DE69333444T2

DE69333444T2 - Bildverarbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69333444T2
Application number: DE69333444T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kashihara-shi Maeda; Toshio Nara-shi Yamagishi; Norihide Yao-shi Kunikawa; Toshihiro Kashihara-shi Okahashi; Tatsuya Nara-shi Itoh; Masatsugu Kashiba-shi Nakamura
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-11-24
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2013-11-23
Also published as: DE69328660D1; EP0599243B1; EP0982929A2; EP0982929B1; EP0599243A2; EP0982929A3; DE69328660T2; EP0599243A3; US5515180A; US5748794A; DE69333444D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildverarbeitungsvorrichtung, spezieller einen Graupegel-Bildprozessor, der dazu in der Lage ist, die Qualität des Ausdrucks eines Graupegelbilds durch Verarbeiten quantisierter Bilddaten durch Ausführen von Operationen an Interpixelabständen zu verbessern und der eine Pseudograupegel-Bildverarbeitungsvorrichtung beinhaltet, die Schwellenwerte entsprechend ursprünglichen Bildern und Umgebungsbedingungen variieren kann und die zur Verwendung in z.B. digitalen Kopiergeräten, Faksimilegeräten, Druckern usw. vorgesehen ist.
Im Fall der herkömmlichen Verarbeitung von Graupegelbildern werden quantisierte Bilddaten unmittelbar ausgedruckt. Z.B. enthalten in digitaler Form eingegebene Bilddaten Informationen für Pixel, von denen jedes einen Graupegel im Bereich von z.B. 0 bis 255 aufweist. Dies bedeutet, dass ein Strom von 8 Bits dazu erforderlich ist, den Graupegel jedes Pixels im Bereich von 0 bis 255 zu repräsentieren, wenn keine zusätzliche Verarbeitung erfolgt. Um die gesamten Bilddaten zu speichern, ist eine riesige Speicherkapazität erforderlich. Außerdem muss ein Drucker vorhanden sein, der Bilder mit von 0 bis 255 variierenden Graupegeln wiedergeben kann. Um abgetastete Bilder mit derartigen Graupegeln mit Druckern wiederzugeben, die über geringe Speicherkapazität und relativ geringe Leistung zum Wiedergeben von Graustufen eines Bilds verfügen, ist es erforderlich, die von einem Pixel transportierte Informationsmenge zu verringern und die Anzahl der Graustufen in jedem Pixel zu verringern.
Die Verarbeitungsprozedur beginnt mit dem Lesen von Bilddaten, die Pixel mit Graupegeln von 0 bis 255 enthalten. Die eingelesenen Daten werden für die Graupegel von 0 bis 255 quantisiert.
Z.B. werden die Graupegel (0 bis 255) der Daten an Punkten W, X, Y und Z quantisiert. Die Quantisierung erfolgt zum Einteilen der eingegebenen Daten "f" in Bezug auf vorgegebene Schwellenwerte t1, t2 und t3 wie folgt: W, wenn 255 ≥ f > t1; X, wenn t1 ≥ f > t2; Y, wenn t2 ≥ f > t3; Z, wenn t3 ≥ f ≥ t0.
Jedoch ist es möglich, dass alleine die quantisierten Bilddaten die Graupegel örtlicher Gebiete in einer Vorlage nicht getreu wiedergeben, und es kann an einem allmählichen Übergang von einer Stufe auf eine andere innerhalb eines Bilds fehlen. Um die o.g. Mängel zu beseitigen, werden Differenzen zwischen Tondichten zwischen dem Bild und der Vorlage, die beim Quantisierungsprozess auftraten, als Fehler erfasst, der verarbeitet wird, um den Effekt der Tondichten in Pixeln um ein Herausgesuchtes herum zu erzielen. Wenn quantisierte Bilddaten auf diese Weise verarbeitet werden, können sie die Graupegel in Einzelheiten eines Vorlagenbilds überzeugender wiedergeben.
Ein Vorlagenbild wird dadurch optisch abgetastet, dass durch das System eines Vorlagenbildscanners eine Belichtung erfolgt und das am Vorlagenbild reflektierte Licht ein Bild auf einem ladungsgekoppelten Bauteil (CCD) erzeugt, durch das es in analoge Spannungssignale umgesetzt wird, die den Tondichten von Pixeln dieses Bilds entsprechen. Diese analogen Signale werden durch einen A/D-Wandler in digitale Signale umgesetzt, die hinsichtlich verschiedener Parameter korrigiert werden, und dann werden sie als digitale Signale ausgegeben, bei denen z.B. 8 Bits die Tondichten (bis zu 256 Stufen) entsprechender Pixel repräsentieren. Diese digitalen Signale werden zum Ein- und Ausschalten eines Laserausgangsteils verwendet. Dieser setzt die digitalen Signale erneut in Bild-Lichtsignale um, die durch eine Bildaufzeichnungseinrichtung aufzuzeichnen sind. Jedoch benötigt die Wiedergabe einer Repräsentation jedes Pixels im Bild mit 256 Stufen eine sehr große Speichermenge, was zu nicht praxisgerechter Verwendung führt. Daher wird die quantisierte Information von 256 Stufen (8 Bits pro Pixel) in z.B. quantisierte Information mit vier Stufen (3 Bits pro Pixel) umgesetzt, was durch einfache Beschränkung mittels spezieller Schwellenwerte erfolgen kann.
Wie oben beschrieben, verfügt die herkömmliche Vorrichtung über keine Einrichtung zur selektiven Verwendung mehrerer Verarbeitungsmodi entsprechend den Arten zu verarbeitender Vorlagenbilder, und daher kann sie nur für eine Wiedergabe mit festen Graustufen unter Verwendung festgelegter Quantisierungswerte und Schwellenwerte sorgen. Kurz gesagt, ist es erforderlich, da ein verarbeitetes Bild unabhängig von anderen Arten von Vorlagenbildern eine Wiedergabe mit festem Graupegel sein kann, die Graupegel der Bilddaten durch Variieren der EIN-AUS-Dauer, in der eine Belichtung durch Laserlicht besteht, entsprechend den voreingestellten Laserwerten zu variieren.
Der o.g. Stand der Technik wird weiter wie folgt im Einzelnen beschrieben.
Eingegebene Daten werden durch die Bildleseeinheit als digitale Information gelesen, die Pixel mit jeweils bis zu 256 Graupegeln repräsentiert. Quantisierungswerte und Schwellenwerte zum Umsetzen von Daten mit vielen Graustufen (256 Graupegel pro Pixel) in Daten mit wenig Graustufen werden anschließend bestimmt.
Die Daten mit den Graupegeln 0 bis 255 werden in vier Quantisierungswerte A, B, C und D (repräsentativ für die Graupegel) unterteilt, und ein Schwellenwert zwischen den Quantisierungswerten A und B wird als t1 definiert. In ähnlicher Weise wird der Schwellenwert zwischen den Quantisierungswerten B und C sowie der Schwellenwert zwischen C und D als t2 bzw. t3 definiert. Durch Ändern der Binäroberfläche wird die Laser(Bild)gradation so eingestellt, dass ein Halbtonbild repräsentiert wird.
Wie oben beschrieben, zeigt der Stand der Technik derartige Nachteile, dass er eine Quantisierung von Graupegel-Bilddaten unter Verwendung fester Quantisierungswerte und fester Schwellenwerte ausführt, weswegen es erforderlich ist, die Laser-Ein-Zeit pro Pixel, die die Lasergradation repräsentiert, zu ändern, um den Oberflächengraupegel eines durch eine Bildaufzeichnungseinrichtung druckbaren Bilds zu ändern; außerdem besteht kaum Anpassbarkeit an mögliche Änderungen der Umgebungsbedingungen wie Änderungen der Leuchtstärke einer Belichtungslampe im Verlauf des Gebrauchs.
Die japanische Veröffentlichung JP-B2-61-29502 zu einer geprüften Anmeldung offenbart eine Bildstabilisiervorrichtung, die vorab Graupegel von Tonerbildern in einem dunklen Abschnitt (ohne Belichtung) und einem hellen Abschnitt (der mit Licht einer spezifizierten Stärke belichtet wird), wie auf einem lichtempfindlichen Material erzeugt, durch ein optisches Densitometer misst und eine Steuerung des elektrofotografischen (xerografischen) Prozesses ausführt, um ein elektrostatisches latentes Bild durch Einstellen der Ladespannung zu erzeugen, die auf Grundlage des dunklen Teils des Tonerbilds ausgegeben wird, und durch Einstellen der Belichtungsbedingungen oder einer Vorspannung zur Tonerbildentwicklung.
Die japanische Veröffentlichung JP-A-1-97065 zu einer ungeprüften Anmeldung offenbart eine Faksimilevorrichtung mit mehreren Halbton-Bildverarbeitungsschaltungen mit verschiedenen Eigenschaften, und die diese Schaltungen selektiv, jeweils für den geeigneten Zweck zum Erzielen hoher Funktionsqualität verwendet.
Wie oben angegeben, ermöglicht es das herkömmliche Graupegel-Bildverarbeitungsverfahren, direkt nur Quantisierungsdaten eines Graupegelbilds auszudrucken, dessen Graustufung durch die Punktgröße einer Punktmatrix des Druckerteils repräsentiert wird. Demgemäß kann die quantisierte, in Punkte aufgeteilte Bildrepräsentation zufällig sein und getrennte, geschlossene oder verbundene Punkte enthalten, wenn die Punkte wegen einer Variation der Druckeransteuerungsimpulse an verschiedenen Positionen liegen. Anders gesagt, kann eine leichte Beeinflussung durch andere Faktoren als die Bildbearbeitung bestehen.
Durch gepunktete Linien wird die Beziehung zwischen Graupegelwerten von 0 bis 255 und Tondichten eines Kopiebilds im Fall eines herkömmlichen Verfahrens angegeben. Ein Problem existiert dahingehend, dass das Kopiebild hinsichtlich der Tondichte absurd variieren kann und daher nicht gleichmäßig ein Graupegelbild repräsentieren kann. Außerdem existiert noch ein anderes Problem dahingehend, dass eine herkömmliche Schaltung zur Graupegel-Bildverarbeitung keine Unterscheidung von Rand- und Nichtrandgebieten eines Bilds beinhaltet, um dadurch nur den Graupegel gesondert zu korrigieren.
Wie oben angegeben, führt das herkömmliche Graupegel-Bildverarbeitungsverfahren eine Quantisierung von Graupegel-Bilddaten unter Verwendung fester Quantisierungswerte und fester Schwellenwerte aus und benötigt daher komplizierte Einstellungen hinsichtlich der laserseitigen Gradation zum Einstellen der Graupegel des wiederzugebenden Bilds. Es ist schwierig, abhängig von den Vorlagearten optimale Graupegel zu erzielen. Es ist auch schwierig, mögliche Abweichungen der Graupegel eines Bilds aufgrund von Änderungen der Umgebungsbedingungen, z.B. einer Änderung der Leuchtstärke einer Belichtungslampe im Verlauf des Gebrauchs, optimal zu korrigieren.
Die in der japanischen Veröffentlichung JP-B2-61-29502 zu einer geprüften Anmeldung offenbarte Bildstabilisiervorrichtung steuert den elektrofotografischen (xerografischen) Prozess entsprechend Signalen eines hellen Abschnitts und eines dunklen Abschnitts eines Tonerbilds und kann daher Grau pegeleinstellungen nur an einem vorgegebenen Punkt ausführen. Jedoch ist sie nicht dazu in der Lage, zwei oder mehr Graupegel gesondert einzustellen und eine Kopie hoher Qualität eines Vorlagenbilds durch eine Feineinstellung ihrer Wiedergabefähigkeiten zu erzeugen.
Eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus EP-A-0 389 811 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Bildverarbeitungsvorrichtung zu schaffen, die selektiv für zwei Betriebsmodi verwendbar ist; der eine ist ein variabler Modus, bei dem Quantisierungswerte und Schwellenwerte zum Wandeln einer hochwertigen Bildgradation in eine niederwertige Bildgradation geändert werden können, um die Flächengraupegel eines druckbaren Bilds bei einem festen Lasergradationswert einer Bildverarbeitungsvorrichtung zu variieren; und ein anderer ist ein fester Modus, der konstante Schwellenwerte und Quantisierungswerte verwendet. Dieses Merkmal ist effektiv, um einfachen Betrieb und erhöhte Qualität gedruckter Bilder zu erzielen, wobei derartige Nachteile wie im Stand der Technik vermieden werden, bei dem nur feste Quantisierungswerte und Schwellenwerte vorliegen und die Graupegel eines Bilds dadurch eingestellt werden, dass Laserlicht-Gradationswerte eingestellt werden, was komplizierte Bedienungsvorgänge erforderte und die Qualität der gedruckten Bilder beeinflusste.
Die vorliegende Bildverarbeitungsvorrichtung ist durch Folgendes gekennzeichnet: eine Graupegel-Verarbeitungseinrichtung zum Ermitteln eines Fehlers des festen Schwellenwerts des niedrigen Gradationspegels und des Quantisierungswerts des niedrigen Gradationspegels, wie von der Einstelleinrichtung für einen festen Modus oder der Einstelleinrichtung für einen variablen Modus eingestellt, in Bezug zu den digitalen Bilddaten mit hoher Gradation, und zum Verteilen des Fehlerwerts jedes vorgesehenen Pixels auf dazu benachbarte Pixel, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung ferner Folgendes aufweist: eine erste Bezugsdaten-Speichereinrichtung zum anfänglichen Lesen und Speichern eingegebener Bezugsbilddaten; eine zweite Bezugsdaten-Speichereinrichtung zum Lesen und Speichern anschließend eingegebener Bezugsdaten; eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der in der ersten Speichereinrichtung gespeicherten ersten Bezugsdaten mit den in der zweiten Speichereinrichtung gespeicherten zweiten Bezugsdaten und zum Ausgeben der Differenz zwischen den ersten und den zweiten Bezugsdaten als Fehler; und eine Unterscheidungs- und Korrektureinrichtung zum Vergleichen des von der Vergleichseinrichtung ausgegebenen Fehlers mit dem Bezugswert und zum Korrigieren des Quantisierungswerts und des Schwellenwerts.
Auf einem lichtempfindlichen Körper werden Bezugstonerbilder erzeugt, und die Tondichte jedes Bilds wird optisch gemessen. Eine Ladeausgangsspannung wird auf eine feste Vorspannung zur Entwicklung gesteuert, bis ein spezifizierter Graupegel erzielt ist, und dann wird die Potenzialdifferenz zwischen der Vorspannung und der Ladeausgangsspannung bestimmt. Absolutwerte der Ladeausgangsspannung und der Vorspannung zur Entwicklung werden eingestellt, während die feste Potenzialdifferenz eingehalten wird, um einen spezifizierten Schwarzpegel zu erzielen. Durch Ändern der Quantisierungswerte und der Schwellenwerte können mindestens zwei Graupegel zwischen den spezifizierten Pegeln für hohe und niedrige Dichte eingestellt werden. Alle diese Merkmale sind von Wirkung, um in Wiedergabebildern selbst dann stabilisierte und erhöhte Qualität zu erzielen, wenn sich während langer Gebrauchsdauer die Umgebungsbedingungen ändern oder eine lichtempfindliche Schicht der Trommel abgenutzt wird. Es können gesonderte Feineinstellungen von zwei oder mehr Graupegeln realisiert werden.
Über eine Bildtasteinheit eingegebene Bildsignale werden für Graupegel von Pixeln quantisiert, und dann werden die hergeleiteten quantisierten Bilddaten mit gleichzeitig zwei Pixeln verarbeitet. Die zwei Pixel werden dahingehend beurteilt, ob sie einen Randabschnitt des Bilds betreffen oder nicht. Die arithmetische Operation für den Interpixelabstand erfolgt an den Daten, wenn sie keinen Randabschnitt betreffen. Wenn die Daten einen Randabschnitt betreffen, werden sie zu Verbesserungszwecken korrigiert. Die Interpixeloperation an quantisierten Daten ist wirkungsvoll, um den Effekt einer Abweichung bei den Druckeransteuerimpulsen während der Bildaufzeichnung zu verringern und um die Graupegel eines durch einen Drucker wiederzugebenden Bilds zu verbessern. Die Pixel der Randabschnitte können aus dem Objekt der Interpixeloperation weggelassen und gesondert gespeichert werden.
Die Randerkennung wird wie folgt realisiert.
Es wird ein Gebiet angenommen, das größer als zwei betrachtete in der Verarbeitungsrichtung abgetastete Pixel ist, und es wird in Teile unterteilt, für die jeweils ein Quantisierungswert bestimmt wird. Dann wird die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert bestimmt. Die zwei Pixel werden als Randabschnitt eines Bilds in der Verarbeitungsrichtung beurteilt, wenn der Differenzwert einen spezifizierten Wert überschreitet. Dagegen werden die Pixel nicht als Randabschnitt betrachtet, wenn der Differenzwert kleiner als der spezifizierte Wert ist. Eine ähnliche Randerkennung erfolgt für eines von zwei betrachteten Pixeln in der vertikalen Abtastrichtung.
Ein über ein optisches Belichtungssystem übertragenes Vorlagenbild wird fotoelektrisch in analoge Spannungssignale umgesetzt, die in digitale Bilddaten umgesetzt werden, die Pixel mit jeweils einem Graupegel von z.B. 0 (weiß) bis 255 (schwarz) enthalten, mit einer Gewichtung für ein Hochpegelbit, und mit einer weiteren Umsetzung in digitale Bilddaten mit einer Gewichtung bei niedrigem Graupegel von z.B. 2 Bits. Diese Umsetzung verfügt über Quantisierungswerte und Schwellenwerte, die beide durch Bilder selektiv geändert werden können, wobei eine konstante Laserflächengradation aufrechterhalten wird. Eine Beeinträchtigung der Bildqualität durch Graupegeländerungen, wie sie zwischen den Schwellenwerten und den Quantisierungsdaten, wie bei niedrigem Quantisierungspegel erhalten, auftreten können, wird dadurch kompensiert, dass die Differenz zwischen den quantisierten Daten und den ursprünglichen Daten auf Pixel verteilt wird, die um betrachtete Pixel herum existieren. Der Effekt einer Änderung der Leuchtstärke einer Belichtungslichtquelle, wie er im Verlauf des Betriebs oder bei einer Änderung der Umgebungsbedingungen auftreten kann, wird auf solche Weise beseitigt, dass die Differenz zwischen vorangegangenen (gespeicherten) Bezugsweißpegeln und aktuellen Bezugsweißpegeln berechnet wird und Quantisierungswerte entsprechend einer Änderung im Bezugswert für den Weißpegel bestimmt werden und dann Schwellenwerte entsprechend geändert werden.
Außerdem wird der Graupegel eines auf einem lichtempfindlichen Körper erzeugten Bezugstonerbilds optisch gemessen und es werden, abhängig von den Ergebnissen, drei Vorgänge ausgeführt. Ein erster Vorgang für die Seite niedriger Tondichte besteht darin, die Differenz zwischen einer Ladespannung und einer Vorspannung zur Tonerbildentwicklung auf solche Weise zu definieren, dass ein Schleier im Grundpegel in einem zulässigen Bereich liegt; der zweite Schritt für die Seite hoher Tondichte besteht darin, Absolutwerte der Vorspannung zur Tonerbildentwicklung und der Ladespannung, unter Beibehaltung einer konstanten Differenz zwischen diesen, auf solche Weise zu definieren, dass die hohe Tondichte in einem zulässigen Bereich liegt; und der abschließende Schritt besteht darin, zwei oder mehr Schwellenwerte und Quantisierungswerte für Graupegelabschnitte unabhängig zu än dern, um die Bildqualität zu stabilisieren und die Graupegel fein einzustellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine Ansicht zum Erläutern eines herkömmlichen Ablaufs zum Quantisieren von Bilddaten und zum Verarbeiten derselben.
2 ist eine Ansicht zum Erläutern eines herkömmlichen Verfahrens zum Beibehalten der Graupegel eines Bilds.
3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines herkömmlichen Graupegel-Bildverarbeitungsverfahrens.
4 ist ein Beispiel für die Beziehung zwischen Quantisierungswerten und Schwellenwerten.
5A, 5B, 5C, 5D zeigen ein Beispiel für Lasergradationswerte.
6 zeigt ein Beispiel für vier Lasergraupegel.
7 zeigt eine Tondichtekurve für die in 5 dargestellte Gradation.
8 zeigt die Beziehung zwischen einem Satz von Daten und der Druckdichte gemäß der Erfindung im Vergleich mit der gemäß dem Stand der Technik erhaltenen.
9 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Umsetzverfahrens für die Position druckbarer Daten, wie es in einer erfindungsgemäßen Graupegel-Bildverarbeitungsvorrichtung angewandt wird.
10 zeigt die Richtung eines Datenverarbeitungsverfahrens gemäß der Erfindung.
11 zeigt ein Unterscheidungsmuster für betrachtete Pixel gemäß der Erfindung.
12 zeigt ein Beispiel eines Verfahrens zum Erkennen eines Randabschnitts innerhalb eines Bilds gemäß der Erfindung.
13 zeigt ein Beispiel für das Flussdiagramm eines Randabschnitt-Verarbeitungsverfahrens gemäß der Erfindung.
14 ist eine Ansicht zum Erläutern einer gemäß der Erfindung realisierten Graupegel-Bildverarbeitungsvorrichtung.
15A, 15B zeigen durch ein Ausführungsbeispiel zum Verarbeiten eines Graupegelbilds gemäß der Erfindung quantisierte Daten im Vergleich mit durch herkömmliche Verfahren erhaltenen Ausgangsdaten.
16A, 16B, 16C zeigen durch ein anderes Ausführungsbeispiel zum Verarbeiten eines Graupegelbilds gemäß der Erfindung quantisierte Daten im Vergleich mit durch herkömmliche Verfahren erhaltenen Ausgangsdaten.
17A, 17B, 17C zeigen durch ein anderes Ausführungsbeispiel zum Verarbeiten eines Graupegelbilds gemäß der Erfindung quantisierte Daten im Vergleich mit durch herkömmliche Verfahren erhaltenen Ausgangsdaten.
18A, 18B, 18C, 18D zeigen den Druckzustand beim Wiedergeben von Vorlagendaten mit einem Graupegel von 90 gemäß der Erfindung im Vergleich mit dem durch den Stand der Technik erhaltenen.
19 ist eine Ansicht zum Erläutern eines anderen Beispiels eines Verfahrens zum Verarbeiten quantisierter Bilddaten gemäß der Erfindung.
20 zeigt ein Muster zum Erkennen von Rändern in einem in einer vertikalen Abtast(Zuführ)richtung abgetasteten Bild.
21 ist ein Flussdiagramm einer die Erfindung realisierenden Graupegel-Bildverarbeitungsvorrichtung.
22A, 22B, 22C sind eine Ansicht zum Erläutern des Effekts einer die Erfindung realisierten Graupegel-Bildverarbeitungsvorrichtung.
23 ist eine Schnittansicht, die den Gesamtaufbau eines digitalen Kopiergeräts zeigt, das mit der erfindungsgemäßen Funktion einer Graupegel-Bildverarbeitung versehen ist.
24 ist das Blockdiagramm eines Bildverarbeitungsabschnitts und von Schaltungen eines Steuersystems im in 23 dargestellten Kopiergerät.
25 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Steuerkonsole des digitalen Kopiergeräts der 23 zeigt.
26 zeigt Hinweismittel und Steuermittel am Abschnitt der Steuerkonsole in 25.
27 ist ein Blockdiagramm eines Bildverarbeitungsabschnitts und von Steuerschaltungen im digitalen Kopiergerät 10 der 23.
28A, 28B zeigen ein Beispiel von Quantisierungswerten und Tondichten eines Bilds sowie von Schwellenwerten.
29A, 29B zeigen durch Kopiermodi erzielbare Graustufen.
30A, 30B zeigen Variationen der in 29 dargestellten Graustufen und Charakteristikkurven für die Tondichte.
31A, 31B, 31C, 31D sind eine Ansicht zum Erläutern eines Beispiels einer Halbton-Bildverarbeitung gemäß der Erfindung, wenn die Tondichten von Eingangssignalen im Kopiermodus A und im Modus B geändert werden.
32 zeigt ein Verfahren eines Schritts 1 zum Verteilen eines Quantisierungsfehlers ε eines betrachteten Pixels auf umgebende Pixel.
33 zeigt ein Verfahren eines Schritts 2 zum Verteilen eines Quantisierungsfehlers ε eines betrachteten Pixels auf umgebende Pixel.
34 ist ein Blockdiagramm einer Graupegel-Bildverarbeitungsvorrichtung in einer Bildaufzeichnungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
35A, 35B sind eine Ansicht zum Erläutern der Verteilung eines Quantisierungsfehlers ε im Schritt 1.
36A, 36B sind eine Ansicht zum Erläutern der Verteilung eines Quantisierungsfehlers ε im Schritt 2.
37 ist eine Ansicht zum Erläutern einer Graupegel-Bildverarbeitung.
38 zeigt, wie ein Dokument in einem Kopiergerät belichtet wird.
39 zeigt ein Beispiel zur Variation von Bezugsdaten (weißes Bild) im Verlauf der Zeit.
40 ist eine Ansicht zum Erläutern, wie Quantisierungswerte und Schwellenwerte rückgesetzt werden.
41 ist ein Flussdiagramm zum Ändern von Quantisierungswerten und Schwellenwerten gemäß der Erfindung, wenn ein Bezugswert unter Einfluss durch die Umgebung geändert wird.
42 ist ein Flussdiagramm 1 zum Erläutern eines anderen Beispiels einer erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsvorrichtung.
43 ist ein Flussdiagramm 2 zum Erläutern eines anderen Beispiels einer erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsvorrichtung.
BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
Im Fall der herkömmlichen Verarbeitung von Graupegelbildern werden quantisierte Bilddaten unmittelbar ausgedruckt. Z.B. enthalten in digitaler Form eingegebene Bilddaten Information von Pixeln, von denen jedes einen Graupegel im Bereich von z.B. 0 bis 255 aufweist. Dies bedeutet, dass ein Strom von 8 Bits dazu erforderlich ist, jedes Pixel mit einem Graupegel im Bereich von 0 bis 255 zu repräsentieren, wenn keine zusätzliche Verarbeitung erfolgt. Um die gesamten Bilddaten zu speichern ist eine riesige Speicherkapazität erforderlich. Außerdem muss ein Drucker vorhanden sein, der dazu in der Lage ist, Bilder mit von 0 bis 255 variierenden Graupegeln wiederzugeben. Um abgetastete Bilder mit derartigen Graupegeln durch Drucker mit geringer Speicherkapazität und relativ geringem Leistungsvermögen zum Wiedergeben von Graustufen eines Bilds wiederzugeben, ist es erforderlich, die von einem Pixel transportierte Informationsmenge zu verringern und die Anzahl der Graustufen in jedem Pixel zu senken.
Der Verarbeitungsablauf beginnt mit dem Lesen von Bilddaten, die Pixel mit Graupegeln von 0 bis 255 enthalten. Wie es in 1 dargestellt ist, werden die eingelesenen Daten für die Graupegel von 0 bis 255 quantisiert.
Z.B. werden die Graupegel (0 bis 255) der Daten an in 1 dargestellten Punkten W, X, Y und Z quantisiert. Die Quantisierung erfolgt zum Erkennen eines eingegebenen Datenwerts "f" in Bezug auf vorgegebene Schwellenwerte t1, t2 und t3 wie folgt: W, wenn 255 ≥ f > t1; X, wenn t1 ≥ f > t2; Y, wenn t2 ≥ f > t3; Z, wenn t3 ≥ f ≥ t0.
Jedoch können alleine die quantisierten Bilddaten die Graupegel der örtlichen Gebiete in einer Vorlage nicht getreu repräsentieren, und es kann an einem allmählichen Übergang einer Graustufe in eine andere innerhalb eines Bilds fehlen. Wie es in 2 dargestellt ist, werden, um die obigen Mängel zu beseitigen, Differenzen von Tondichten zwischen dem Bild und der Vorlage, wie sie beim Quantisierungsprozess auftraten, als Fehler erfasst, der verarbeitet wird, um die Wirkung der Tondichten in Pixeln um ein betrachtetes Pixel B herum zu liefern. Wenn die quantisierten Bilddaten so verarbeitet sind, können sie die Graupegel in Einzelheiten eines Vorlagenbilds überzeugend repräsentieren.
3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines herkömmlichen Verfahrens zum Verarbeiten eines Graupegelbilds. Wie es in 2 dargestellt ist, erfasst ein erster Schritt einen Fehler ε in einem betrachteten Pixel und verteilt diesen mit einem spezifizierten Verhältnis auf benachbarte Pixel, die rechts vom betrachteten in einer betrachteten Linie i angeordnet sind, und nach rechts unten, unmittelbar darunter, und nach links unten in der Linie i+1 unter der betrachteten Linie i. Im zweiten Schritt wird ermittelt, ob alle Bilddaten verarbeitet sind oder nicht, und im dritten Schritt wird der Ablauf beendet, wenn alle Bilddaten verarbeitet sind, oder andernfalls wird eine Position i = i+1 eingenommen und es erfolgt Rückkehr zum Schritt 1, um den Ablauf zu wiederholen.
4 zeigt ein Beispiel für die Beziehung zwischen Quantisierungswerten und Schwellenwerten. Daten mit Graupegeln von 0 bis 255 werden auf vier Quantisierungswerte A, B, C und D (für die Graupegel repräsentativ) verteilt, und ein Schwellenwert zwischen den Quantisierungswerten A und B wird als t1 definiert. In ähnlicher Weise wird der Schwellenwert zwischen den Quantisierungswerten B und C sowie der Schwellenwert zwischen C und D als t2 bzw. t3 definiert. Die Laser(Bild)gradation wird so eingestellt, dass sie durch Ändern der Binärfläche Halbtonbilder repräsentiert.
Die 5A, 5B, 5C und 5D zeigen ein Beispiel zur Lasergradation: Jedes Diagramm gibt den Laser entlang der Ordinate und die Laser-EIN-AUS-Zeit für ein Pixel entlang der Abszisse an, wobei die Lasergradation durch die Länge der Laser-EIN-Zeit bei konstanter Laserausgangsleistung repräsentiert ist.
Die 5A, 5B, 5C und 5D repräsentieren die durch vier Quantisierungswerte eingestellte Lasergradation: nämlich 0, 1, 2 bzw. 3. "1" bezeichnet die Zeitdauer t (0 – tp) pro Pixel. Bei der Lasergradation 0 (weiß) der 5A wird der Laser während der Zeitdauer eines Pixels nicht ein- und ausgeschaltet. Dagegen existiert bei der Lasergradation 3 der 5D ein Laserstrahl während der Zeitdauer eines Pixels auf EIN. Bei den Gradationen 1 und 2 ist der Laser für eine jeweils spezifizierte Zeitdauer innerhalb 0-tp eingeschaltet.
6 zeigt ein Beispiel für die durch vier Quantisierungswerte repräsentierte Lasergradation. Der Graupegelbereich entspricht 0 (weiß) – 255 (schwarz).
7 zeigt die Tondichtekurve für die in 6 dargestellte Lasergradation. Wie es in 6 dargestellt ist, definieren die Lasergradation und die Schwellenwerte sieben Graupegel von 0 (weiß), 0 bis 1, 1, 1 bis 2, 2, 2 bis 3 und 3 (schwarz). Jedoch zeigt die Tondichtekurve dieser Gradation (7), dass im Bereich B–A hoher Dichte die Änderung der Tondichte allmählich abnimmt, wenn der Graupegel zunimmt, und schließlich Sättigung auftritt.
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden nun bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen wie folgt beschrieben.
9 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern des Orts eines Umsetzsystems für druckbare Daten in einer Graupegel-Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung. In der Vorrichtung gemäß der Erfindung verfügt das Datenumsetzsystem über eine herkömmliche Graupegel-Bildverarbeitung (Schritt 1) und eine Operation für zwei Pixel mit konstantem Intervall (Schritt 2).
Durch eine herkömmliche Graupegel-Bildverarbeitung quantisierte Daten werden für Graupegel 0 bis 255 in vier Quantisierungswerte W, X, Y und Z eingeteilt. Diese Quantisierungswerte werden als Erstes wie folgt durch eine Operation in der Verarbeitungs horizontalen Abtast)richtung mit konstantem Intervall verarbeitet.
In den 10A und 10B ist angenommen, dass betrachtete Pixel vorliegen, und es wird beurteilt, ob diese einem Randabschnitt im Bild entsprechen oder nicht. Alle in 10 dargestellten Pixel E, F, A, B, C, D werden als Material zur Beurteilung verwendet. Wenn diese Pixel mit einem vorbestimmten, in 11 dargestellten Randabschnittmuster übereinstimmen, wird die Operation zwischen den betrachteten Pixeln A und B nicht ausgeführt, die unverändert beibehalten werden.
Wie es in 12 dargestellt ist, wird ein Informationsgebiet n × m (n≥1, m≥ der Menge betrachteter Pixel) für betrachtete Pixel in Blöcke a, b, c und d unterteilt. In diesen Blöcken werden Quantisierungswerte für jeden der vier Blöcke aufsummiert (im Schritt 1 der 13). Dann wird die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert bestimmt (im Schritt 2 in 13). Wenn die Differenz wertemäßig kleiner als ein bestimmter Schwellenwert ist, wird der folgende Prozess ausgeführt.
Es wird angenommen, dass die Pixel A und B (in 12) betrachtete Elemente sind, und es wird überprüft, ob sie einem Randabschnitt des Bilds entsprechen (in Schritten 3 und 4 in 13). In diesem Fall werden alle Pixel E, F, A, B, C und D als Material zur Beurteilung verwendet. Wenn diese sechs Pixel mit einem vorbestimmten Randabschnitt übereinstimmen, nämlich den in 11 dargestellten Muster, wird der Abschnitt der betrachteten Pixel als Randabschnitt angesehen, und es werden arithmetische und logische Operationen gemäß einer später beschriebenen Gleichung (2) ausgeführt (in einem Schritt 6 in 13). Wenn dagegen die betrachteten Pixel nicht mit dem Muster übereinstimmen, werden sie nicht als Randabschnitt betrachtet, und es wird die Operation gemäß einer später beschriebenen Gleichung (1) ausgeführt (in einem Schritt 5 in 13). Wenn die Differenz wertemäßig den Schwellenwert th überschreitet (im Schritt 2 in 13), wird geurteilt, dass die Pixel einen Randabschnitt des Bilds bilden, und sie werden gemäß der Gleichung (2) berechnet (im Schritt 6 in 13).
Die Operation zwischen Pixeln wird wie folgt ausgeführt: Wenn A und B für betrachtete Pixel gelten, n die Menge von Quantisierungswerten ist und A' und B' die Ergebnisse der Verarbeitung für die jeweiligen Pixel sind, wird die folgende Gleichung (1) erhalten:
Wenn beurteilt wird, dass die Pixel einen Randabschnitt innerhalb eines Bilds bilden, wird die folgende Gleichung (2) abgearbeitet, um den Randabschnitt zur Verbesserung zu korrigieren:
Anschließend werden die Pixel c und D verarbeitet. Es wird derselbe Prozess wiederholt, bis die letzten quantisierten Daten verarbeitet sind. Das o.g. Verfahren kann verbesserte Qualität eines Wiedergabebilds im Vergleich mit dem herkömmlichen Verfahren erzielen, das nur Graupegelbilder quantisiert. Das vorgeschlagene System quantisiert nicht nur Eingangsdaten eines Graupegelbilds durch das herkömmliche Verarbeitungsverfahren, sondern es führt auch Operationen an den quantisierten Daten aus, um in der horizontalen Abtastrichtung (beim Drucken) einen konstanten Pixelabstand zu erzielen, was durch eine Operationseinheit erfolgt, um ungünstige Effekte von Schwankungen der Druckeransteuerimpulse wirkungsvoll zu verringern und die Graupegelwiedergabe zu druckender Graupegelbilder zu verbessern.
Kurz gesagt, werden die Operationen für konstanten Interpixelabstand auf die folgende Weise ausgeführt: Wenn das Intervall zwischen zu verarbeitenden Pixeln "m" ist, die Anzahl quantisierter Werte "n" ist, die Objektpixel A₁, A₂, A₃,... A_m sind und die Ergebnisse A'₁, A'₂, A'₃,... A'_m sind, gilt: A'm = A1 + A2 + A3 + ... Am (3) Wenn A'm > n – 1,
Die Gleichung (4) wird bis m=2 wiederholt.
Das Verfahren zum Erkennen eines Randabschnitts innerhalb eines Bilds, entsprechend einer Anordnung quantisierter Daten, wird dazu verwendet, Objektpixel auf andere umzuschalten, für die eine Operation für den Interpixelabstand erfolgt.
Die Operation für den Interpixelabstand wird unter den folgenden Bedingungen ausgeführt.
Wenn die Pixel einen Randabschnitt betreffen, bleiben ihre Quantisierungswerte unverändert.
Wenn die Pixel einen Randabschnitt betreffen, wird die folgende Operation ausgeführte
wobei A₀, A₁,... A_m betrachtete Pixel sind und A₀, A₁,..., A_m jeweils im Bereich von 0 bis n–1 (Anzahl der Quantisierungswerte) liegen.
Die Gleichung (5) wird wiederholt, bis m den Wert j (j = Menge von Objektivpixeln, für die die Operation ausgeführt werden soll) erreicht und m den Wert Null (m=0) erreicht.
Die Anwendung des Verfahrens zum Erkennen von Randabschnitten und Nichtrandabschnitten innerhalb eines Bilds auf Grundlage der quantisierten Daten ermöglicht es, arithmetische und logische Operationen an Pixeln für jeden Nichtrandabschnitt gesondert auszuführen, und eine gesonderte Operation für die Korrektur und Verbesserung jedes Randabschnitts auszuführen.
In diesem Fall werden die o.g. Operationen auf die folgende Weise ausgeführt.
Für Randabschnitte wird die folgende Operation ausgeführt, um die Daten zur Verbesserung wie folgt zu korrigieren.
Der Pegel der Quantisierungswerte wird um einen Rang erhöht, so dass gilt (n–1 repräsentiert die Anzahl von Quantisierungswerten): Am = Am + Am + 1 (6)wobei A₀, A₁,... A_m betrachtete Pixel sind.
(2) für Nichtrandabschnitte wird die folgende Operation ausgeführt: Am = Am + Am–1 + ... + A1 + A0 Wenn Am > n–1, (7) Am = n–1.
Die Gleichung (7) wird wiederholt, bis m=j (j = Anzahl der Objektivpixel, für die die Operation ausgeführt werden soll) den Wert Null (m=0) erreicht.
14 ist ein Blockdiagramm, das eine gemäß der Erfindung realisierte Graupegel-Bildverarbeitungsvorrichtung zeigt. In 14 bezeichnet die Zahl 1 einen Randerkennungsabschnitt, die Zahl 2 bezeichnet einen Arithmetik-und Logikabschnitt, die Zahl 3 bezeichnet eine Steuerkonsole, 3a bezeichnet einen "Zeichenmodus", 3b bezeichnet einen "Fotomodus" und 3c bezeichnet einen "Zeichen/Foto-Modus". Bilddaten werden durch ein herkömmliches Graupegel-Bildverarbeitungsverfahren quantisiert (im Schritt 1 der 9), das in den 15A, 16A, 17A, 18A und 18B veranschaulicht ist. Diese quantisierten Daten werden dann für zwei Pixel in horizontaler Abtastrichtung verarbeitet. In den dargestellten Fällen haben die Daten einen von vier Quantisierungswerten (0, 1, 2, 3).
Der Randerkennungsabschnitt 1 erkennt, ob die Daten zweier Pixel einen Randabschnitt innerhalb des Bilds betreffen oder nicht. Wenn der aktuelle Datenwert ein solcher eines Randabschnitts ist, kann er auf einen folgenden Datenwert zweier Pixel umgeschaltet werden. Wenn der aktuelle Datenwert keinen Randabschnitt betrifft, führt der Arithmetik- und Logikabschnitt 2 eine Operation am Datenwert aus.
Wie es im Blockdiagramm der 14 dargestellt ist, werden eingegebene Daten in Einheiten unterteilt, von denen jede zwei zu verarbeitende Pixel enthält. Wenn z.B. die eingegebenen Daten vier Pixel A, B, C und D enthalten, werden als Erstes zwei Pixel (A und B) verarbeitet, und die zwei anderen Pixel (C und D) werden zwischengespeichert und später verarbeitet.
Die Ergebnisse der an den Daten ausgeführten Operationen sind in den 15B, 16B, 16C und 17B, 17C dargestellt. Die 18C und 18D zeigen ein aus den ursprünglichen Daten mit einem Graupegel von 90 durch das Bildverarbeitungsverfahren gemäß der Erfindung erhaltenes Druckbild.
Die Anwendung des o.g. Verfahrens sorgt dafür, dass die die Pixel repräsentierenden Punkte in der vertikalen Abtast(Zuführ)richtung angeordnet werden, was den Effekt eines Versatzes der Punkte minimieren kann, wie er auf Grund einer Abweichung bei den Druckeransteuerimpulsen auftreten kann. Die Qualität des gedruckten Bilds kann verbessert werden.
In 14 ist eine Steuerkonsole 3 einer Bilderzeugungsvorrichtung z.B. eines digitalen Kopiergeräts (nicht dargestellt) dargestellt, bei der die erfindungsgemäße Vorrichtung angewandt ist. Die Steuerkonsole 3 verfügt über an ihr angeordnete Auswähltasten zum Spezifizieren des Modus eines in der Maschine zu erzeugenden Bilds: Eine Zeichenmodustaste 3a wird verwendet, wenn eine Vorlagenkopie kopiert wird, die nur Zeichen enthält, eine Fotomodustaste 3b wird betätigt, wenn eine Vorlagenfotografie kopiert wird, und eine Zeichen/-Fotografie-Modustaste 3c wird betätigt, wenn eine Vorlagenkopie kopiert wird, die Zeichen und fotografische Elemente enthält.
Gemäß 13 kann die Entscheidung, eine Bildverarbeitung auszuführen, entsprechend dem durch eine der Tasten 3a, 3b, 3c auf der Steuerkonsole des digitalen Kopiergeräts (in 14 dargestellt) ausgewählten Modus zwischen dem Schritt 1 und dem Schritt 2 erfolgen. Wenn z.B. durch die Taste 3a eine nur Zeichen enthaltende Vorlagenkopie spezifiziert wird, entscheidet die erfindungsgemäße Vorrichtung, die Daten hindurchzuschleusen, ohne die Operationen von Schritten 5 und 6 zur Graupegel-Bildverarbeitung auszuführen. Wenn durch die Taste 3b eine Fotografievorlage spezifiziert wird, entscheidet die Vorrichtung, Interpixelabstands-Operationen entsprechend der Gleichung (1) im Schritt 5 zur Graupegel-Bildverarbeitung auszuführen. Wenn durch die Taste 3c eine Vorlagenkopie spezifiziert wird, die Zeichen und fotografische Elemente enthält, bestimmt die Vorrichtung, die Schritte 2 bis 4 auszuführen, wobei Bilddaten hinsichtlich Randabschnitten und Nichtrandabschnitten unterschieden werden und schließlich eine Operation entsprechend der Gleichung (1) (Schritt 5) oder (2) (Schritt 6) ausgeführt wird.
Wenn jedoch der Bildverarbeitungsabschnitt Operationen frei nur an quantisierten Daten ausführen kann, um Pixel mit gleichmäßiger Verteilung innerhalb eines gesamten Bilds anzuordnen, kann er ähnliche Berechnungen an Vorlagenbildern ausführen, die Zeichen und Fotografien mit Randabschnitten enthalten, was dazu führt, dass die Ränder herausstehen können oder unterbrochen sein können. Andererseits können randähnliche Teile eines Graupegelabschnitts als Randabschnitte fehlbeurteilt werden, was zu einer Verstärkung oder Beseitigung der Graupegelränder führt.
Um dies zu vermeiden, wird, wie es in 19 dargestellt ist, eine Randerkennung in der vertikalen Abtast(Zuführ)richtung auf ähnliche Weise wie die Randerkennung in der horizontalen Abtast(Verarbeitungs)richtung mit den betrachteten, in 12 dargestellten Pixeln A und B ausgeführt. In diesem Fall dient eine vertikale Anordnung von Pixeln J, K, G, H (einschließlich eines betrachteten Pixels A) als Beurteilungselement.
Wie es in 19 dargestellt ist, wird ein Gebiet angenommen, das größer als zwei betrachtete, zu verarbeitende Pixel A und B ist und in horizontaler Abtastrichtung liegt, und es wird in eine erforderliche Anzahl von Blöcken (6 × 6) unterteilt. In jedem der Blöcke werden quantisierte Werte aufsummiert, und dann wird die Differenz zwischen dem Maximal- und dem Minimalwert bestimmt. Pixel werden als Randabschnitt in der horizontalen Abtastrichtung beurteilt, wenn die Wertedifferenz größer als ein spezifizierter Wert ist. Sie werden als Nichtrandabschnitte beurteilt, wenn die Wertedifferenz kleiner als der spezifizierte Wert ist. Auf ähnliche Weise wird eine Randerkennung in vertikaler Abtastrichtung auch für eines von zwei betrachteten Pixeln ausgeführt.
20 zeigt Zustände in Randmustern in vertikaler Abtastrichtung. Jeder Wert gibt die Tondichte (Graupegel) von Pixeln an. Sechs Pixel J, K, A, G, H und I sind in der vertikalen Abtast(d.h. der Zuführ)richtung angeordnet, und es wird überprüft, ob sie mit einem vorbestimmten Muster übereinstimmen oder nicht, das einen Randabschnitt repräsentiert. In diesem Fall werden die Pixel A und G als Randabschnitt beurteilt, wenn die sechs Pixel mit dem Randmuster übereinstimmen, oder als Nichtrandabschnitt, wenn die sechs Pixel nicht mit dem Muster übereinstimmen. Wenn das Beurteilungsergebnis "Rand" ist, werden die betrachteten A und B ohne jede Änderung mit dem Quantisierungswerten durchgeschleust.
Wenn das Beurteilungsergebnis "nicht Rand" ist, werden die zwei betrachteten Pixel A, B, zusammen mit den Pixeln E, F, C, C, D, also sechs Beurteilungselementen, die in horizontaler Richtung angeordnet sind, wie es in 11 dargestellt ist, erneut dahingehend geprüft, ob sie mit einem vorbestimmten Muster übereinstimmen oder nicht, das einen Randabschnitt reprä sentiert.
Wenn das Endbeurteilungsergebnis "nicht Rand" anzeigt, wird eine Operation für die betrachteten Pixel A und B entsprechend der Gleichung (1) ausgeführt. Wenn dagegen die Pixel abschließend als Rand beurteilt werden, werden sie ohne jede Änderung als die Quantisierungswerte aufweisend durchgeschleust.
Wie oben beschrieben, kann das vorliegende Verfahren auf Grundlage von in in gleicher Weise unterteilten Gebieten und sowohl in horizontaler als auch vertikaler Abtastrichtung in diesen erhaltener Information genau zwischen einem Randabschnitt und einem Nichtrandabschnitt unterscheiden, wodurch aus derart verarbeiteten Daten hergeleitete Druckdaten verbesserte Qualität im Vergleich mit solchen aufweisen können, die durch das herkömmliche Verfahren erhalten wurden, das, wie bereits beschrieben, auf freie Weise Operationen an Eingangsdaten ausführt, um Pixel innerhalb eines gesamten Bilds zuzuordnen, und das diese ausgibt.
21 zeigt eine Kombination des in 13 dargestellten Flussdiagramms zum Erkennen von Daten betreffend einen Randabschnitt in horizontaler Abtastrichtung sowie eines Flussdiagramms zum Erkennen von Daten betreffend einen Randabschnitt in vertikaler Abtastrichtung. Wie es in 21 dargestellt ist, wird ein Informationsgebiet n × m aus eingegebenen Quantisierungsdaten, das die betrachteten Pixel enthält, ausgewählt und in gleiche Blöcke a, b, c und d unterteilt. Unter den Quantisierungswerten dieser vier Blöcke (a, b, c und d) werden der Maximalwert und der Minimalwert bestimmt. Diese Quantisierungswerte repräsentieren die maximale bzw. minimale Dichte der Pixel (in einem Schritt 1).
Es wird die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert bestimmt, und es wird geprüft, ob sie größer oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist (in einem Schritt 2).
Wenn die Differenz wertemäßig kleiner als der konstante Schwellenwert "th" ist, wird ein Muster von Daten in horizontaler Abtastrichtung dahingehend überprüft, ob es mit einem vorbestimmten Randdatenmuster übereinstimmt oder nicht (in einem Schritt 3).
Wenn der Differenzwert dem konstanten Schwellenwert "th" entspricht oder eher größer ist, wird das Muster der Daten in vertikaler Abtastrichtung dahingehend überprüft, ob es mit einem vorbestimmten Randdatenmuster übereinstimmt oder nicht (in einem Schritt 4).
Wenn beurteilt wird, dass das Muster der vertikalen Pixel einem Nichtrandabschnitt entspricht, sind die Daten an den Schritt 3 zu übertragen. Wenn beurteilt wird, dass das vertikale Pixelmuster einem Randmuster entspricht, können die Daten zu den Pixeln ohne Verarbeitung durchlaufen, und sie werden ausgegeben (vom Schritt 5).
Im Schritt 3 wird das Muster horizontaler Pixel der Daten dahingehend geprüft, ob es mit dem vorbestimmten horizontalen Randdatenmuster übereinstimmt. Daten, die als Randabschnitt beurteilt werden, werden ohne jede Änderung ausgegeben (in einem Schritt 6). Wenn beurteilt wird, dass sowohl die Muster zu horizontalen als auch vertikalen Pixeln Nichtrandabschnitten entsprechen, werden arithmetische und logische Operationen an zusätzlichen Pixeln, entsprechend der Gleichung (1) ausgeführt (in einem Schritt 7).
Während ein durch ein bekanntes Verfahren erhaltenes Ausgabebild (22A) die durch eine Graupegel-Bildverarbeitung (22B) quantisierten Daten hinsichtlich Grenzen zwischen Randabschnitten und Nichtrandabschnitten innerhalb des Bilds (die in den 22A und 22B durch dicke Linien eingeschlossen sind) nicht getreu repräsentiert, gibt ein durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenes Ausgabebild (22C) den Randabschnittswert innerhalb der quantisierten Bilddaten der 22B getreu wieder.
23 ist eine Schnittansicht, die den Gesamtaufbau eines digitalen Kopiergeräts zeigt, das mit einer erfindungsgemäßen Graupegel-Bildverarbeitungsfunktion versehen ist. Das digitale Kopiergerät 10 verfügt über einen Scanner 11, einen Laserdrucker 12, eine mehrstufige Blattzuführeinrichtung 13, eine Sortiereinrichtung 14, eine Glasplatte 15 zum Auflegen einer Vorlagenkopie, einen automatischen, umkehrbaren Vorlageneinzug (RDF) 16 für eine auf beiden Seiten bedruckte Vorlagenkopie, eine Abtasteinheit 17, eine Lampen- und Reflektoranordnung 18, ein fotoelektrisches Element (z.B. ein ladungsgekoppeltes Bauteil) 19, eine Reflektionsspiegel 20, eine Linse 21, eine Schale 22 für Dokumentenzuführung von Hand, eine Laserschreibeinheit 23, einen elektrofotografischen Verarbeitungsabschnitt 24, eine lichtempfindliche Trommel 25, eine optische Leseeinrichtung 25a, eine Fixiereinheit 26, einen Transportweg 27, eine erste Kassette 28, eine zweite Kassette 29, eine dritte Kassette 30, eine fünfte Kassette 31, einen gemeinsamen Papiertransportweg 32 sowie Papiertransportwege 33 – 37 sowie 38a, 38b.
Das digitale Kopiergerät 10 ist mit einem Scanner 11, einem Laserdruckter 12, einer mehrstufigen Blattzuführeinrichtung 13 und einer Sortiereinrichtung 14 versehen.
Der Scanner verfügt über eine transparente Glasplatte 15 zum Auflegen einer zu kopierenden Vorlagenkopie, den automatischen, umkehrbaren Vorlageneinzug 16 für eine auf beiden Seiten zu bedruckende Vorlagenkopie sowie eine Scannereinheit 17. Die mehrstufige Blattzuführeinrichtung 13 beinhaltet die erste Kassette 28, die zweite Kassette 29, die dritte Kassette 30 und die fünfte Kassette 31, die zusätzlich nach Wahl des Benutzers anbringbar ist. In jeder Kassette aufgestapelte Blätter können von oben her einzeln zugeführt werden und zum Laserdrucker 12 transportiert werden.
Der automatische, umkehrbare Vorlageneinzug 16 kann mehrere zu druckende Vorlagenkopien enthalten, und er fördert Vorlagen automatisch nacheinander in die Scannereinheit 17, die Daten von einer Seite oder beiden Seiten jeder eingezogenen Vorlage abhängig von der Auswahl durch die Bedienperson liest. Die Scannereinheit 17 beinhaltet eine Lampen- und Reflektoranordnung 18 zum Beleuchten der Vorlage, mehrere Reflektionsspiegel 20 zum Lenken eines an der Vorlage reflektierten Bilds zum fotoelektrischen Wandlerelement, z.B. einem ladungsgekoppelten Bauteil (CCD) 19, und eine Linse 21 zum Erzeugen eines reflektierten Bilds auf dem CCD 19.
Im Scanner 11 kann eine Scannereinheit 17 entlang der Unterseite der transparenten Glasplatte 15 laufen, wobei sie eine auf die Oberseite der Glasplatte aufgelegte Vorlagenkopie liest. Im Fall des Anwendens des umkehrbaren Vorlageneinzugs 16 ist die Scannereinheit 17 an einer spezifizierten Position unter dem Einzug 16 vorhanden, und sie liest eine durch den Einzug 16 transportierte Vorlagenkopie. Die durch Lesen der Vorlage durch die Scannereinheit 17 erhaltenen Bilddaten werden an den Bildverarbeitungsabschnitt übertragen, in dem sie verarbeitet werden. Die verarbeiteten Bilddaten werden in einem Speicher des Bildverarbeitungsabschnitts zwischengespeichert, und sie werden, wenn eine Bedienperson eine entsprechende Anforderung erteilt, vom Speicher ausgelesen und an den Laserdrucker 12 übertragen, der die Daten ausdruckt, um das Vorlagenbild auf einem Druckblatt auszudrucken.
Der Laserdrucker 12 ist mit einer Schale 22 zum Zuführen eines Dokuments von Hand, einer Laserschreibeinheit 23 und einem elektrofotografischen (xe rografischen) Verarbeitungsabschnitt 24 versehen. Die Laserschreibeinheit 23 verfügt über einen Halbleiterlaser zum Emittieren von Laserlicht entsprechend den aus dem Speicher ausgelesenen Bilddaten, einen Polygonspiegel zum Ablenken von Laserlicht mit konstanter Winkelgeschwindigkeit sowie eine f-θ-Linse zum Kompensieren des abgelenkten Laserlichts auf der fotoempfindlichen Trommel 25 des elektrofotografischen Verarbeitungsabschnitts 24. Der elektrofotografische Verarbeitungsabschnitt 24 verfügt über die lichtempfindliche Trommel 25, die von einer Ladeeinrichtung, einer Entwicklungseinrichtung, einer Übertragungseinrichtung, einer Beseitigungseinrichtung, einer Reinigungseinrichtung, einer Entladeeinrichtung und einer Fixiereinheit 26 umgeben ist. Ein optischer Laser 25a misst einen Reflektionsfaktor, der eine Funktion der Tondichte des Tonerbilds auf der lichtempfindlichen Trommel 25 ist, und er ist stromaufwärts bezüglich der Reinigungseinrichtung vorhanden. Ein Papiertransportpfad 27, der an der stromabwärtigen Seite der Fixiereinheit 26 vorhanden ist, verfügt über einen zum Sortierer 14 führenden Zweig 33 und einen zur mehrstufigen Blattzuführeinrichtung 13 führenden Zweig 34.
In der mehrstufigen Papierzuführeinrichtung 13 verzweigt der Transportweg 34 in zwei Papiertransportwege 38a und 38b. Der Weg 38a wird zum Umkehren der Seite des Druckpapiers verwendet, wenn zwei Seiten der Vorlagenkopie auf die beiden Seiten des Papiers aufgedruckt werden. Der Weg 38b wird zum Transportieren des zu bedruckenden Papiers vom Weg 38a zu einer Bilderzeugungsposition der lichtempfindlichen Trommel 25 bei Doppelseiten-Kopiermodi verwendet, und er wird auch zum Transportieren des zu bedruckenden Papiers ohne Umkehren dessen Seite zur Bilderzeugungsposition der Trommel 25 im zusammengesetzten Einseiten-Kopiermodus verwendet, um mehrere Farben oder mehrere Bilder auf eine Seite des Papiers zu kopieren.
Die mehrstufige Blattzuführeinrichtung 13 enthält einen gemeinsamen Papiertransportweg 32, der so konzipiert ist, dass er zu bedruckende Papierblätter von der ersten Kassette 28, der zweiten Kassette 29 und der dritten Kassette 30 zum elektrofotografischen Verarbeitungsabschnitt 24 transportiert. Der gemeinsame Papiertransportweg 32 ist in der Mitte mit einem Papiertransportweg 35 von der fünften Kassette 31 verbunden, und er steht mit dem Papiertransportweg 36 in Verbindung, der seinerseits mit dem Papiertransportweg 38a und dem Papiertransportweg 37 von der Schale 22 zum Zuführen von Papier von Hand an einem Verbindungspunkt 39 verbunden ist, und er erstreckt sich zwischen der Tonerübertragungseinrichtung und der lichtempfindlichen Trommel 25 des elektrofotografischen Verarbeitungsabschnitts 24 bis zur Bilderzeugungsposition. Der Verbindungspunkt 39 der drei Wege liegt nahe der Bilderzeugungsposition.
Die Laserschreibeinheit 23 erzeugt entsprechend den aus dem Speicher ausgelesenen Bilddaten mittels Laserlicht ein elektrostatisches latentes Bild auf der lichtempfindlichen Trommel 25, das dann mit Toner entwickelt und elektrostatisch übertragen und durch Wärme auf dem von der mehrstufigen Blattzuführeinrichtung 13 zugeführten Papier fixiert wird. Das so bedruckte Papier wird über die Wege 27 und 33 von der Fixiereinrichtung zum Sortierer 14 transportiert, oder es wird über die Wege 27 und 34 und den Weg 38a für weiteres Bedrucken seiner Rückseite transportiert.
24 ist ein Blockdiagramm eines Bildverarbeitungsabschnitts und seiner Steuerschaltungen, wie sie im in 23 dargestellten digitalen Kopiergerät mit Faksimilefunktionen enthalten sind. In 24 ist ein Umsetzverfahren gemäß der Erfindung auf das dargestellte A angewandt, und dort ist ein Bilddaten-Eingabeabschnitt 40 dargestellt, der ein CCD 40a, einen Histogrammverarbeitungsabschnitt 40b und einen Fehlerverteilungs-Verarbeitungsabschnitt 40c aufweist; einen Bilddaten-Verarbeitungsabschnitt 41 mit einem Mehrwerte-Verarbeitungsabschnitt 41a, 41b, einem Verbundverarbeitungsabschnitt 41c, einem Graupegelumsetzungs-Verarbeitungsabschnitt 41d, einem Verarbeitungsabschnitt 41e für variable Vergrößerung, einem Bildverarbeitungsabschnitt 41f, einem Fehlerverteilungs-Verarbeitungsabschnitt 41g und einem Kompressionsverarbeitungsabschnitt 41h; einen Bilddaten-Ausgabeabschnitt 42 mit einem Wiederherstellabschnitt 42a, einem Mehrwerte-Verarbeitungsabschnitt 42b, einem Fehlerverteilungs-Verarbeitungsabschnitt 42c, einem Laserausgangsabschnitt 42d; einen Speicher 43; eine Steuerkonsole 44 mit Steuertasten "Zeichen" 44a, "Fotografie" 44b, "Zeichen/Fotografie" 44c, "Kopierdichte" 45 und "Vergrößerung" 46; und eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 47 zur Bildverarbeitung.
Der im digitalen Kopiergerät 40 enthaltene Bilddaten-Verarbeitungsabschnitt 41 ist mit einem Bilddaten-Eingabeabschnitt 40, einem Bilddaten-Verarbeitungsabschnitt 41, einem Bilddaten-Ausgabeabschnitt 42, einem Speicher 43, z.B. einem Direktzugriffsspeicher, und einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 47 versehen.
Der Bilddaten-Eingabeabschnitt 40 beinhaltet ein CCD 40a, einen Histogramm-Verarbeitungsabschnitt 40b und einen Fehlerverteilungs-Verarbeitungsabschnitt 40c. Der Bilddaten-Eingabeabschnitt 40 ist so konzipiert, dass er über das CCD 19 in 23 eingelesene Bilddaten binarisiert, die Daten durch ein Fehlerverteilungsverfahren verarbeitet, wobei mittels digitaler Werte binarisierter Daten ein Histogramm erstellt wird, und er dann die sich ergebenden Daten im Speicher 43 zwischenspeichert. Im CCD 40a werden Graupegeln der Bilddaten entsprechende analoge elektrische Signale in digitale Signale umgesetzt, die dann der Korrektur einer Modulationsübertragungsfunktion (MTF) und Schwarz/weiß-Korrekturen oder Gammakorrekturen unterzogen werden, um digitale Ausgangssignale mit Graupegeln von 0 bis 256 (8 Bits) zu erzeugen. Die erhaltenen Signale werden an den Histogramm-Verarbeitungsabschnitt 40b übertragen.
Der Histogramm-Verarbeitungsabschnitt 40b empfängt die digitalen Signale und leitet aus diesen durch Aufbauen von Verteilungen von 256 Graupegeln Information zu Tondichten (Graupegelhistogramm) her. Die erhaltenen Histogrammdaten werden (falls erforderlich) an die CPU 47 übertragen, oder sie werden in Form von Pixeldaten an den Fehlerverteilungs-Verarbeitungsabschnitt 40c übertragen, in dem ein digitales Signal mit 8 Bits pro Pixel durch ein als Pseudograupegelverarbeitung bekanntes Fehlerverteilungsverfahren, z.B. dadurch, dass zwangsweise dafür gesorgt wird, dass sich ein Binarisierungsfehler eines Pixels im Binarisierungswert benachbarter Pixel wiederspiegelt, in ein 1-Bit-Signal (Binärziffer) umgesetzt wird. Diese Operation einer Neuverteilung von Pixeln wird notwendigerweise ausgeführt, um örtliche Tonerdichten im Vorlagendokument getreu wiederzugeben.
Der Bilddaten-Verarbeitungsabschnitt 41 beinhaltet die Mehrwerte-Verarbeitungsabschnitte 41a und 41b, den Verbundverarbeitungsabschnitt 41c, den Graupegelumsetzungs-Verarbeitungsabschnitt 41d, den Verarbeitungsabschnitt 41e für variable Vergrößerung, den Bildverarbeitungsabschnitt 41f, den Fehlerverteilungs-Verarbeitungsabschnitt 41g und den Kompressionsverarbeitungsabschnitt 41h. Der Bilddaten-Verarbeitungsabschnitt 41 ist vorhanden, um eingegebene Bilddaten abschließend in gewünschte Daten entsprechend Verarbeitungsmodusanweisungen umzusetzen, wie sie von der Bedienperson über die Steuerkonsole 44 eingegeben werden. Die abschließend verarbeiteten Bilddaten werden in den Speicher 43 eingespeichert. Alle in diesem Abschnitt 41 enthaltenen Verarbeitungsabschnitte arbeiten nach Bedarf.
In den Mehrwerte-Verarbeitungsabschnitten 41a und 41b werden die durch den Fehlerverteilungs-Verarbeitungsabschnitt 40c binarisierten Daten erneut in Daten von 256 Graupegeln umgesetzt. Der Verbundverarbeitungsabschnitt 41c führt pixelweise logische Operationen aus, wobei er selektiv logische Sum men bildet (oder), logische Produkte bildet (und) oder Exklusiv-oder-Operationen an im Speicher 43 gespeicherten Bilddaten oder Bitdaten von einem Mustergenerator ausführt.
Der dichte Umsetzungs-Verarbeitungsabschnitt 41d bestimmt das gewünschte Verhältnis des Ausgangsgraupegels relativ zu einem Eingangsgraupegel auf Grundlage einer Graupegel-Umsetztabelle entsprechend einer Anweisung, wie sie mittels der Taste "Kopierdichte" 45 auf der Steuerkonsole 44 eingegeben wird.
Der Verarbeitungsabschnitt 41e für variable Vergrößerung empfängt eine mittels der Taste "Vergrößerung" 46 auf der Steuerkonsole 44 eingegebene Vergrößerungsanweisung, er bestimmt Pixeldaten (Graupegelwert) jedes Objektbildelements nach einer Vergrößerung mittels einer Interpolationsverarbeitung unter Verwendung bekannter Eingangsdaten, und er ändert die Vergrößerung des Bilds zunächst in der vertikalen Abtast(Zuführ)richtung und dann in der horizontalen Abtast(Verarbeitungs)richtung.
Der Bildverarbeitungsabschnitt 41f kann an den eingegebenen Pixeldaten eine Anzahl von Bildverarbeitungsoperationen ausführen und Information zu einer Datenanordnung sammeln, z.B. Merkmalsentnahme usw. ausführen. Der Fehlerverteilungs-Verarbeitungsabschnitt 41g führt einen Verarbeitungsvorgang ähnlich dem des Fehlerverteilungs-Verarbeitungsabschnitts 40c des Bilddaten-Eingabeabschnitts 40 aus. Der Kompressionsverarbeitungsabschnitt 41h komprimiert Binärdaten durch Lauflängencodierung.
Der Bilddaten-Ausgabeabschnitt 42 beinhaltet den Wiederherstellabschnitt 42a, den Mehrwerte-Verarbeitungsabschnitt 42b, den Fehlerverteilungs-Verarbeitungsabschnitt 42c und den Laserausgangsabschnitt 42d.
Ein Umsetzsystem für druckbare Daten in der Graupegel-Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung wird zwischen dem Fehlerverteilungs-Verarbeitungsabschnitt 42c und dem Laserausgangsabschnitt 42d angewandt.
Der Bilddaten-Ausgabeabschnitt 42 ist dazu konzipiert, die in komprimiertem Zustand im Speicher 43 abgespeicherten Bilddaten wiederherzustellen, sie in Bilddaten von 256 Graupegeln umzusetzen, Fehler der Vier-Werte-Daten zu verteilen, um eine gleichmäßigere Graupegelwiedergabe im Vergleich mit einer Glättung mit Zwei-Werte-Daten zu erzielen, und dann die verarbeiteten Daten an den Laserausgangsabschnitt 42d zu übertragen. Der Wiederherstell abschnitt 42a dient zum Wiederherstellen der durch den Kompressionsverarbeitungsabschnitt 41h komprimierten Bilddaten.
Der Mehrwerte-Verarbeitungsabschnitt 42b führt Operationen ähnlich denen der Mehrwerte-Verarbeitungsabschnitte 41a, 41b des Bilddaten-Verarbeitungsabschnitts 41 aus. Der Fehlerverteilungs-Verarbeitungsabschnitt 42c führt Operationen ähnlich denen des Fehlerverteilungs-Verarbeitungsabschnitts 40c des Bilddaten-Eingabeabschnitts aus. Der Laserausgangsabschnitt 42d schaltet Laserlicht entsprechend Steuersignalen von der Steuerungs-CPU ein und aus, um die digitalen Bilddaten zu repräsentieren.
Obwohl die durch den Bilddaten-Eingabeabschnitt 40 und den Bilddaten-Ausgabeabschnitt 42 zu verarbeitenden Bilddaten im Allgemeinen in binärer Form im Speicher 43 gespeichert werden, der geschütztes Speichervermögen aufweisen kann, ist es auch möglich, die Bilddaten im Vier-Werte-Zustand zu verarbeiten, um eine mögliche Beeinträchtigung der Daten zu vermeiden.
25 ist eine Draufsicht, die einer Beispiel einer Steuerkonsole des in 23 dargestellten digitalen Kopiergeräts 10 zeigt. Ein Anzeigeabschnitt 50a und eine Modusauswähltaste 50c sind in der Mitte bzw. am rechten Ende der Steuerkonsole 50 angeordnet.
Der Anzeigeabschnitt 50a kann aus einem Punktmatrix-LCD und einem transparenten Fingertablett bestehen.
26 veranschaulicht ein Beispiel des Anzeigeabschnitts 50a der Steuerkonsole von 25. In 26 existieren Einstellmittel "Vergrößerung" 51, "Papiergröße" 52, "Kopierdichte" 53, "Kopienanzahl" 54, "Sortierer" 55 und "Hinzufügefunktion" 56 vom Fingertabletttyp. Wenn das Einstellmittel "Hinzufügefunktion" 56 berührt wird, leuchtet ein Hinweismittel "Modusvoreinstellung zulässig" 58 auf, und es erscheint ein Hinweismittel "Modus A (Foto)" 57a oder "Modus B (Zeichen)" 57b, um den ausgewählten Modus zu repräsentieren.
Die Moduseinstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auf dem Anzeigeabschnitt 50a der Steuerkonsole von 26 auf die o.g. Weise ausgeführt.
Die folgende Beschreibung betrifft einen anderen Aufbau und Funktionen eines Bildverarbeitungsabschnitts und zugehöriger Steuerschaltungen, die im digitalen Kopiergerät vorhanden sind.
27 ist ein anderes Blockdiagramm des Bildverarbeitungsabschnitts und seiner Steuerschaltungen im in 23 dargestellten digitalen Kopiergerät.
Die im digitalen Kopiergerät 10 enthaltene Bilddaten-Verarbeitungseinheit ist mit einem Bilddaten-Eingabeabschnitt 60, einem Bilddaten-Verarbeitungsabschnitt 61, einem Bilddaten-Ausgabeabschnitt 62, einem Speicher 63, z.B. einem Direktzugriffsspeicher, und einer CPU (Steuerungsverarbeitungseinheit) 64 versehen.
Der Bilddaten-Eingabeabschnitt 60 beinhaltet ein CCD 60a, einen Histogramm-Verarbeitungsabschnitt 60b und einen Fehlerverteilungsabschnitt 60c. Der Bilddaten-Eingabeabschnitt 60 ist so konzipiert, dass er mittels des CCD 19 in 23 eingelesene Bilddaten binarisiert, die Daten durch ein Fehlerverteilungsverfahren verarbeitet, mittels digitaler Werte der binarisierten Daten ein Histogramm erzeugt und dann die sich ergebenden Daten im Speicher 63 zwischenspeichert.
Im CCD 60a werden den Graupegeln der Bilddaten entsprechende analoge elektrische Signale in digitale Signale umgesetzt, die dann einer Korrektur durch die Modulationsübertragungsfunktion (MTF) und einer Schwarz/weiß-Korrektur oder einer Gammakorrektur unterzogen werden, um digitale Ausgangssignale mit Tondichten von 0 bis 256 (8 Bit) zu erzeugen. Die erhaltenen Signale werden an den Histogrammverarbeitungsabschnitt 60b übertragen.
Der Histogrammverarbeitungsabschnitt 60b empfängt die digitalen Signale und leitet aus diesen durch Aufbauen von Verteilungen von 256 Graupegeln Information zu Tondichten her (Graupegelhistogramm). Die erhaltenen Histogrammdaten werden nach Bedarf an die CPU 64 geliefert, oder sie werden in Form von Pixeldaten an den Fehlerverteilungs-Verarbeitungsabschnitt 60c geliefert, in dem durch ein als Pseudograupegelverarbeitung bekanntes Fehlerverteilungsverfahren, z.B. dadurch, dass zwangsweise dafür gesorgt wird, dass ein Binarisierungsfehler eines Pixels in der Binarisierungsbewertung benachbarter Pixel wiedergespiegelt wird, ein digitales Signal mit 8 Bits pro Pixel in ein Zwei-Bit-Signal (8-stellig) umgesetzt wird. Dieser Vorgang einer Neuverteilung von Pixeln wird notwendigerweise ausgeführt, um örtliche Tondichten im Vorlagendokument getreu wiederzugeben.
Der Bilddaten-Verarbeitungsabschnitt 61 beinhaltet mehr Werte-Verarbeitungsabschnitte 61a und 61b, einen Graupegel-Umsetzabschnitt 61c, einen Verarbeitungsabschnitt 61d für variable Vergrößerung 1/8, einen Bildverarbeitungsabschnitt 61e, einen Verarbeitungsabschnitt 61f für variable Vergrößerung, einen Graupegel-Umsetzabschnitt 61g, einen Fehlerverteilungs-und -Verarbeitungsabschnitt 61h und einen Kompressionsverarbeitungsabschnitt 61i.
Der Bilddatenverarbeitungsabschnitt 61 ist vorhanden, um die eingegebenen Bilddaten abschließend entsprechend den von der Bedienperson eingegebenen Verarbeitungsmodusanweisungen in die gewünschten Bilddaten umzusetzen. Die abschließend verarbeiteten Bilddaten werden in den Speicher 63 eingespeichert. Alle in diesem Abschnitt 61 enthaltenen Verarbeitungsabschnitte arbeiten nach Bedarf. Sie müssen nicht immer arbeiten, wie erwünscht.
In den Mehrwerte-Verarbeitungsabschnitten 61a und 61b werden die durch den Fehlerverteilungs- und -Verarbeitungsabschnitt 60a in vier Ziffern umgesetzten Daten erneut in Daten mit 256 Graupegeln umgesetzt.
Der Bildverarbeitungsabschnitt 61e kann an den eingegebenen Pixeldaten eine Anzahl von Bildverarbeitungsvorgängen ausführen, und er sammelt Information in einer Anordnung von Daten, z.B. betreffend Merkmalsentnahme usw.
Der Verarbeitungsabschnitt 61f für variable Vergrößerung empfängt eine Vergrößerungsanweisung, er bestimmt die Pixeldaten (Graupegelwert) jedes Objektbildelements nach der Vergrößerung mittels eines Interpolationsprozesses unter Verwendung der bekannten Eingangsdaten, und er ändert die Vergrößerung des Bilds zunächst in der vertikalen Abtast(Zuführ)richtung und dann in der horizontalen Abtast(Verarbeitungs)richtung.
Der Graupegel-Umsetzabschnitt 61g bestimmt das gewünschte Verhältnis des Ausgangsgraupegels in Bezug auf den Eingangsgraupegel auf Grundlage einer Graupegel-Umsetzungstabelle.
Der Fehlerverteilungs-Verarbeitungsabschnitt 61h führt einen Verarbeitungsvorgang ähnlich demjenigen des Fehlerverteilungs-Verarbeitungsabschnitts 60c im Bilddaten-Eingabeabschnitt 60 aus.
Der Kompressionsverarbeitungsabschnitt 61i komprimiert Binärdaten durch Lauflängencodierung.
Der Bilddaten-Ausgabeabschnitt 62 beinhaltet den Wiederherstellabschnitt 62a und den Laserausgangsabschnitt 62b.
Der Bilddaten-Ausgabeabschnitt 62 ist dazu konzipiert, die in komprimiertem Zustand im Speicher 63 gespeicherten Bilddaten wieder herzustellen, sie in Bilddaten von 256 Graupegeln umzusetzen, Fehler von Vier-Werte-Daten zu verteilen, um eine gleichmäßigere Graupegelwiedergabe im Vergleich zu einem Glättungsverfahren mit Zwei-Werte-Daten zu erzielen, und um dann die verarbeiteten Daten an den Laserausgangsabschnitt 62b zu übertragen. Der Wiederherstellabschnitt 62a dient zum Wiederherstellen der durch den Kompressionsverarbeitungsabschnitt 61i komprimierten Bilddaten.
Der Laserausgangsabschnitt 62b schaltet das Laserlicht entsprechend Steuersignalen von der Steuerungs-CPU ein und aus, um die digitalen Bilddaten zu repräsentieren.
Ein in der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsvorrichtung verwendetes Graupegel-Bildverarbeitungsverfahren wird wie folgt beschrieben.
An der Vorlagenkopie reflektiertes Licht erzeugt in einem ladungsgekoppelten Bauteil (CCD) ein Bild, das durch dieses in analoge Form umgesetzt wird. Diese analogen Signale werden durch einen A/D-Wandler in digitale Informationssignale umgesetzt, aus denen Vorlagebilddaten entnommen werden. Die entnommenen Bilddaten beinhalten Pixel mit jeweils einem Graupegel im Bereich von z.B. 0 (weiß) bis 255 (schwarz). Dies bedeutet, dass ein Strom von 8 Bits dazu erforderlich ist, jedes Pixel zu repräsentieren. Das Aufzeichnen eines gesamten Bilds benötigt eine sehr große Speichermenge. Außerdem ist es zum Drucken der Bilddaten erforderlich, eine Bildaufzeichnungsvorrichtung zu verwenden, die ein Bild mit Graupegeln, die von 0 bis 255 variieren, ausdrucken kann. Daher wird durch die Erfindung eine Graupegel-Bildaufzeichnungsschaltung geschaffen, die dazu in der Lage ist, die Informationsmenge pro Pixel zu verringern und die Anzahl der Graupegel in dem Ausmaß zu verringern, das bei Druckern allgemein verfügbar ist, die über geringes Speichervermögen verfügen, wobei relativ wenig Leistung erforderlich ist, um Graustufen eines Bilds wiederzugeben.
Es sei angenommen, dass der Verarbeitungsablauf mit dem Lesen von Bilddaten mit Pixeln mit Graupegeln von 0 bis 255 beginnt und dass dann die Daten in niedrige Werte quantisiert werden, die den Graupegeln von 0 bis 255 entsprechen. Ein Verfahren für Einstellungen zur Datenquantisierung wird wie folgt beschrieben.
Die 28A, 28B zeigen ein Beispiel von Quantisierungswerten und Schwellenwerten zum Wiedergeben von Graupegeln der Bilddaten im Modus B (Zeichenbild) (28A) und im Modus A (Fotobild) (28B).
Als Erstes werden, im Modus B in 28A, bestimmte konstante Schwellenwerte t1, t2, t3 definiert, und dann werden Quantisierungswerte A, B, C und D entsprechend den folgenden Unterscheidungsgleichungen (8) bestimmt, wobei f einen Eingangsdatenwert bezeichnet:
In ähnlicher Weise werden im Modus A gemäß 28B Schwellenwerte t'1, t'2, t'3 definiert, und dann werden Quantisierungswerte A', B', C' und D' entsprechend den obigen Unterscheidungsgleichungen (8) bestimmt.
Der Modus B gemäß 28A wird zum Kopieren eines Binärbilds verwendet, das ursprünglich Zeichen und dergleichen enthält. Die Quantisierungswerte A, B, C, D und die Schwellenwerte t1, t2, t3 werden mit im Wesentlichen gleichen Intervallen aus einer Pixelgradationskurve ausgewählt. Andererseits werden im Modus A gemäß 28B die Quantisierungswerte A', B', C', D' und die Schwellenwerte t'1, t'2, t'3 so ausgewählt, dass die Quantisierungswerte proportional zu den Graupegeln des Bilds sein können, um eine getreuere Wiedergabe der Vorlagenkopie zu erzielen. Z.B. werden im Modus A Schwellenwerte t'1 = 224, t'2 = 161, t'3 = 64 ausgewählt, und im Modus B werden Schwellenwerte t1 = 212, t2 = 128, t3 = 42 ausgewählt, und im Modus A werden Quantisierungswerte A' = 255, B' = 192, C' = 128, D' = 0 ausgewählt, und im Modus B werden A = 255, B = 170, C = 85, D = 0 angewandt.
Die 29A, 29B zeigen Gradationsdiagramme für die Kopiermodi A (Diagramm b) und B (Diagramm a). In den 29A, 29B entsprechen die Quantisierungswerte D und D' einem weißen Bild (0) und die Quantisierungswerte A und A' entsprechen einem schwarzen Bild (255).
Die 30A, 30B zeigen Variationen der in den 29A, 29B dargestellten Gradationsdiagramme sowie Charakteristikkurven zur Tondichte. 30A zeigt die im Modus B erhaltene Kurve, und 30B zeigt die im Mo dus A erhaltene Kurve. In jedem Diagramm ist die Tondichte (ID) entlang der Ordinate aufgetragen, und der Quantisierungswert ist entlang der Abszisse aufgetragen. Während die 30B für den Modus A eine lineare Änderung der Tondichtekurve abhängig von einer Änderung der Gradation zeigt, zeigt die 30A für den Modus B eine Sättigung der Kurve bei einem Anstieg des Graupegels. Diese Kurven wurden durch Messen der Tondichten gedruckter Bilder unter Verwendung eines Macbeth-Densitometers erhalten. In diesen Fällen wurden Eingangsdaten, die Pixel mit jeweils einem Graupegel im Bereich von 0 bis 255 enthielten, hinsichtlich Graupegeln verarbeitet und dann ausgedruckt. Z.B. kann im Fall eines Eingabebilds mit dem Graupegel 100 die Druckdichte ID desselben an einem Punkt auf der Abszisse aufgefunden werden, der dem Punkt 100 auf der Ordinate entspricht.
Die 31A, 31B, 31C, 31D sind eine Ansicht zum Erläutern eines Beispiels einer Graupegel-Bildverarbeitung gemäß der Erfindung, wenn die Tondichten eingegebener Signale in den Kopiermodi A und B geändert werden. In den 31A, 31B, 31C, 31D werden dieselben Bilder, die in 10×10 Punkte (Pixel) eingegebener Graupegel von 100 oder 200 unterteilt werden, dadurch quantisiert, dass im Modus A (28B) bzw. im Modus B (28A) definierte Quantisierungswerte und Schwellenwerte angewandt werden. Im Fall eines Eingabebilds mit niedrigem Graupegel von 100 wird die Gradation von Punkten im mittleren Abschnitt durch 0, 1 und 2 ausgedrückt, und es zeigt sich in beiden Modi A und B eine große Änderung. Im Fall eines Eingabebilds mit hohen Graupegeln von 200 wird die Gradation von Punkten im mittleren Abschnitt durch 2 und 3 ausgedrückt und zeigt eine kleine Änderung.
Jedoch kann nicht jedes beliebige Bild, das nur quantisiert wird, die Tondichte der Vorlage in kleinen örtlichen Gebieten desselben getreu wiedergeben, und es kann an einem allmählichen Übergang von einer Stufe zur anderen fehlen. Um dies zu beseitigen, wird die Differenz zwischen den Tondichten eines Bilds und einer Vorlagenkopie, die durch den Quantisierungsprozess hervorgerufen wird, als Quantisierungsfehler gemessen, der so bearbeitet wird, dass sich eine Auswirkung auf die Graupegel von Pixeln um ein Betrachtetes herum innerhalb eines Bilds zeigt. Das Prinzip dieser Verarbeitung wird wie folgt beschrieben.
Im Fall von Pixeln mit niedrigem Graupegel werden die Schritte 1 und 2 gesondert ausgeführt.
32 zeigt ein verfahren des Schritts 1 zum Verteilen eines Quantisie rungsfehlers ε eines betrachteten Pixels auf umgebende Pixel. Der Schritt erfasst den Fehler ε an einem betrachteten Pixel E in einer Linie i+1 und verteilt ihn mit spezifiziertem Verhältnis auf Pixel A (oben links), B (unmittelbar darüber) und C (oben rechts) in der Linie i über der Linie i+1 sowie ein links liegendes Pixel D, das unmittelbar vor dem betrachteten Pixel E auf der Linie i+1 abgetastet wird. Bei Abschluss der Fehlerverteilungsvorgänge von allen betrachteten Pixeln auf der Linie i+1 an alle Pixel auf der Linie i führt der Schritt 2 die Verarbeitung zur Linie i und verteilt den Fehler jedes betrachteten Pixels auf Pixel auf der Linie i+1. Der Ablauf im Schritt 2 ist der Folgende.
33 zeigt ein Verfahren des Schritts 2 zum Verteilen eines Quantisierungsfehlers ε eines betrachteten Pixels auf umgebende Pixel.
Der Schritt 2 verteilt einen für ein betrachtetes Pixel B auf der Linie i definierten Fehler ε' mit spezifiziertem Verhältnis auf Pixel D (unten links), E (unmittelbar darunter) und F (unten rechts) in der Linie i+1 unter der Linie i sowie auf ein Pixel C, das rechts liegt und unmittelbar nach dem betrachteten Pixel B in der Linie i abgetastet wird. Der Schritt 2 wird sukzessive für alle betrachteten Pixel in derselben Linie ausgeführt. So umquantisierte Werte werden als abschließend angesehen. Der durch Berechnung ermittelte Restfehler wird einem der Pixel C, D, E und F zugeordnet, wobei eine Spezifizierung unter Verwendung einer Zufallszahl erfolgt.
Der Schritt 1 wird auf ähnliche Weise wie oben angegeben für die Linie i+2 ausgeführt, und dann wird der Schritt 2 ausgeführt. Diese Schritte werden wiederholt, bis der letzte Datenwert eines Bilds verarbeitet ist.
Eine Graupegel-Bildverarbeitungseinrichtung, die die o.g. Fehlerverteilungsvorgänge der Schritte 1 und 2 ausführt, wird wie folgt beschrieben.
34 ist ein Blockdiagramm einer Graupegel-Bildverarbeitungsschaltung, die in einer erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsvorrichtung verwendet wird. In 34 sind eine Graupegel-Bildverarbeitungsschaltung 71, ein Prozessor 72 für den 1. Schritt, ein Prozessor 73 für den 2. Schritt, ein Fehlerpuffer 74, Addierer 75, 76, 77, 78, eine Eingabeeinheit 79a und eine Ausgabeeinheit 79b dargestellt. Entsprechend einem Modusauswählsignal "Modus A" 57a oder "Modus B" 57b auf der Steuerkonsole 50 stellt eine Zentralprozessoreinheit (CPU) 64 für den ausgewählten Modus geeignete Quantisierungswerte und Schwellenwerte im Prozessor 72 für den 1. Schritt ein. Über die Ein gabeeinheit 79a werden Eingangsdaten mit Graupegeln von z.B. 0 bis 255 (8 Bits pro Pixel) in den Prozessor 72 für den 1. Schritt eingegeben, in dem der Graupegel jedes Pixels quantisiert wird, und dann wird gleichzeitig ein Fehler ε der Quantisierungsdaten durch Vergleichen der Daten mit den Eingangsdaten bestimmt. Der Fehler ε wird durch den Prozessor 72 für den 1. Schritt auf die o.g. Weise (Schritt 1) verteilt.
Die 35A, 35B bilden eine Ansicht zum Erläutern der Verteilung eines Quantisierungsfehlers "E" durch den Prozessor 72 für den 1. Schritt. 35A zeigt ein Eingangssignal und ein Ausgangssignal des Prozessors 72 für den 1. Schritt. 35B zeigt, wie ein Fehler zwischen Pixeln verteilt wird. Die Eingangsdaten von der Eingabeeinheit 79a (34) gelangen in den Prozessor 72 für den 1. Schritt (35), der die Operationen des Schritts 1 ausführt, wie in 35(b) dargestellt, um die Pixel in der dargestellten Richtung (von links nach rechts) umzuquantisieren. Der Quantisierungsfehler ε eines betrachteten Pixels in der Linie i+1 wird an Pixel a (oben links), b (unmittelbar darüber) und c (oben rechts) in der Linie i sowie ein Pixel d in der Linie i+1 verteilt. Den Pixeln a, b, c in der Linie i+1 in der Abtastrichtung zugeordnete Fehlerwerte werden anschließend jeweils durch Addierschaltungen 75, 76 und 77 addiert, um zur weiteren Verarbeitung an den Prozessor 73 für den 2. Schritt geliefert zu werden. Ein dem Pixel d zugewiesener Fehler wird mittels einer Addierschaltung 78 im Fehlerpuffer 74 hinzugefügt.
Die 36A, 36B sind eine Ansicht zum Erläutern der Verteilung eines Quantisierungsfehlers ε im Schritt 2. 36A zeigt ein Eingangssignal und ein Ausgangssignal des Prozessors 72 für den 1. Schritt. 36B zeigt, wie ein Fehler zwischen Pixeln verteilt wird. Wie es in 34 dargestellt ist, erzeugt der Prozessor 73 an der Ausgabeeinheit 79b einen hinsichtlich Quantisierungsfehlern korrigierten Bilddatenwert. Der Prozessor 73 für den 2. Schritt führt die Operationen des Schritts 2 aus, wie in 36B dargestellt, um die Pixel umzuquantisieren. Der Quantisierungsfehler ε' eines betrachteten Pixels in der Linie i wird auf Pixel e (unten links), f (unmittelbar darunter) und g (unten rechts) in der Linie i+1 und auf ein anschließend abgetastetes Pixel h in der Linie i+1 verteilt. Den Pixeln e, f, g in der Linie i+1 in der Abtastrichtung zugewiesene Fehlerwerte werden anschließend mittels der Addierschaltung 78 im Fehlerpuffer 74 hinzugefügt, und ein dem Pixel h in der Linie i zugewiesener Fehlerwert wird mittels der Addierschaltung 77 zum Prozessor für den 2. Schritt hinzugefügt.
37 ist eine Ansicht zum Erläutern einer Graupegel-Bildverarbeitung. Es ist ein Ablauf von Operationen durch den Prozessor 72 für den 1. Schritt und den Prozessor 73 für den 2. Schritt an betrachteten Pixeln, die aufeinanderfolgend in der Zahlenreihenfolge bis zum letzten Objektpixel ausgewählt werden, dargestellt. Ein Fehler des betrachteten Pixels n (mit P2 bezeichnet), das aktuell in der Linie i+1 verarbeitet wird, wird als Pixel 1 (oben links), 2 (unmittelbar darüber) und 3 (oben rechts) in der Linie i und das Pixel n–1 unmittelbar davor in der Linie i+1 verteilt, und die den Pixeln 1, 2 und 3 zugewiesenen Fehlerwerte werden anschließend für den Prozessor 73 für den 2. Schritt addiert, und der dem Pixel n–1 zugewiesene Fehlerwert wird über die Addierschaltung 78 für den Fehlerpuffer 74 addiert. Dann überträgt der Fehlerpuffer 74 einen Fehlerwert, der dem des Pixels 3 (oben rechts) entspricht über die Addierschaltung 77 zur Korrektur an das Pixel 3. In ähnlicher Weise liefert der Prozessor 73 für den 2. Schritt schließlich den Fehlerwert für das Pixel n–2 an den Fehlerpuffer 74, nachdem eine Verteilung des Fehlers eines betrachteten, mit P1 bezeichneten Pixels 1 erfolgte. So wird das Objekt Pixel durch die Wechselwirkungen des Prozessor 72 für den 1. Schritt und des Fehlerpuffers 74 vom zuletzt verarbeiteten betrachteten Pixel in der Zahlenreihenfolge auf das nächste umgeschaltet, um fortlaufende Verarbeitung von Graupegeln eines gesamten Bilds zu realisieren.
Die folgende Beschreibung beschäftigt sich damit, wie Schwellenwerte zu ändern sind, wenn sich eine Umgebungsbedingung ändert.
Ein praxisgerechtes Beispiel für eine Änderung einer Umgebungsbedingung ist eine Änderung der Leuchtstärke einer Beleuchtungslichtquelle. Die Leuchtstärke einer Beleuchtungslichtquelle ändert sich im Verlauf ihres Betriebs, was eine Änderung der Graupegel der von einer Vorlagenkopie abgetasteten Bilddaten hervorruft. Daher ist es im Fall einer Helligkeitsänderung bei der Belichtung wünschenswert, die Quantisierungswerte und die Schwellenwerte zu ändern, um sicherzustellen, dass das Bild geeignete Graupegel aufweist.
38 zeigt, wie ein Dokument in einem Kopiergerät belichtet wird. Beim Bildabtasten läuft eine eine Belichtungslampe enthaltende Lampe-Reflektor-Anordnung 18 entlang der Unterseite der transparenten Glasplatte 15, wobei dafür gesorgt wird, dass ein datumsgekoppeltes Bauteil (CCD) 19 ein auf die Oberseite der Glasplatte aufgelegtes Vorlagendokument und gleichzeitig ein weißes Bezugsdokument 80 liest, das in einem Endabschnitt der transparenten Glasplatte 15 positioniert ist. Dieses weiße Bezugsdokument wird jedesmal gemeinsam mit der zu druckenden Vorlage abgetastet. Die abgetasteten Weißbilddaten dienen als Bezugsdaten für weiß. Jedoch können sich die Bezugsdaten für weiß ändern, wenn sich die Leuchtstärke des Belichtungslichts ändert.
39 zeigt ein Beispiel für die Änderung der Bezugsdaten (weißes Bild) im Verlauf der Zeit. Dieses Bezugsweiß kann eine zeitliche Änderung beim Betrieb der Belichtungslampe aufweisen. Die Erfindung schlägt vor, eine derartige Änderung des Bezugsweiß zu erfassen und in der Graupegel-Bildverarbeitungsschaltung eingestellte Quantisierungswerte und Schwellenwerte zu ändern. Kurz gesagt, wird das weiße Bezugsbild vor dem Abtasten des Originals abgetastet. Der sich ergebende Datenwert "a1" wird durch die CPU 64 des Bilddaten-Verarbeitungsabschnitts 61 (27) mit dem gespeicherten Bezugsdatenwert "a" für weiß verglichen, um die Differenz "g" zu erhalten, gemäß der neue Quantisierungswerte und Schwellenwerte für den Gebrauch definiert werden.
40 ist eine Ansicht zum Erläutern, wie Quantisierungswerte und Schwellenwerte rückgesetzt werden. Die o.g. Differenz "g" wird gemäß der folgenden Gleichung (9) ermittelt: al – a = g (9)
Wenn der Differenzwert "g" größer als eine durch eine Grenze des Fehlers bestimmte konstante K1 ist, sollen Quantisierungswerte B und C durch den Wert "g" in der positiven (+) Richtung geändert werden, und dann sollen die Schwellenwerte t1, t2, t3 um die Hälfte des Werts "g" (g/2) in der positiven Richtung geändert werden. Wenn der Wert "g" kleiner als eine Konstante-K1 ist, sollen die Quantisierungswerte und die Schwellenwerte um die o.g. Werte in der negativen (-) Richtung geändert werden.
41 ist ein Flussdiagramm zum Ändern von Quantisierungswerten und Schwellenwerten gemäß der Erfindung, wenn der Bezugswert für weiß unter dem Einfluss der Umgebung eine Änderung erfährt. Der Ablauf ist der Folgende:

– Schritt 1: Wenn ein Bild abgetastet wird, wird auch das Bezugsdokument (weiß) gelesen, und es wird der Bezugsdatenwert "a1" abgespeichert.
– Schritt 2: Der Bezugsdatenwert "a1" wird mit dem anfangs eingelesenen und abgespeicherten Bezugsdatenwert "a" verglichen.
– Schritt 3: Der Absolutwert der Differenz "g" zwischen den zwei Bezugsda tenwerten "a1" und "a" wird mit einem Fehlergrenzwert K1 verglichen.
– Schritt 4: Wenn die Differenz "g" größer als die Konstante K1 ist, wird jeder Quantisierungswert um den Wert "g" korrigiert, und jeder Schwellenwert wird um den Wert "g/2" in der positiven (+) Richtung korrigiert. Wenn der Wert "g" kleiner als eine Konstante –K1 ist, werden sowohl der Quantisierungswert als auch der Schwellenwert in der negativen Richtung "–" korrigiert.
– Schritt 5: Wenn der Absolutwert des Fehlers "g" kleiner als die Konstante K1 ist und die Korrektur im Schritt 4 abgeschlossen ist, wird die Verarbeitung von Graupegeln eines Bilds entsprechend den korrigierten Werten ausgeführt.

Dieselben Schritte können für die nächste Vorlagenkopie nach Abschluss der o.g. Vorgänge ausgeführt werden.
Wie oben beschrieben, ist durch die Erfindung ein Graupegel-Bildprozessor geschaffen, der Quantisierungswerte und Schwellenwerte abhängig von Arten zu verarbeitender Vorlagenbilder ändern kann und der eine Änderung der Bezugsdaten durch die Auswirkung einer Änderung der Umgebungsbedingungen erfassen kann und Quantisierungswerte und Schwellenwerte korrigieren kann, um dadurch verbesserte und stabilisierte Qualität von Bildern zu erzielen, ohne durch eine Änderung der Umgebungsbedingungen beeinflusst zu sein.
Jedoch besteht immer noch ein Problem dahingehend, dass z.B. jedes Kopiergerät seine Eigenschaften während langer Betriebsdauer oder wegen Alterung selbst bei konstanten Umgebungsbedingungen ändern kann. Z.B. kann es im Kopiergerät durch die Wirkung von Umgebungsbedingungen (z.B. Temperaturänderung oder Beeinträchtigung des Entwicklers) zu Schleierbildung kommen, und dies kann auch wegen Abnutzung der lichtempfindlichen Schicht der lichtempfindlichen Trommel auftreten: In diesem Fall fällt die Ladespannung und es fällt die Differenz zwischen der Ladespannung und der Vorspannung zur Tonerbildentwicklung, was zu einer Schleierbildung im gedruckten Bild mit niedrigem Graupegel führt. Durch die Erfindung ist auch eine Einrichtung zum Erzielen stabiler Qualität gedruckter Kopien selbst im o.g. Fall geschaffen.
Die 42 und 43 sind Flussdiagramme zum Erläutern eines anderen Beispiels einer erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsvorrichtung. Die zwei Flussdiagramme der 42 und 43 sind an einem Punkt A verbunden. Unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme werden nachfolgend Vorgänge im Bildpro zessor erläutert. Ein Kopiergerät, in dem der Bildprozessor arbeitet, ist vom digitalen Typ mit einer lichtempfindlichen Trommel, deren Ladungspolarität dieselbe ist, die der geladene Toner aufweist. Das Flussdiagramm beschreibt den Betrieb des Bildprozessors nachdem die Prozesssteuerung des Kopiergeräts begonnen hat.
Um das Auftreten von Schleierbildung bei niedrigen Tondichten eines Bilds zur Bildverarbeitung zu verhindern, beinhaltet die erfindungsgemäße Bildverarbeitungsvorrichtung eine Steuereinrichtung einer ersten Stufe zum Bestimmen der Potenzialdifferenz zwischen einer Ladespannung und einer Vorspannung zur Tonerbildentwicklung, bei der keine Schleierbildung entstehen kann, eine Steuereinrichtung einer zweiten Stufe zum Erhöhen der Absolutwerte der Ladespannung und der Vorspannung, wobei eine konstante Potenzialdifferenz aufrechterhalten wird, und eine Steuereinrichtung einer dritten Stufe zum Einstellen mindestens zweier Schwellenwerte und Quantisierungswerte für den Bildgraupegel.
Steuereinrichtung der ersten Stufe:

– Schritt 1: Ein Tonerbild "a", das Bezugsgraupegeldaten enthält, wird auf einer lichtempfindlichen Trommel 25 erzeugt, um Schleierbildung bei niedriger Dichte zu prüfen und zu steuern.
– Schritt 2: Ein Reflektionsfaktor, der eine Funktion der Tondichte des Tonerbilds "a" ist, wird unter Verwendung einer optischen Leseeinrichtung 25a gemessen.
– Schritt 3: Es wird beurteilt, ob das Niveau von Schleierbildung bei niedriger Dichte (d.h. Basisschleierbildung) zulässig ist oder nicht.
– Schritt 4: Wenn das Schleierbildungsniveau nicht zulässig ist, wird die Ladespannung erhöht. Die Schleierbildung nimmt ab, da die Vorspannung zur Tonerbildentwicklung festgelegt ist.
– Schritt 5: Wenn das Schleierbildungsniveau zulässig ist, wird in diesem Schritt die Potenzialdifferenz zwischen der Lade(Gitter)spannung und der Vorspannung zur Entwicklung bestimmt.

Steuereinrichtung der zweiten Stufe: Die folgenden Vorgänge werden anschließend an den Vorgang des Schritts 5 ausgeführt:

– Schritt 6: Ein Tonerbild "b", das ein massiv schwarzes Niveau repräsentiert, wird auf einer lichtempfindlichen Trommel 25 erzeugt.
– Schritt 7: Die Tondichte des Tonerbilds "b" wird unter Verwendung der optischen Leseeinrichtung 100 gemessen.
– Schritt 8: Es wird beurteilt, ob das Niveau hoher Tondichte, d.h. der Schwarzpegel, zulässig oder nicht.
– Schritt 9: Wenn der Schwarzpegel nicht zulässig ist (d.h., schwarz wird nicht als schwarz wiedergegeben), werden die Absolutwerte der Ladespannung und der Vorspannung unter der Bedingung erhöht, dass die Potenzialdifferenz zwischen den beiden Spannungen auf einem festen Wert gehalten wird, der durch die Steuereinrichtung der ersten Stufe bestimmt wurde. Der Schwarzpegel steigt an, da der lichtempfindliche Körper leichter Toner anziehen kann, wenn die Differenz zwischen dem Potenzial in seinem Laserlicht ausgesetzten hellen Teil und dem Entwicklungsvorpotenzial zunimmt.

In diesem Fall ist es erforderlich, die Absolutwerte sowohl der Ladespannung als auch der Vorspannung zu erhöhen, ohne die Potenzialdifferenz zwischen ihnen zu ändern, da nur ein Erhöhen der Vorspannung zu einem Wiederauftreten von Schleierbildung führt. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis das schwarze Bild ein zulässiges Niveau erreicht.

– Schritt 10: Wenn das Tonerbild "b" ein zulässiges Dichteniveau erreicht, sind die Absolutwerte der Ladespannung und der Entwicklungsvorspannung bestimmt.

Steuereinrichtung der dritten Stufe:
Die Steuereinrichtungen der ersten und der zweiten Stufe erzielen eine Korrektur der Schleierbildung und von schwarzen Niveaus. Die Steuereinrichtung der dritten Stufe ist dazu vorgesehen, Graupegel eines Bilds einzustellen. Bei herkömmlichen analogen Kopiergeräten erfolgt die Graupegelkontrolle durch Ändern der Leuchtstärke einer Kopierlampe. Dieses Verfahren kann jedoch nur einen Punkt von Graupegeln einstellen. Die Erfindung sorgt für die Möglichkeit der Einstellung mindestens zweier Graupegel eines Graupegelbilds. Das folgende Flussdiagramm beschreibt den Fall der Einstellung von drei Graupegeln:

– Schritt 11: Es werden Graupegel-Tonerbilder c1, c2, c3 gedruckt, die vorab auf einer lichtempfindlichen Trommel 25 hergestellt wurden.
– Schritt 12: Unter Verwendung einer optischen Leseeinrichtung 25a werden drei Graupegel der Tonerbilder c1, c2 und c3 gemessen.
– Schritt 13: Der Graupegel des Tonerbilds c1 wird dahingehend bewertet, ob er zulässig ist oder nicht.
– Schritt 14: Wenn der Graupegel des Tonerbilds c1 nicht zulässig ist, wird ein Schwellenwert t1 eingestellt, bis das Tonerbild c1 den zulässigen Graupegel einnimmt.
– Schritt 15: Nach Abschluss der Graupegeleinstellung für das Tonerbild c1 wird der Graupegel des Tonerbilds c2 dahingehend bewertet, ob er zulässig ist oder nicht.
– Schritt 16: Wenn der Graupegel des Tonerbilds c2 nicht zulässig ist, wird ein Schwellenwert t2 eingestellt, bis das Tonerbild c2 den zulässigen Graupegel einnimmt.
– Schritt 17: Nach Abschluss der Graupegeleinstellung für das Tonerbild c2 wird der Graupegel des Tonerbilds c3 dahingehend bewertet, ob er zulässig ist oder nicht.
– Schritt 18: Wenn der Graupegel des Tonerbilds c3 nicht zulässig ist, wird ein Schwellenwert t3 eingestellt, bis das Tonerbild c3 den zulässigen Graupegel einnimmt. Danach werden die Vorgänge vom Schritt 11 bis zum Schritt 18 erneut wiederholt.
– Schritt 19: Alle Tonerbilder c1, c2, c3 werden dahingehend bewertet, ob sie die zulässigen Pegel einnehmen oder nicht. Falls nicht, werden die Schritte 11–19 erneut wiederholt.
– Schritt 20: Die Prozesssteuerung des Kopiergeräts wird beendet, wenn die Graupegel-Tonerbilder c1, c2 und c3 die zulässigen Graupegel einnehmen.

Wie o.a., werden die Quantisierungswerte und die Schwellenwerte entsprechend den Differenzen zwischen den vorbestimmten Daten spezifizierter Graupegel und den Graupegeldaten geändert, die aus Bezugstonerbildern a, b, c1, c2 und c3 gelesen wurden, die auf der lichtempfindlichen Trommel 25 erzeugt wurden. Im Fall des Graupegel-Bildprozessors der 34 wird die Differenz zwischen einem Bezugstonerbild und einem spezifizierten Graupegel von der CPU 64 dazu verwendet, die Schwellenwerte und die Quantisierungswerte in den Schritten 1 und 2 zu ändern.

Claims

Bildverarbeitungsvorrichtung mit: – einer Einstelleinrichtung für einen festen Modus (Schritt 1) zum Einstellen eines festen Schwellenwerts für einen niedrigen Gradationspegel in Bezug auf digitale Bilddaten hoher Gradation, wie sie von einer Bilddaten-Ausgabeeinrichtung erzeugt werden, und zum Einstellen eines Quantisierungswerts für einen niedrigen Gradationspegel auf Grundlage des festen Schwellenwerts; – einer Einstelleinrichtung für einen variablen Modus (Schritt 2) zum Einstellen eines variablen Schwellenwerts entsprechend der Bildqualität und zum Einstellen eines Quantisierungswerts auf Grundlage dieses variablen Schwellenwerts; und – einer Modusumschalteinrichtung (Schritt 4) zum Umschalten von der Einstelleinrichtung für einen festen Modus auf die Moduseinstelleinrichtung für einen variablen Modus, oder umgekehrt; gekennzeichnet durch – eine Graupegel-Verarbeitungseinrichtung (2; 71) zum Ermitteln eines Fehlers des festen Schwellenwerts des niedrigen Gradationspegels und des Quantisierungswerts des niedrigen Gradationspegels, wie von der Einstelleinrichtung für einen festen Modus oder der Einstelleinrichtung für einen variablen Modus eingestellt, in Bezug zu den digitalen Bilddaten mit hoher Gradation, und zum Verteilen des Fehlerwerts jedes vorgesehenen Pixels auf dazu benachbarte Pixel, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung ferner Folgendes aufweist: eine erste Bezugsdaten-Speichereinrichtung (63) zum anfänglichen Lesen und Speichern eingegebener Bezugsbilddaten (a); eine zweite Bezugsdaten-Speichereinrichtung (63) zum Lesen und Speichern anschließend eingegebener Bezugsdaten (a1); eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der in der ersten Speichereinrichtung (63) gespeicherten ersten Bezugsdaten mit den in der zweiten Speichereinrichtung (63) gespeicherten zweiten Bezugsdaten und zum Ausgeben der Differenz zwischen den ersten und den zweiten Bezugsdaten als Fehler; und eine Unterscheidungs- und Korrektureinrichtung zum Vergleichen des von der Vergleichseinrichtung ausgegebenen Fehlers mit dem Bezugswert und zum Korrigieren des Quantisierungswerts und des Schwellenwerts.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die anfänglich und anschließend eingegebenen und abgespeicherten Bezugsbilddaten von jeweiligen Bezugstonerbildern (a, b, c1, c2, c3) herrühren, wie sie jeweils auf einer lichtempfindlichen Trommel (25) der Bildverarbeitungsvorrichtung erzeugt werden; und – die Bildverarbeitungsvorrichtung ferner Folgendes aufweist: –– eine Graupegel-Erfassungseinrichtung (25a) zum optischen Erfassen der Tonerdichte der Bezugstonerbilder (a, b, c1, c2, c3) auf der lichtempfindlichen Trommel (25); –– eine erste Steuerungseinrichtung zum Steuern einer Lade-Ausgangsspannung entsprechend den erfassten Graupegeln der Bezugstonerbilder, mit einer Erzeugung mittels einer festen Vorspannung zur Tonerbildentwicklung, bis ein spezifizierter Graupegel erzielt ist, und zum Ermitteln der Potenzialdifferenz zwischen der Vorspannung und der Lade-Ausgangsspannung; –– eine zweite Steuerungseinrichtung zum Steuern der Absolutwerte der Lade-Ausgangsspannung und der Tonerentwicklungs-Vorspannung, um die Potenzialdifferenz konstant zu halten, und –– eine dritte Steuerungseinrichtung zum Bestimmen mehrerer Schwellenwerte und mehrerer Quantisierungswerte zur Graupegeldichte der Bezugstonerbilder.