustufendruckers derart, dass der Drucker Bildpunkte von jeweils veränderlicher Punktgröße auf einem Aufzeichnungsmedium an einer Vielzahl von Bildpunktstellen ausbildet, wobei die Bildpunktstellen in Zellen zusammengefasst sind, die Zellengraustufen aufweisen, und wobei jede Zelle eine Vielzahl von Bildpunktstellen umfasst, wobei ein Merkmal der Bildpunkte der Zelle derart bestimmt ist, dass für ein Anwachsen der Zellengraustufenwerte ein Bildpunkt an mindestens einer der Bildpunktstellen in der Zelle eine größere Punktgröße bildet, gekennzeichnet durch

folgende Schritte:

- Steuern des Graustufendruckers zum Ausbilden von Bildpunkten von jeweils drei möglichen Graustufenpunktgrößen entlang einer zeilenförmigen Struktur in der Zelle gemäß mindestens einem ersten vorbestimmten Wachstumsmuster für ein Anwachsen der Zellengraustufenwerte, bis die Zeilenstruktur in der Zelle stabil ist; und

- weiteres Steuern des Graustufendruckers zum Ausbilden von Bildpunkten von jeweils mindestens drei möglichen Graustufenpunktgrößen entlang einer Zeilenstruktur in der Zelle gemäß mindestens einem zweiten, vorbestimmten Wachstumsmuster, um weitere anwachsende Graustufenwerte der Zelle auszubilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, des weiteren

gekennzeichnet durch

den folgenden Schritt:

- Verarbeiten von Bildpunkten, die als Punkte durch Zellen auszubilden sind, von denen jede eine Vielzahl von Bildpunkten umfasst, wobei gemäß mindestens einer Vorlage eine Rasterzelle eines Graustufenwerts derart bestimmt ist, dass sie eine erste Zeilenstruktur aufweist, die stabil ist, bevor die Ausbildung einer zusätzlichen Zeile innerhalb der Zelle entsprechend einem ansteigenden Zellengraustufenwert beginnt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, des weiteren gekennzeichnet durch den folgenden Schritt:

- Steuern der Verarbeitung der Bildpunkte mit mindestens zwei Vorlagen, wobei Bildpunkte entlang einer Zeile zugeordnet sind, die durch eine der beiden Vorlagen entsprechend anwachsender Zellengraustufenwerte bestimmt ist, bis die erste Zeilenstruktur stabil ist, und anschließendes Zuweisen von Bildpunkten entlang einer anderen Zeile, die durch die andere der beiden Vorlagen bestimmt ist, entsprechend ansteigender Zellengraustufenwerte.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Punktgrößen gemäß der einen Vorlage gleichzeitig an einer Vielzahl von Bildpunktstellen entlang der ersten Zeilenstruktur in der Zelle vergrößert werden, wenn der Zellengraustufenwert von einer Graustufe zu einer zweiten und nächst folgenden Graustufe anwächst.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß der einen Vorlage die Vielzahl von Bildpunktstellen aneinander grenzt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß der einen Vorlage alle Bildpunktstellen entlang der ersten Zeile gleichzeitig von dem ersten Zellengraustufenwert zum nächst folgenden Graustufenwert anwachsen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß der ersten Vorlage Bildpunktstellen entlang einer Vielzahl paralleler erster Zeilen in der Zelle gleichzeitig von dem einen Zellengraustufenwert zu dem nächst folgenden Zellengraustufenwert anwachsen.

8. Vorrichtung zum Wiedergeben eines Bildes mit Steuermitteln (16) zum Erzeugen eines Signals entsprechend einer Graustufendarstellung des Bildes und mit einem Graustufendrucker (18, 20), der mit den Steuermitteln verbunden ist und auf das Signal zum Erzeugen von Bildpunkten verschiedener Graustufenpunktgrößen anspricht, um eine Graustufenwiedergabe des Originalbildes auszubilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (16) erste Mittel zum Verarbeiten der Bildpunkte durch Zellen umfassen, die jeweils aus einer Vielzahl von Bildpunkten bestehen, und die den Graustufendrucker (18, 20) zum Ausbilden von Bildpunkten ansteuern, von denen jeder mindestens eine von drei möglichen Graustufenpunktgrößen in einer Zelle entlang von Zeilen gemäß einem ersten, vorbestimmten Wachstumsmuster umfasst, derart, dass eine Zeilenstruktur ausbildet werden, die stabil ist, bevor das Ausbilden zusätzlicher Zeilen gemäß mindestens einem zweiten vorbestimmten Wachstumsmuster innerhalb der Zelle gemäß anwachsender Graustufenwerte beginnt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (16) den Graustufendrucker (18, 20) ansteuern, um Bildpunkte gemäß mindestens zwei Vorlagen auszubilden, wobei Bildpunkte entlang von Zeilen ausgebildet werden, die durch eine erste der beiden Vorlagen gemäß anwachsender Zellengraustufenwerte bestimmt sind, bis die erste Zeilenstruktur stabil ist, und anschließendes Ausbilden von Bildpunkten entlang von Zeilen, die durch die andere der beiden Vorlagen bestimmt sind, entsprechend anwachsender Zellengraustufenwerte.