DE69522284T2

DE69522284T2 - Vorrichtung zur adaptiven Filterung und Schwellenwertverarbeitung zur Verminderung der Bildkörnigkeit

Info

Publication number: DE69522284T2
Application number: DE69522284T
Authority: DE
Inventors: Joseph S. Shu
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1994-10-11
Filing date: 1995-10-11
Publication date: 2002-06-13
Anticipated expiration: 2015-10-12
Also published as: EP0707410B1; JPH08228288A; EP0707410A3; JP3381755B2; DE69522284D1; US5757976A; EP0707410A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Erzeugung eines Halbtonbilds aus einem kontinuierlichen Tonbild. Genauer, aber nicht ausschließlich, betrifft die vorliegende Erfindung eine Methode, Artefakte ("Würmer") im Halbtonbild zu minimiere, wobei die Artefakte durch die Fehlerverteilungspunktschattierung verursacht werden. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenso digitale Druckvorrichtungen zur Bilderzeugung.
Die meisten Computer betriebenen Druckvorrichtungen wie Laser-, Punktmatrix- und Tintenstrahldrucker, die Papierkopien erzeugen, drucken auf binäre Weise - das Ausgabemedium wird in eine Anordnung von Bildelementen oder "Pixeln" geteilt, und die Vorrichtungen können entweder an jeder Pixelstelle einen kleinen gefärbten Punkt drucken oder die Pixelstelle leer lassen. Im Fall von Monochromdruckern werden alle Punkte mit einer einzigen Farbe gedruckt, während bei Farbdruckern eine Punktfarbe aus einem kleinen Satz an Farben gewählt wird. Auf jeden Fall weist der Punkt selbst eine einheitliche Farbe auf, so dass die entstehende Ausgabe aus einer Anordnung an gefärbten und leeren Pixeln besteht. Abhängig von der Art der gewünschten Auflösung kann die Dichte der Punkte unterschiedlich sein, die auf dem Ausgabemedium elektronisch gedruckt werden, z. B. 360 Punkte pro Zoll (dpi) oder 720 dpi.
Graphische Abbildungen, wie derartige, die durch photographische Methoden oder durch computerisierte Bildsysteme erzeugt werden, sind im Gegensatz dazu im Ton kontinuierlich. Wenn ein derartiges Bild in Pixel geteilt wird, zeigt jedes Pixel eine "Grauskalen"-Farbe, deren tonaler Wert in einen Bereich von tonalen Werten fällt. Um derartige "Kontinuierlich-Ton"-Bilder mittels elektronischem Druck wiederzugeben, müssen die Bilder daher in eine Form umgewandelt werden, die den Eigenschaften des Druckverfahrens angepasst ist, im Allgemeinen in ein binäres Format. Dieses Umwandlungsverfahren, das viele Formen annehmen kann, wird im Allgemeinen als "Punktschattierung" bezeichnet. Obwohl ein Halbtonbild tatsächlich nur aus einem räumlichen Muster an binären Pixeln (gefärbten oder leeren Punkten) besteht, integriert das menschliche Sehsystem dieses Muster, um eine Illusion eines Kontinuierlich-Ton-Bilds zu schaffen.
Während des Druckverfahrens wird das zu druckende Bild in eine Serie an Pixeln geteilt, und der Wert des Bilds wird in jedem Pixel quantisiert, um ein digitales Multi-Bit-Wort zu erzeugen, das den tonalen Wert des Pixels darstellt. Das Bild wird so in einen Strom an digitalen Worten umgewandelt, die an die Druckvorrichtung geliefert werden. um das Format jedes Worts in ein Format umzuwandeln, das für die Wiedergabe auf der digitalen Vorrichtung geeignet ist, wird die Punktschattierung des digitalen Wortstroms während eines Verfahrens durchgeführt, das "Vorverarbeitung" genannt wird. Viele Punktschattierungsmethoden wurden entwickelt und über die Jahre verbessert. In ihrer einfachsten Form vergleichen derartige Methoden den Wert jedes digitalen Worts mit einem Schwellenwert und erzeugen abhängig von den relativen Werten einen binären Ausgabepixelwert.
Zum Beispiel könnte ein digitaler Scanner, der ein Kontinuierlich-Ton-Bild verarbeitet, einen Strom an Multi-Bit- Worten erzeugen, der die erkannten Lichtintensitäten darstellt. Üblicherweise liegt der Zahlenwert dieser Worte in Bereichen von 0 bis 255, die einer Grauskala mit 256 Graden oder einem Acht-Bit-Wort entsprechen. Wenn ein derartiger digitaler Wortstrom auf einer binären Druckvorrichtung wiedergegeben werden soll, vergleicht das Halbtonverarbeitungsverfahren die Worte der Scannerausgabe mit entweder einem einzelnen Schwellenwert oder einer Anordnung an Schwellenwerten, um den erforderlichen binären Ausgabepixelstrom zu erzeugen. In einem derartigen System wurde jedes 8-Bit-Wort des Scanners wirksam zu einem Ausgabewort mit einem einzigen Bit komprimiert.
Natürlich erzeugt ein derartiges Komprimieren einen wesentlichen Verlust an visueller Information und schafft wiederum Verzerrungen im wiedergegebenen Bild, die im ursprünglichen Bild nicht vorliegen. Zusätzliche Methoden wurden daher entwickelt, um die visuellen Verzerrungen zu verringern, die durch das Halbtonverarbeitungsverfahren geschaffen werden. Eine Annäherung, die als "Fehlerverteilung" bekannt ist, versucht, den "Quantisierungsfehler" (d. h. den Unterschied zwischen dem Eingabewert, der durch ein Multi-Bit-Wort dargestellt wird, und dem Ausgabewert, der durch ein Einzel-Bit- oder zwei Multi-Bit-Worte dargestellt wird) proportional unter den benachbarten Pixeln zu "verteilen".
Diese Verteilung wird unter Verwendung einer Fehlerfilterschaltung mit proportionalen Wichtungen durchgeführt, von denen jede einen Bereich des Quantisierungsfehlers zu den Eingabewerten des nächsten Pixels in der Verarbeitungszeile und zu benachbarten Pixeln in der folgenden Zeile oder Zeilen hinzufügt. Der Quantisierungsfehler wird vor der Verarbeitung zu den Pixelwerten hinzugefügt, so dass der Quantisierungsfehler über mehrere Pixel "verteilt" wird.
In Übereinstimmung mit einer herkömmlichen Fehlerverteilungshalbtonverarbeitungsausführung ist der Schwellenwert, der für den Vergleich mit den Scannerausgabeworten verwendet wird, typischerweise ein fester Wert, während die Filterschaltung typischerweise eine einzelne Art ist. Zusätzlich werden die Eingabepixel, die durch die Eingabeworte dargestellt werden, in einem herkömmlichen "Raster"- Scanmuster verarbeitet (Zeile um Zeile, wobei Pixelzeilen in einer Reihenfolge von oben nach unten verarbeitet werden, aber wobei abwechselnde Pixelzeilen in umgekehrten Richtungen, d. h. von links nach rechts und von rechts nach links verarbeitet werden). Obwohl diese Ausführung des Fehlerverteilungsverfahrens eine ausgezeichnete Bildwiedergabe erzeugt, schafft sie auch gut bekannte Artefakte, die "Würmer" und "Schneepflug" genannt werden, die die Bildqualität vermindern. Die "Würmer" erscheinen als gekrümmte oder gerade diagonale Zeilen in Bereichen von einheitlichem Grau und erzeugen ein gemustertes Aussehen im Halbton bearbeiteten Bild. In der Folge wurden unterschiedliche Methoden verwendet, um diese Arten an Artefaktmustern auszuschließen.
Eine bekannte Methode fügt vor der Fehlerverteilung eine bekannte Menge an Zufalls-"Rauschen" zu den Multi-Bit- Worten der Kontinuierlich-Ton-Bilddaten hinzu. Zusätzlich zum Wiederausrichten der Würmer, um wiederholbare Artefaktmuster zu minimieren, vermindert diese Methode auch die Qualität des entstehenden Bilds auf Grund der Einführung von Rauschen in das Bild.
Ein weiteres bekanntes Verfahren fügt Rauschen zum Schwellenwert hinzu, der für die Punktschattierungsvorgänge bei jedem Pixel entlang eines gesamten Bilds verwendet wird. In Übereinstimmung mit dieser Ausführung des Fehlerverteilungsverfahrens wird der Schwellenwert durch einen Zufallsfehlerwert moduliert und steht daher nicht länger fest. Wie bei der vorigen, oben beschriebenen Methode neigt dieses Verfahren dazu, wiederholbare Artefaktmuster auf Kosten der Verringerung der Bildqualität zu "brechen".
Eine noch weiter bekannte Methode zur Verringerung von Wurmmustern wird im US-Patent Nr. A-4 955 065 mit dem Titel System for Producing Dithered Images from Continuous-tone Image Data offenbart, das am 4. September 1990 von Ulichney herausgegeben wurde. Hier wird der Quantisierungsfehler mit einem Wichtungswert multipliziert, der innerhalb eines Bereichs wechselt, um eine kleine Störung einzuführen. Die Zugabe eines derartigen Zufallsrauschens zu den proportionalen Wichtungen eines Fehlerfilters vermindert jedoch die Qualität eines entstehenden Bildes.
Ferner wurde gezeigt, dass ein "großer" Fehlerfilter, d. h. einer, der Fehler über einen großen Bereich an benachbarten Pixeln verteilt, ein "glatteres" Bild über jenem Bereich erzeugt, obwohl die Qualität des Bilds leidet, da an scharfen Kanten des Bilds hohe Tone und Undeutlichkeiten entstehen. Das geschieht hauptsächlich, weil der große Filter mehr Elemente verteilen muss und feine Einzelheiten des Bilds auf Grund von Annäherungs- oder Abrundungsmethoden verloren gehen. Im Gegensatz dazu wurde gezeigt, dass ein "kleiner" Fehlerfilter Wurmmuster bei Mittelton- und Hochtonbildbereichen erhöht.
Im US-Patent Nr. US-A-4 876 610 wird ein großer Fehlerfilter verwendet, wenn sowohl Hochton- als auch Niedrigtonbereiche im Eingabebild erkannt werden, und ein kleiner Fehlerfilter wird verwendet, wenn Mitteltonbereiche, das heißt Kantenbereiche, erkannt werden.
Im Patent EP-A-0 476 220 wird ein großer Fehlerfilter verwendet, wenn der Quantisierungsfehler groß ist, und umgekehrt wird ein kleiner Fehlerfilter verwendet, wenn der Quantisierungsfehler gering ist.
Es gehört daher zu den Zielen der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verbesserung des Halbtonbilds zu liefern, das durch eine binäre Druckvorrichtung erzeugt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Lieferung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die Bildartefakte auf Grund von Fehlerverteilungspunktschattierung in den Ausgabebildern minimiert, die durch eine binäre Druckvorrichtung wie einen Tintenstrahldrucker oder einen Laserdrucker erzeugt werden.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist die Lieferung eines derartigen Verfahrens, das entweder in spezialisierter Hardware oder in bestehenden Druckertreibern relativ leicht ausgeführt werden kann. Andere Ziele werden teilweise offensichtlich sein und werden hier teilweise später erscheinen.
Entsprechend einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verbesserung der Qualität eines Halbtonbilds geliefert, das aus einem Eingabestrom von Kontinuierlich-Ton-Bildpixeln erzeugt wird, wobei das Verfahren umfasst:
Ermitteln eines Grauskalenwerts für jedes Pixel im Eingabestrom;
adaptives Quantisieren des Grauskalenwerts zur Erzeugung eines Quantisierungsfehlers; und
Wählen eines Fehlerfilters aus einem Satz an Fehlerfiltern mit unterschiedlichen Größen und Wichtungskoeffizienten, wobei der gewählte Fehlerfilter ausgebildet ist, um den Quantisierungsfehler unter benachbarten Pixeln des Eingabestroms auf eine Weise zu verteilen, die die Qualität des Halbtonbilds verbessert, dadurch gekennzeichnet, dass:
der Fehlerfilter in Antwort auf den ermittelten Grauskalenwert gewählt wird, wobei der Wahlschritt zumindest eines umfasst aus:
Aktivieren eines Fehlerfilters, der ausgebildet ist, um den Quantisierungsfehler unter einer relativ kleinen Zahl an benachbarten Pixeln zu verteilen, wenn der Grauskalenwert größer als oder gleich einem vorbestimmten Grauskalenwert ist oder der absolute Wert des Quantisierungsfehlers geringer als ein vorbestimmter Fehlerwert ist;
Aktivieren eines Fehlerfilters, der ausgebildet ist, um den Quantisierungsfehler unter einer relativ geringen Anzahl an benachbarten Pixeln zu verteilen, wenn der Grauskalenwert Hochtonbildpixel angibt;
Aktivieren eines Fehlerfilters, der ausgebildet ist, um den Quantisierungsfehler unter einer relativ großen Zahl an benachbarten Pixeln zu verteilen, wenn der Grauskalenwert geringer als ein vorbestimmter Grauskalenwert ist und der absolute Wert des Quantisierungsfehlers größer als oder gleich einem vorbestimmten Fehlerwert ist; und
Aktivieren eines Fehlerfilters, der ausgebildet ist, um den Quantisierungsfehler unter einer relativ großen Zahl an benachbarten Pixeln zu verteilen, wenn der Grauskalenwert Mittelton- und Schattentonbildpixel angibt.
Entsprechend einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Verbesserung der Qualität eines Halbtonbilds geliefert, das aus einem Eingabestrom von Kontinuierlich-Ton-Bildpixeln erzeugt wird, wobei die Vorrichtung umfasst:
eine Einrichtung zur Ermittlung eines Grauskalenwerts für jedes Pixel im Eingabestrom; und
eine Einrichtung zum adaptiven Quantisieren des Grauskalenwerts zur Erzeugung eines Quantisierungsfehlers; und
eine Einrichtung zum Wählen von Fehlerfiltern aus einem Satz an Fehlerfiltern mit unterschiedlichen Größen und Wichtungskoeffizienten, wobei die gewählten Fehlerfilter ausgebildet sind, um die Quantisierungsfehler unter benachbarten Pixeln des Eingabestroms auf eine Weise zu verteilen, die die Qualität des Halbtonbilds verbessert, dadurch gekennzeichnet, dass:
die Einrichtung zum Auswählen der Fehlerfilter in Antwort auf den ermittelten Grauskalenwert ist und eine Einrichtung zum Aktivieren von Fehlerfiltern umfasst, die ausgebildet sind, um die Quantisierungsfehler zu verteilen unter einem von:
einer relativ kleinen Zahl an benachbarten Pixeln, wenn der Grauskalenwert größer als oder gleich einem vorbestimmten Grauskalenwert ist oder der Absolutwert des Quantisierungsfehlers geringer als ein vorbestimmter Fehlerwert ist; und
einer relativ großen Zahl an benachbarten Pixeln, wenn der Grauskalenwert geringer als ein vorbestimmter Grauskalenwert ist und der Absolutwert des Quantisierungsfehlers größer als oder gleich einem vorbestimmten Fehlerwert ist.
Entsprechend einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computersystem geliefert, das umfasst:
einen Speicher zum Speichern von Daten und Programmen;
eine zentrale Verarbeitungseinheit, die auf im Speicher gespeicherte Programme reagiert und den Betrieb des Computersystems steuert und koordiniert;
eine Digitalisierungseinrichtung, die auf ein Kontinuierlich-Ton-Bild reagiert, um einen Strom von elektronisch codierten Pixelwerten zu erzeugen, wobei jeder einen Grauskalenwert eines Bereichs des Kontinuierlich-Ton-Bilds darstellt;
eine Einrichtung, die auf den Strom elektronisch codierter Pixelwerte reagiert, um die elektronisch codierten Pixelwerte in einer Vielzahl an linearen Segmenten zu speichern, wobei jedes lineare Segment Pixelwerte umfasst, die angrenzende Bereiche des Kontinuierlich-Ton-Bilds darstellen;
eine Pixelerkennungs- und Steuerschaltung zur Ermittlung des Grauskalenwerts jedes elektronisch codierten Pixels;
eine Einrichtung zum adaptiven Quantisieren des Grauskalenwerts, um die codierten Pixel zu einem Halbtonmuster zu verarbeiten und um Quantisierungsfehler zu erzeugen;
einen Drucker zum Drucken der Halbtonmuster aus Punkten auf ein Druckmedium, um ein Halbtonbild zu erzeugen; und
eine Filterschaltung, die eine Vielzahl an Fehlerfiltern in Multiplexanordnung umfasst, wobei jeder eine vorbestimmte Größe und zugehörige Wichtungskoeffizienten aufweist, um die Quantisierungsfehler unter den benachbarten Pixeln des linearen Segments zu verteilen; dadurch gekennzeichnet, dass das Computersystem ferner umfasst:
eine Einrichtung, um in Antwort auf den ermittelten Grauskalenwert einen Ausgewählten der Fehlerfilter in Multiplexanordnung zu aktivieren, der dazu ausgebildet ist, die Quantisierungsfehler zu verteilen unter einem von:
einer relativ geringen Zahl an benachbarten Pixeln, wenn der Grauskalenwert größer als oder gleich einem vorbestimmten Grauskalenwert ist oder wenn der Absolutwert eines Quantisierungsfehlers geringer als ein vorbestimmter Fehlerwert ist; und
einer relativ großen Zahl an benachbarten Pixeln, wenn der Grauskalenwert geringer als ein vorbestimmter Grauskalenwert ist und wenn der Absolutwert des Quantisierungsfehlers größer als oder gleich einem vorbestimmten Fehlerwert ist.
Die Zahl an Pixeln, über die der berechnete Quantisierungsfehler irgendeines gegebenen Pixels verteilt werden kann, ist in einer Ausführung proportional der Menge des Quantisierungsfehlers.
Die Zahl an Pixeln, über die der Quantisierungsfehler eines gegebenen Pixels verteilt werden kann, ist in einer Ausführung umgekehrt proportional dem Grauskalenwert des gegebenen Pixels. Vorzugsweise wird der Quantisierungsfehler eines gewählten Pixels über eine geringe Zahl an Pixeln verteilt, wenn das gewählte Pixel Teil eines Hochtonbilds ist, und der Quantisierungsfehler wird über eine große Zahl an Pixeln verteilt, wenn der Grauskalenwert des gewählten Pixels Teil eines Mittelton- oder Schattentonbilds ist.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Schwellenmodulationswert zum Habtonbearbeitungsschwellenwert zugegeben, der zur Umwandlung eines Kontinuierlich-Ton-Bildpixels in ein Halbtonbildpixel verwendet wird, wenn sich das gewählte Kontinuierlich-Ton-Bildpixel von einem benachbarten Kontinuierlich-Ton-Pixel unterscheidet. Der Schwellenmodulationswert kann abhängig vom Grauskalenwert des gewählten Kontinuierlich-Ton-Bildpixels und/oder mit der Art des Fehlerfilters wechseln, der in Übereinstimmung mit den zuvor erwähnten Aspekten der vorliegenden Erfindung gewählt wird.
Kurz, die vorliegende Erfindung umfasst eine adaptive Filter- und Schwellenbildungsanordnung, die die Qualität von Halbtonbildern durch Minimieren von Artefakten auf Grund von Punktschattierungsvorgängen zur Fehlerverteilung verbessert. In Übereinstimmung mit einem Aspekt der adaptiven Anordnung wird ein Satz an Fehlerfiltern mit unterschiedlichen Größen und proportionalen Wichtungskoeffizienten zur Verteilung von Quantisierungsfehlern unter benachbarten Pixeln in vorbestimmten tonale Bereichen eines Bilds geliefert. Diese Fehlerfilterschaltungen werden in Antwort auf den Grauskalenfarbton der Pixel und die Radien der gedruckten Punkte für jene Pixel wahlweise auf Eingabebildpixel angewendet. Zur letzten Überlegung werden vorbestimmte mathematische Modelle eingesetzt, um Gruppen an Fehlerfilterschaltungen zu bezeichnen, die sich auf gewünschte Ausgabedruckauflösungen beziehen. Zum Beispiel kann ein "kleiner" Filter auf hochtonale Pixel für ein Drucken mit hoher Auflösung angewendet werden, um feine Einzelheiten einer Bildfläche beizubehalten, während ein "großer" Filter auf dunklere Mitteltonbereiche angewendet werden kann, um glatte Halbtone für eine derartige Auflösung zu erzeugen.
Obwohl dieser Aspekt der Anordnung der Erfindung die Körnung von Bildern über einen Volltonbereich verringert, können sichtbare Verzerrungsmuster bei bestimmten Eingabebildpixelwerten und genauer am Schnittpunkt von zwei stark verschiedenen gefilterten Bereichen auftreten. In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird daher an gewählten Pixelstellen "Rauschen" adaptiv auf Schwellenwerte angewendet. Das heißt, unähnlich der Verarbeitungsmethode des Stands der Technik, wo Rauschen konstant zum Schwellenwert bei jedem Pixel eines Bilds zugegeben wird, moduliert die vorliegende Anordnung den Schwellenwert mit Zufallsrauschen nur an gewählten Eingabebildpixelbereichen und nur an den Grenzen von unterschiedlich gefilterten Bereichen. Darüber hinaus wechselt die Menge an zugegebenem Rauschen abhängig von den Bereichen der Eingabepixelwerte und dem Ausmaß an unterschiedlichen Filtern.
Vorteilhaft kann die adaptive Filter- und Schwellenbildungsanordnung der Erfindung leicht in die Treibersoftware einer Druckvorrichtung mit relativ geringen Kosten aufgenommen werden oder von spezialisierter Hardware im Druckeranschluss oder dem Drucker selbst ausgeführt werden. Wenn die Anordnung der Erfindung verwendet wird, können Halbtonbilder mit hoher Qualität mittels Fehlerverteilungspunktschattierung mit minimierten Artefakten des Wurmtyps erzeugt werden.
Für ein besseres Verständnis der Art und der Ziele der Erfindung werden jetzt Ausführungen als Beispiele mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Computersystems, zum Beispiel eines Personalcomputersystems ist, auf dem ein Punktschattierungsvorgang unter Verwendung einer Fehlerverteilungsmethode betrieben werden kann, wie durch die adaptive Anordnung der Erfindung modifiziert wird;
Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm eines Computersystems des Stands der Technik ist, das die Beziehung eines Anwendungsprogramms, eines Betriebssystems und eines Druckertreibers zeigt, bei dem der Punktschattierungs- oder Vorverarbeitungsvorgang durchgeführt wird;
Fig. 3 eine Sequenz zur Verarbeitung von Pixeln in einem herkömmlichen Zeilen verarbeitenden Muster unter Verwendung der modifizierten Fehlerverteilungsmethode der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 4A und 4B veranschaulichende Wahlmöglichkeiten von "kleinen" Fehlerfiltern mit proportionalen Koeffizienten zeigen, die in der modifizierten Fehlerverteilungsmethode verwendet werden, wenn Eingabebildpixel für den Druck in Papierkopieauflösung in Übereinstimmung mit einem ersten mathematischen Modell verarbeitet werden;
Fig. 5A und 5B veranschaulichende Wahlmöglichkeiten von "großen" Fehlerfiltern mit proportionalen Koeffizienten zeigen, die in der modifizierten Fehlerverteilungsmethode verwendet werden, wenn Eingabebildpixel für den Druck in Papierkopieauflösung in Übereinstimmung mit dem ersten Modell verarbeitet werden;
Fig. 6 eine veranschaulichende Wahlmöglichkeit von Fehlermengen zeigt, die zu einem Punktschattierungsschwellenwert zugegeben werden, der in der modifizierten Fehlerverteilungsmethode verwendet wird, wenn gewählte Bereiche von Eingabebildpixeln für den Papierkopiedruck in Übereinstimmung mit dem ersten Modell verarbeitet werden;
Fig. 7A-7E veranschaulichende Wahlmöglichkeiten von Fehlerfiltern mit proportionalen Koeffizienten zeigen, die in der modifizierten Fehlerverteilungsmethode verwendet werden, wenn Eingabebildpixel für den Papierkopiedruck in Übereinstimmung mit einem zweiten mathematischen Modell verarbeitet werden;
Fig. 8 eine veranschaulichende Wahlmöglichkeit von Fehlermengen zeigt, die zu einem Punktschattierungsschwellenwert zugegeben werden, der in der modifizierten Fehlerverteilungsmethode verwendet wird, wenn gewählte Bereiche an Eingabebildpixeln für den Papierkopiedruck in Übereinstimmung mit dem zweiten Modell verarbeitet werden; und
Fig. 9 ein schematisches Blockdiagramm einer Fehlerverteilungspunktschattierungsvorrichtung ist, die zur Wahl von Fehlerfiltern in Antwort auf unterschiedliche Eingabebildpixelbereiche und zur Zugabe von Rauschen zu Schwellenwerten bei Gewählten aus jenen Bereichen verwendet wird.
Die Erfindung wird vorzugsweise im Zusammenhang mit einem Betriebssystem auf einem Personalcomputer wie dem IBM PS/2 oder Apple Macintosh Computer ausgeübt. Eine beispielhafte Hardwareumgebung wird in Fig. 1 gezeigt, die eine typische Hardwareausbildung eines Computers 100 in Übereinstimmung mit dem Gegenstand der Erfindung veranschaulicht. Der Computer 100 wird durch eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 102 gesteuert, die ein herkömmlicher Mikroprozessor sein kann; eine Zahl an weiteren Einheiten, die alle über einen Systembus 108 verbunden sind, sind vorgesehen, um bestimmte Aufgaben auszuführen. Obwohl ein einzelner Computer nur einige der Einheiten aufweisen kann, die in Fig. 1 dargestellt werden, oder zusätzliche, nicht gezeigte Bestandteile aufweisen kann, werden die meisten Computer zumindest die gezeigten Einheiten umfassen.
Insbesondere umfasst der Computer 100, der in Fig. 1 gezeigt wird, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 106 für das vorübergehende Speichern von Information, einen Festspeicher (ROM) 104 für das dauernde Speichern der Computerausbildung und grundlegende Betriebsbefehle und einen Eingabe/Ausgabe- (I/O) Adapter 110 für die Verbindung von Peripherievorrichtungen wie eine Disketteneinheit 113 und einen Drucker 114 mit dem Bus 108 jeweils über Kabeln 112 und 115. Und ein Adapter 116 für die Benutzeroberfläche ist ebenso zur Verbindung von Eingabevorrichtungen wie einer Tastatur 120 und anderen bekannten Schnittstellenvorrichtungen einschließlich Mäusen, Lautsprechern und Mikrophonen mit dem Bus 108 vorgesehen. Eine sichtbare Ausgabe wird durch einen Bildschirmadapter 118 geliefert, der den Bus 108 mit einer Anzeigevorrichtung 122 wie einem Videomonitor verbindet. Der Computer 100 weist ein Betriebssystem auf und wird dadurch gesteuert und koordiniert.
Ein Computersystem wie jenes, das in Fig. 1 gezeigt wird, umfasst im Allgemeinen eine Druckvorrichtung, die elektrisch mit dem Computersystem verbunden ist und durch es geregelt wird, um eine dauerndes Bild auf einem gewählten Medium zu erzeugen. Um ein Dokument zu drucken, das am Monitor angezeigt wird oder im Speicher gespeichert wird, müssen mehrere Vorgänge stattfinden. Da das Druckmedium im Allgemeinen eine feste Größe aufweist, muss die druckbare Information zuerst in Stücke geteilt werden, die klein genug sind, um auf das gewählte Medium zu passen, ein Verfahren, das Seitennummerung genannt wird. Zusätzlich kann es notwendig sein, die Information aus dem Format, in dem es entweder angezeigt oder gespeichert wird, in ein Format zu reformatieren, das geeignet ist, um die Druckvorrichtung zu steuern, um das Drucken auf dem Medium tatsächlich durchzuführen. Das Reformatieren in diesem letzten Schritt kann einen Vorverarbeitungsschritt umfassen, bei dem eine graphische Anzeige in die Form umgewandelt wird, die von der Druckvorrichtung in den oben erörterten Punktschattierungsvorgängen verwendet wird.
Die Seitennummerung und das Reformatieren, die nötig sind, um die druckbare Information in eine Form umzuwandeln, die durch eine gegebene Druckvorrichtung gedruckt werden kann, können durch eine spezialisierte Hardware durchgeführt werden, werden aber im Allgemeinen durch Softwareprogramme durchgeführt, die innerhalb des Computersystems laufen. Die Seitennummerung wird entweder durch ein Anwendungsprogramm durchgeführt, das die anfängliche Ausgabe erzeugte, oder durch ein Betriebssystem, das eine Sammlung von Hilfsprogrammen ist, die grundlegende Dateiverarbeitungsfunktionen durchführen. Das Reformatieren einschließlich der Punktschattierungsvorgänge ist für die Druckvorrichtung spezifisch und ist üblicherweise in einem Softwareprogramm enthalten, das "Treiber" genannt wird, das Teil des Betriebssystems sein kann, aber insbesondere einer bestimmten Druckvorrichtung zugehörig sein muss. Das Treiberprogramm erhält Text- und Bildinformation vom Computersystem und führt die Verarbeitung durch, wie oben beschrieben wird, um Signale zu erzeugen, die die Druckvorrichtung direkt steuern können.
Fig. 2 ist zum Beispiel eine schematische Veranschaulichung eines typischen Computersystems, das ein Anwendungsprogramm, ein Betriebssystem und einen Druckertreiber nützt. Das Computersystem wird schematisch durch den gepunkteten Kasten 200 dargestellt, das Anwendungsprogramm wird durch den Kasten 202 und das Betriebssystem durch den Kasten 206 dargestellt. Die Wechselwirkung zwischen dem Anwendungsprogramm 202 und dem Betriebssystem 206 wird durch den Pfeil 204 schematisch dargestellt. Dieses duale Programmsystem wird auf vielen Arten von Computersystemen im Bereich von Zentraleinheiten bis Personalcomputern verwendet.
Das Verfahren zur Handhabung des Druckens wechselt jedoch von Computer zu Computer, und in dieser Hinsicht stellt Fig. 2 ein typisches Personalcomputersystem des Stands der Technik dar. Um Druckfunktionen zu liefern, wechselwirkt das Anwendungsprogramm 202 (wie schematisch durch den Pfeil 208 gezeigt wird) mit der Druckertreibersoftware 210. Die Software des Druckertreibers 210 führt im Allgemeinen Punktschattierungsvorgänge durch und kann andere Vorgänge durchführen, um einen reformatierten Informationsstrom zu liefern, der eingebettete Befehle und umgewandelte graphische Information enthält, wie schematisch als Pfeil 214 gezeigt wird. Der umgewandelte Informationsstrom wird wiederum auf einen Druckeranschluss 212 angewendet, der Stromkreise enthält, die den hereinkommenden Informationsstrom in elektrische Signale umwandeln. Die Signale werden wiederum über ein Kabel 216 zum Drucker 218 gesendet. Der Drucker 218 enthält üblicherweise einen "bilderzeugenden Mechanismus", der eine Hardwarevorrichtung oder ein ROMprogrammierter Computer ist, der den hereinkommenden Informationsstrom nimmt und ihn in die elektrischen Signale umwandelt, die notwendig sind, um die tatsächlichen Druckelemente anzutreiben. Das Ergebnis ist eine "Papierkopie"- Ausgabe auf dem gewählten Medium. Die vorliegende Erfindung und die Vorrichtung, die das Fehlerverteilungsverfahren durchführt, kann auch in eine spezialisierte Hardware eingebaut sein, die sich im Druckeranschluss 212 oder dem Drucker 218 selbst befindet.
Das Fehlerverteilungsverfahren selbst ist gut bekannt und wird zum Beispiel in "Digital Halftoning" von Robert Ulichney genau beschrieben, gedruckt von MIT Press, Cambridge, Massachusetts und London, England, 1990, S. 239-319. Während des Fehlerverteilungsverfahrens werden die Pixel, die das ursprüngliche Bild umfassen, auf eine Zeile auf- Zeile Weise verarbeitet, wobei abwechselnde Zeilen an Pixeln in entgegengesetzten Richtungen verarbeitet werden (von links nach rechts und von rechts nach links). Ein übliches Zeilenverarbeitungsmuster wird in Fig. 3 gezeigt, wobei jede der Pixelzeilen 300, 304 und 308 von links nach rechts verarbeitet wird und jede der Pixelzeilen 302 und 306 von rechts nach links verarbeitet wird, und die folgenden abwechselnden Zeilen werden in entgegengesetzten Richtungen verarbeitet, bis das gesamte Bild von oben nach unten verarbeitet ist.
Wie bekannt ist, wird die Fehlerverteilung unter Verwendung einer Fehlerfilterschaltung mit proportionalen Wichtungen durchgeführt, von denen jede einen Teil des Quantisierungsfehlers zu den Eingabewerten des nächsten Pixels in der Verarbeitungszeile und zu benachbarten Pixeln in der folgenden Zeile hinzufügt. Der Quantisierungsfehler wird vor der Verarbeitung zu den Pixelwerten hinzugefügt, so dass der Quantisierungsfehler über mehrere Pixel verteilt wird. Obwohl eine derartige Fehlerverteilung eine ausgezeichnete Bildwiedergabe erzeugt, schafft es auch gut bekannte Artefakte wie "Würmer", die die Bildqualität vermindern.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Satz an Fehlerfiltern zur Verbesserung der Qualität eines Bilds geliefert. Insbesondere können diese Fehlerfilter unterschiedliche Größen und proportionale Wichtungskoeffizienten für die Verteilung von Quantisierungsfehlern auf benachbarte Pixeln in vorbestimmten tonalen Bereichen auf einem Bild aufweisen, um eine glatte Halbtonbildqualität zu erreichen. Wie hier beschrieben wird, werden die Fehlerfilterschaltungen adaptiv auf gewählte Eingabebildpixel in Antwort auf die tonalen Grauskalenfarbwerte der Pixel und der Radien der gedruckten Punkte für jene Pixel angewendet.
Genauer werden vorbestimmte mathematische Modelle eingesetzt, um Gruppen an Fehlerfilterschaltungen zu bezeichnen, die sich auf gewünschte Ausgabedruckauflösungen beziehen. In der veranschaulichenden Ausführung werden die folgenden mathematischen Modelle vorzugsweise verwendet:

Modell 1

1/dpi ≤ Radius < 2/dpi

Modell 2

1/dpi > Radius ≥ 2/2dpi
wobei der Radius der Radius eines gedruckten Punkts ist und dpi die Anzahl von Punkten pro Zoll ist. Typischerweise bestimmt Modell 1 relativ große Druckpunktgrößen (z. B. Epson Stylius Farbdrucker im 720 dpi Modus) unter Verwendung von Fehlerfilterschaltungen der Art, die in Fig. 4 und 5 dargestellt werden, während Modell 2 Fehlerfilter für normale Druckpunktgrößen (z. B. Epson Stylius Farbdrucker im 360 dpi Modus) der Art bezeichnet, die in Fig. 7 gezeigt werden.
Fig. 4A und 4B veranschaulichen die Verteilung der Quantisierungsfehler, die während der Verarbeitung von Eingabebildpixeln mit benachbarten Pixeln im Fall erzeugt werden, wenn "kleine" Fehlerfilter gewählt werden, um einen hoch auflösenden Papierkopiedruck zu erleichtern, wie durch Modell 1 bezeichnet wird. Diese kleinen Fehlerfilter werden typischerweise zur Optimierung hochtonaler Bildpixel und zur Beibehaltung feiner Details auf jenem Bild eingesetzt. In der veranschaulichenden Ausführung, die hier beschrieben wird, werden diese kleinen Fehlerfilter verwendet, um mit einer Pixeldichte von 720 dpi zu drucken, obwohl andere an Modell 1 angepasste Pixeldichten ebenso innerhalb der Lehren der Erfindung verwendet werden können.
Jeder Eingabebildpixel wird durch Vergleich seines Werts mit einem vorbestimmten Schwellenwert verarbeitet, wobei der Pixel-"Wert" der ursprüngliche Eingabegrauskalenwert plus die Fehleranpassungen sind, die sich aus der vorangegangenen Verarbeitung anderer Pixel ergeben. Wenn der Wert des Pixels den Schwellenwert übersteigt, dann ist eine "1" oder ein Punkt die Ausgabe. Wenn der Wert des Pixels andernfalls geringer als der Schwellenwert ist, dann ist eine "0" oder kein Punkt die Ausgabe. Ein Fehlerwert wird dann durch Subtrahieren des Werts des Punkts, der die tatsächliche Ausgabe ist, vom Eingabewert bestimmt. Dieser Fehler wird dann unter benachbarten aber unverarbeiteten Pixeln "verteilt" oder verbreitet.
Das "Verteilungs"-Verfahren, das in Fig. 4A gezeigt wird, veranschaulicht das Verarbeiten einer Zeile an Pixeln in der Richtung von links nach rechts, wobei das Pixel, das verarbeitet wird, als Kasten 400 dargestellt wird. In der veranschaulichten Anordnung wird der Fehler, der aus der Verarbeitung entsteht, auf benachbarte Pixel verteilt, indem jene Pixel ausgelassen werden, die sich direkt unterhalb und direkt rechts des Pixels 400 befinden. Das heißt, der Quantisierungsfehler wird über ein Fehlerfeld verteilt, das (i) ein Pixel benachbart dem Pixel direkt rechts des verarbeiteten Pixels 400, wie durch Pfeil 402 angegeben wird, (ii) Pixel auf der nächsten Zeile von Pixeln in Binärmuster, wie durch die Pfeile 404 und 408 angegeben wird, und (iii) ein Pixel auf der nächst folgenden Zeile von Pixeln in Binärmuster umfasst, das dem Pixel direkt unterhalb des verarbeiteten Pixels 400 benachbart ist, wie durch Pfeil 406 angegeben wird.
Bevor er zu den benachbarten Pixeln hinzugefügt wird, wird der Fehlerwert mit einer Proportionalitätskonstante multipliziert. Die Werte dieser Konstanten q&sub1; q&sub2; q&sub3; und q&sub4; werden so angeordnet, dass q&sub1; + q&sub2; + q&sub3; + q&sub4; = 1. Ferner werden für die veranschaulichende Druckdichte von 720 dpi die folgenden Wichtungen vorzugsweise verwendet: q&sub1; = 7/16, q&sub2; = 3/16, q&sub3; = 1/16 und q&sub4; = 5/16. Nachdem das Pixel 400 verarbeitet wurde, wird das benachbarte Pixel rechts vom Pixel 400 durch Zugabe des proportionalisierten Fehlerwerts des Pixelwerts und durch Verarbeiten auf die gleiche Weise wie Pixel 400 verarbeitet. Dieses Verfahren wird fortgesetzt, bis jedes Pixel in der Zeile auf diese Weise verarbeitet wurde.
Das Verteilungsverfahren zur Verarbeitung einer Zeile an Pixeln in der Richtung von rechts nach links wird in Fig. 4B dargestellt, wobei das Pixel, das verarbeitet wird, als Kasten 410 dargestellt wird. Für diese besondere Anordnung wird der Fehler, der sich aus der Verarbeitung ergibt, auf die benachbarten Pixel auf die Weise verteilt, die oben für den vorigen Filter aus Fig. 4A beschrieben wurde und wie durch die Pfeile 412, 414, 416 und 418 angegeben wird. Wie bei jenem des vorigen Filters wird der Fehlerwert mit einer Proportionalitätskonstante multipliziert, bevor er zu diesen benachbarten Pixeln zugegeben wird, und die Werte der Konstanten q&sub1; q&sub2; q&sub3; und q&sub4; werden so angeordnet, dass q&sub1; + q&sub2; + q&sub3; + q&sub4; = 1. Die folgenden Wichtungen werden vorzugsweise für die veranschaulichende Druckdichte von 720 dpi eingesetzt: q&sub1; = 7/16, q&sub2; = 3/16, q&sub3; = 1/16 und q&sub4; = 5/16. Nachdem das Pixel 410 verarbeitet wurde, wird das Pixel direkt links vom Pixel 410 verarbeitet, indem der proportionalisierte Fehlerwert zum Pixelwert hinzugefügt wird und er auf die gleiche Weise wie Pixel 410 verarbeitet wird. Bei der Verarbeitung jedes Pixels in der Zeile auf eine gleiche Weise wird die nächste Zeile im Bild verarbeitet, wie in Fig. 4A beschrieben wird.
Die Fig. 5A und 5B veranschaulichen die Verteilung von Fehlern, die während der Verarbeitung von Eingabebildpixeln mit benachbarten Pixeln eines Fehlerfelds erzeugt werden, um ein hochauflösendes Papierkopiepixeldrucken zu vereinfachen, wie durch Modell 1 bezeichnet wird. Entsprechend den Prinzipien der Erfindung, die hier festgelegt werden, werden diese großen Fehlerfilter vorzugsweise auf dunklere Mitteltonpixelbereiche angewendet, um optimal glatte Halbtone in derartigen Schattentonbereichen zu erzeugen.
Insbesondere verarbeitet das Verteilungsverfahren, das in Fig. 5A gezeigt wird, eine Zeile an Pixeln in der Richtung von links nach rechts, wobei das Pixel, das verarbeitet wird, als Kasten 500 gezeigt wird. In der veranschaulichten Anordnung wird der Fehler, der sich aus der Verarbeitung ergibt, auf benachbarte Pixel verteilt, indem nicht nur jene Pixel ausgelassen werden, die sich direkt unterhalb und rechts vom Pixel 500 befinden (wie im Fall mit den kleinen Fehlerfiltern aus Fig. 4), sondern auch Pixel ausgelassen werden, die den übrigen Pixeln des Fehlerfelds benachbart sind. Das heißt, der Quantisierungsfehler wird verteilt auf (i) ein Pixel benachbart dem Pixel direkt rechts des verarbeiteten Pixels 500, wie durch den Pfeil 502 angegeben wird, (ii) vier Pixel auf der nächsten Zeile der Pixel in Binärmuster, die jeweils um eine Pixelstelle versetzt sind, wie durch die Pfeile 504, 506, 510 und 512 angegeben wird, und (iii) ein Pixel auf der nächst folgenden Zeile von Pixeln in Binärmuster benachbart dem Pixel direkt unter dem verarbeiteten Pixel 500, wie durch den Pfeil 508 angezeigt wird.
Bevor er zu diesen benachbarten Pixeln zugegeben wird, wird der Fehlerwert mit einer Proportionalitätskonstante multipliziert, deren Werte z. B. q&sub1; q&sub2; q&sub3; q&sub4; q&sub5; und q&sub6; so angeordnet werden, dass q&sub1; + q&sub2; + q&sub3; + q&sub4; + q&sub5; + q&sub6; = 1. Ferner werden die folgenden Wichtungen vorzugsweise für die veranschaulichende Druckdichte von 720 dpi verwendet: q&sub1; = 9/32, q&sub2; = 1/32, q&sub3; = 6/32, q&sub4; = 5/32, q&sub5; = 8/32 und q&sub6; = 3/32. Nachdem das Pixel 500 verarbeitet wurde, wird das Pixel direkt rechts vom Pixel 500 durch Zugabe des Proportionalitätsfehlerwerts zum Pixelwert und Verarbeiten auf die gleiche Weise wie das Pixel 500 verarbeitet. Dieses Verfahren wird fortgesetzt, bis jedes Pixel in der Zeile auf diese Weise verarbeitet worden ist.
Das Verteilungsverfahren zur Verarbeitung einer Zeile an Pixeln in Richtung von rechts nach links wird in Fig. 5B veranschaulicht, wobei das Pixel, das verarbeitet wird, als Kasten 520 gezeigt wird. In der veranschaulichten Anordnung wird der Fehler, der sich aus der Verarbeitung ergibt, auf die benachbarten Pixel auf die Weise verteilt, die oben für den Fehlerfilter aus Fig. 5A beschrieben wurde und wie durch die Pfeile 522, 524, 526, 528, 530 und 532 angegeben wird. Wieder wird der Fehlerwert mit einer Proportionalitätskonstante multipliziert, bevor er zu diesen benachbarten Pixeln zugegeben wird, und die Werte der Konstanten q&sub1; q&sub2; q&sub3; q&sub4; q&sub5; und q&sub6; werden so angeordnet, dass q&sub1; + q&sub2; + q&sub3; + q&sub4; + q&sub5; + q&sub6; = 1. Wie beim Fehlerfilter aus Fig. 5A werden die folgenden Wichtungen vorzugsweise für die veranschaulichende Druckdichte von 720 dpi eingesetzt: q&sub1; = 9/32, q&sub2; = 1/32, q&sub3; = 6/32, q&sub4; = 5/32, q&sub5; = 8/32 und q&sub6; = 3/16. Nachdem das Pixel 520 verarbeitet wurde, wird das Pixel direkt links vom Pixel 520 durch Zugabe des proportionalisierten Fehlerwerts zum Pixelwert und Verarbeiten auf die gleiche Weise wie das Pixel 520 verarbeitet. Nach der Verarbeitung jeden Pixels in der Zeile auf diese Weise wird die nächste Zeile im Bild verarbeitet, wie in Fig. 5A beschrieben wurde.
Wie angemerkt wurde, werden die kleinen Fehlerfilter aus Fig. 4 vorzugsweise eingesetzt, um hochtonale Bildpixel zu optimieren, während die Verwendung der großen Filter, die in Fig. 5 gezeigt werden, Mittelton- und Schattentonpixelbereiche optimieren. Die Wahl eines geeigneten Filters wird vorzugsweise durch den folgenden Algorithmus weiter bestimmt:
if, (Eingabebildpixelwert ≥ 240) or ( Fehlerwert < 64) then, Verwendung von Filter aus Fig. 4 (A oder B), else, Verwendung von Filter aus Fig. 5 (A oder B).
So ist in Übereinstimmung mit der Erfindung die Wahl eines Fehlerfilters vom Vergleich eines Eingabebildpixelwerts mit einem ersten Bezug oder dem Vergleich des absoluten (Quantisierungs-) Fehlerwerts mit einem zweiten Bezug abhängig. Natürlich hängt die Wahl zwischen jedem der zwei Filter aus Fig. 4 (A oder B) und Fig. 5 (A oder B) von der bestimmten Verarbeitungsrichtung ab, wie durch das Verarbeitungsmuster der Pixelzeile aus Fig. 3 angegeben wird.
Fig. 6 veranschaulicht ein Register 600, das eine Vielzahl an Speicherstellen umfasst, die unterschiedliche Fehler- (Rausch-) Mengen enthalten, die zu einem Punktschattierungsschwellenwert zugegeben werden können, wenn gewählte Bereiche an Eingabebildpixeln für den Papierkopiedruck verarbeitet werden, wie durch Modell 1 festgelegt wird. Vorzugsweise werden diese Rauschfehler verwendet, um den Schwellenwert nur an gewählten Eingabebildpixelwertbereichen und an den Grenzen von stark unterschiedlich gefilterten Pixelbereichen zu modulieren. Wie unten beschrieben wird, wechselt die Menge an Schwellenmodulation abhängig von den Bereichen an Eingabepixelwerten und Arten an unterschiedlichen Filtern.
In der veranschaulichenden Ausführung wird 1-Bit an Zufallsrauschen zum Schwellenwert zugegeben, wenn der Wert eines Eingabebildpixels innerhalb des Grauskalenbereichs von [184-186) oder (196-198] fällt, wie durch die Speicherstellen 604 und 612 angegeben wird. (Es sollte angemerkt werden, dass die eckigen Klammern "[,]" verwendet werden, um anzuzeigen, dass benachbarte Mengen innerhalb des Bereiches von Werten eingeschlossen werden, während die runden Klammern (,) anzeigen, dass benachbarte Mengen ausgeschlossen werden.) Ähnlich werden 2-Bit an Zufallsrauschen für Eingabebildpixelwerte im Bereich von [186-188) oder (194- 196] zum Schwellenwert zugegeben, wie durch die Speicherstellen 606 und 610 angezeigt wird, und 4-Bit an Zufallsrauschen werden für Eingabepixelwerte im Bereich von [188- 194] zum Schwellenwert zugegeben, wie durch die Speicherstelle 608 angezeigt wird. Für Eingabepixelwerte im Bereich von [0-184) oder (198-255] wird kein Rauschen zum Schwellenwert zugegeben, wie durch die Speicherstellen 602 und 614 angezeigt wird.
Fig. 7A-7E veranschaulichen die Verteilung von Fehlern, die während der Verarbeitung von Eingabebildpixeln mit benachbarten Pixeln im Fall erzeugt werden, wenn unterschiedliche Fehlerfilter genützt werden, um ein Papierkopiepixeldrucken zu erleichtern, wie durch Modell 2 festgelegt wird. Hier werden diese Fehlerfilter verwendet, um bei einer bevorzugten Pixeldichte von 360 dpi zu drucken, obwohl andere Pixeldichten entsprechend Modell 2 ebenso innerhalb der Lehren der Erfindung genützt werden können. Die Verteilungsverfahren, die in Fig. 7A-7E gezeigt werden, veranschaulichen die Verarbeitung einer Zeile an Pixeln in der Richtung von links nach rechts; Spiegelbilder dieser Filter können jedoch verwendet werden, um eine Zeile an Pixeln in der Richtung von rechts nach links zu verarbeiten.
In Fig. 7A wird das Pixel, das verarbeitet wird, als Kasten 700 gezeigt. In der veranschaulichten Anordnung wird der Fehler, der sich aus der Verarbeitung ergibt, auf ein benachbartes Pixel, das sich direkt rechts vom verarbeiteten Pixel 700 befindet (wie durch den Pfeil 702 angezeigt wird), und auf drei benachbarte Pixel auf der nächsten Zeile von Pixeln in Binärmuster verteilt, wie durch die Pfeile 704, 706 und 708 angezeigt wird.
Bevor er zu den benachbarten Pixeln hinzugefügt wird, wird der Fehlerwert mit einer Proportionalitätskonstante multipliziert. Die Werte dieser Konstanten q&sub1; q&sub2; q&sub3; und q&sub4; werden so angeordnet, dass q&sub1; + q&sub2; + q&sub3; + q&sub4; = 1. Ferner werden vorzugsweise die folgenden Wichtungen für die veranschaulichende Druckdichte von 360 dpi verwendet: q&sub1; = 9/16, q&sub2; = 1/16, q&sub3; = 3/16 und q&sub4; = 3/16. Nachdem das Pixel 700 verarbeitet wurde, wird das benachbarte Pixel rechts vom Pixel 700 durch Zugabe des proportionalisierten Fehlerwerts zum Pixelwert und Verarbeiten auf die gleiche Weise wie Pixel 700 verarbeitet. Dieses Verfahren wird fortgesetzt, bis jedes Pixel in der Zeile auf gleiche Weise verarbeitet wurde.
Die Fehlerfilter, die in Fig. 7B-7E gezeigt werden, sind auf eine Weise ausgebildet, die jener aus Fig. 7A ähnlich ist, so dass die Fehler, die sich aus der Verarbeitung ergeben, auf benachbarte Pixel direkt rechts von den verarbeiteten Pixeln (710, 720, 730 und 740) und auf die benachbarten Pixel auf den nächsten Zeilen der Pixel in Binärmuster verteilt werden. Wichtigerweise werden die folgenden Wichtungen vorzugsweise für die veranschaulichende Druckdichte von 360 dpi verwendet:
Fig. 7B: q&sub1; = 8/16, q&sub2; = 1/16, q&sub3; = 4/16 und q&sub4; = 3/16;
Fig. 7C: q&sub1; = 7/16, q&sub2; = 1/16, q&sub3; = 5/16 und q&sub4; = 3/16;
Fig. 7D: q&sub1; = 6/16, q&sub2; = 1/16, q&sub3; = 6/16 und q&sub4; = 3/16;
Fig. 7E: q&sub1; = 7/16, q&sub2; = 1/16, q&sub3; = 5/16 und q&sub4; = 3/16;
Es sollte angemerkt werden, dass der Unterschied bei gewichteten Koeffizienten unter den Filtern der Fig. 7A -7E eher nominell ist. Tatsächlich tritt der grundlegendste Unterschied zwischen den Filtern 7A und 7D auf; in Übereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung wird daher an der Schnittstelle dieser zwei Filter Rauschen zum Schwellenwert hinzugefügt. Darüber hinaus werden die Filter aus Fig. 7A-7E optimal auf gewählte Bereiche von Eingabebildpixelwerten angewendet; in der hier offenbarten veranschaulichenden Ausführung werden jene gewählten Bereiche vorzugsweise mit den folgenden Pixelwerten verbunden:
Filter aus Fig. 7A: Bereich des Bildpixelwerts [255-234];
Filter aus Fig. 7B: Bereich des Bildpixelwerts (234-221];
Filter aus Fig. 7C: Bereich des Bildpixelwerts (221-213];
Filter aus Fig. 7D: Bereich des Bildpixelwerts (213-189];
Filter aus Fig. 7E: Bereich des Bildpixelwerts (189-0].
Fig. 8 veranschaulicht ein Register 800, das unterschiedliche Rausch- (Fehler-) Mengen enthält, die zu einem Punktschattierungsschwellenwert zugegeben werden, wenn gewählte Bereiche an Eingabebildpixeln für einen Papierkopiedruck verarbeitet werden, wie durch Modell 2 festgelegt wird. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden diese Rauschfehler nur bei gewählten Eingabebildpixelbereichen und an den Grenzen von stark verschieden gefilterten Pixelbereichen zum Schwellenwert zugegeben. Wie angemerkt wird, unterscheidet sich die Menge an zugegebenem Rauschen abhängig von den Bereichen der Eingabepixelwerte und Arten von unterschiedlichen Filtern.
In der veranschaulichenden Ausführung werden 3-Bit an Zufallsrauschen zum Schwellenwert zugegeben, wenn der Wert eines Eingabebildpixels innerhalb des Grauskalenbereichs von [217-213), [162-158), [141-137) oder [116-112) fällt, wie jeweils durch die Speicherstellen 804, 816, 820 und 828 angezeigt wird; 4-Bit an Zufallsrauschen werden für Eingabepixelwerte im Bereich von [213-195), [186-174), [166- 162), [137-133) oder [120-116) zum Schwellenwert zugegeben, wie jeweils durch die Speicherstellen 806, 810, 814, 822 und 826 angezeigt wird; und 5-Bit an Zufallsrauschen werden für Eingabepixelwerte im Bereich von [195-186), [174-166) oder [133-120) zum Schwellenwert zugegeben, wie jeweils durch die Speicherstellen 808, 812 und 814 angezeigt wird. Für Eingabepixelwerte im Bereich von [255-217), [158-141) oder [112-0) wird kein Rauschen zum Schwellenwert hinzugefugt, wie durch die Speicherstellen 802, 818 und 830 angezeigt wird.
Fig. 9 ist ein veranschaulichendes schematisches Blockdiagramm, das eine Fehlerverteilungsschaltung 900 darstellt, die in Übereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung modifiziert wird. Die Fehlerverteilungsschaltung empfängt einen Strom 902 an Eingabegrauskalenbildpixeln, die durch digitale Worte aus einer abbildenden Vorrichtung (nicht gezeigt) auf eine herkömmliche Weise dargestellt werden.
Der Strom an Bildpixeln wird durch eine Pixelerkennungs- und Steuerschaltung 904 empfangen, die zur Steuerung verschiedener anderer Elemente aus der Fehlerverteilungsschaltung 900 ausgebildet ist. Insbesondere ermittelt, wie unten weiter beschrieben wird, die Pixelerkennungs- und Steuerschaltung 904 die Werte der Eingabebildpixel entsprechend dem Algorithmus, der oben beschrieben wird, und erzeugt in Antwort auf diese Ermittlung Steuersignale zur Aktivierung geeigneter Fehlerfilter; die Schaltung 904 ist weiter ausgebildet, um den Schwellenwert in Antwort auf die Ermittlung der Pixelwerte selektiv zu modulieren.
Die Eingabebildpixel treten seriell durch die Erkennungs- und Steuerschaltung 904 und in einen herkömmlichen Eingabepuffer 906. Der Puffer 906 weist im Allgemeinen eine ausreichende Größe auf, um hereinkommende Eingabebildpixelworte für eine gesamte Zeile an Pixeln zu speichern, obwohl andere Puffergrößen innerhalb der Lehren der Erfindung überlegt werden. Der Puffer 906 wird wiederum durch eine Puffersteuerschaltung 908 gesteuert (wie schematisch durch den Pfeil 910 angezeigt wird), um die gespeicherten Werte in Reihenfolge der Zeilen an eine Summierschaltung 912 auszugeben, die ausgebildet ist, um "Fehler"-Werte aufzusummieren, die durch die Verarbeitung der vorhergehenden Pixel erzeugt werden, wie unten weiter beschrieben wird. Insbesondere kann der Puffer 906 unter Steuerung der Puffersteuerschaltung 908 die gespeicherten Pixeldaten entweder in einer Reihenfolge von "links nach rechts" (zuletzt hinein, zuerst heraus) seriell ausgeben oder kann die gespeicherten Pixelwerte in einer Reihenfolge von "rechts nach links" (zuerst hinein, zuerst heraus) ausgeben.
Die gespeicherten Eingabedaten, die an der Ausgabe des Eingabepuffers 906 erzeugt werden, werden über die Summierschaltung 912 und die Zeile 914 auf eine Schwellenschaltung 916 angewendet. Die Ausgabe der Schwellenschaltung 916 ist ein quantisiertes binäres Bild (das "0-en" und "1-en" umfasst), das durch Vergleich der Pixelwerte (jeder Pixel- "Wert" umfasst den ursprünglichen Eingabebildwert und "Fehler-"Anpassungen, die durch die Summierschaltung 912 eingeführt werden) mit einem vorbestimmten, festen Schwellenwert und durch Ausgabe einer "1", wenn der Pixelwert größer als die Schwelle ist, und Ausgabe einer "0" erzeugt wird, wenn der Pixelwert geringer oder gleich dem Schwellenwert ist. Veranschaulichend kann die Schwellenschaltung 916 einen festen Schwellenwert wie 0,5 (für einen Grauskalenwertbereich zwischen 0 und 1) oder 128 (für einen Grauskalenwertbereich zwischen 0 und 255) verwenden.
In Übereinstimmung mit der Erfindung kann dieser feste Schwellenwert durch Zufalls-"Rausch"-Fehler moduliert werden, die durch eine Rauschschaltung 920 erzeugt werden, wenn gewählte Bereiche an Eingabebildpixeln verarbeitet werden. Die Rauschschaltung 920 umfasst vorzugsweise die Register 600 und 800 (Fig. 6 und 8), die Mengen an Zufallsrauschfehlern für die Verarbeitung gewählter Bereiche an Eingabebildpixeln in Vorwegnahme des Papierkopiedrucks bei z. B. Dichten von jeweils 720 und 360 dpi enthalten. Insbesondere kann eine gewählte Speicherstelle innerhalb dieser Register seine Inhalte in Antwort auf ein Steuersignal ausgeben, das durch die Erkennungs- und Steuerschaltung 904 über Zeile 922 erzeugt wird. Die Inhalte dieser gewählten Speicherstelle umfassen im Allgemeinen eine vorbestimmte Menge z. B. 0-5 Bit an Zufallsrauschfehler, der während des Quantisierungsverfahrens zum festen Schwellenwert hinzugefügt wird.
Das quantisierte binäre Signal, das durch die Schwellenschaltung 916 erzeugt wird, wird über eine Ausgabezeile 924 auf eine zweite Summierschaltung 926 angewendet, die dieses quantisierte binäre Signal vom nicht quantisierten Eingabesignal auf der Zeile 925 subtrahiert, um einen Quantisierungsfehlerwert auf Zeile 928 zu erzeugen. Der Quantisierungsfehlerwert wird an eine Fehlererkennungs- und Steuerschaltung 960 geleitet, die zur Ermittlung des Absolutwerts des Quantisierungsfehlers entsprechend des oben beschriebenen Algorithmus ausgebildet ist. In Antwort auf diese Ermittlung kann die Fehleretkennungs- und Steuerschaltung 960 ein Steuersignal über die Zeile 962 zur Aktivierung eines geeigneten Fehlerfilters einer Filterschaltung 930 in Multiplexanordnung erzeugen. Der Quantisierungsfehlerwert wird danach auf die Filterschaltung 930 in Multiplexanordnung angewendet, die in der veranschaulichenden Ausführung einen Satz an Fehlerfiltern 930a-n umfasst. Die Fehlerfilter 930a-n werden oben in Verbindung mit den Fig. 4, 5 und 7 beschrieben.
Zusätzlich kann ein geeigneter Fehlerfilter gewählt und aktiviert werden, um den Fehlerwert in Antwort auf ein Steuersignal zu verarbeiten, das durch die Pixelerkennungs- und Steuerschaltung 904 (nach Ausführung des oben beschriebenen Algorithmus) über Zeile 934 erzeugt wird. Sobald er aktiviert wurde, multipliziert die gewählte Fehlerschaltung 930 den Fehlerwert mit Proportionalitätskoeffizienten, um für die Speicherung im Fehlerpuffer 938 auf der Zeile 936 verteilte Fehlerwerte zu erzeugen. Diese verteilten Fehlerwerte werden anschließend während der Verarbeitung der laufenden, nächsten und nächstfolgenden Zeilen von Pixeln durch die Summierschaltung 912 zu vorbestimmten benachbarten Pixeln hinzugefügt.
Der Fehlerpuffer 938 wird ebenso durch die Puffersteuerschaltung 908 gesteuert (wie schematisch durch den Pfeil 940 angezeigt wird), um gewählte gespeicherte Werte an die Summierschaltung 912 über die Ausgabezeile 942 auszugeben. Unter der Steuerung der Puffersteuerschaltung 908 kann der Fehlerpuffer 938 die gespeicherten Pixeldaten entweder in Reihenfolge von "links nach rechts" (zuletzt hinein, zuerst heraus) seriell ausgeben oder kann die gespeicherten Pixeldaten in einer Reihenfolge von "rechts nach links" (zuerst hinein, zuerst heraus) ausgeben, um die Fehlerdaten an die Eingabedaten anzupassen, die aus dem Eingabepuffer 906 verschoben werden.
Während der Verarbeitung einer Zeile an Pixeln steuert die Puffersteuerschaltung 908 sowohl den Eingabepuffer 906 als auch den Fehlerpuffer 938, um nacheinander einen Eingabepufferwert aus dem Puffer 906 an die Summierschaltung 912 und einen verteilten Fehlerwert vom Fehlerpuffer 938 an die Summierschaltung 912 zu liefern. Diese Summierschaltung liefert dann nacheinander Fehler verteilte Werte an die Schwellenschaltung 916, die die quantisierte Ausgabe erzeugt. Die Ausgabe des Schwellenwerts 916 wird ebenso an einen Ausgabepuffer 950 geliefert, der ebenso durch die Puffersteuerschaltung 908 gesteuert wird. Der Ausgabepuffer 950 kann einen seriellen Strom an binären Pixeln zur Lieferung der Druckvorrichtung auf der Zeile 952 ausgeben.
Im Betrieb überwacht die Pixelerkennungs- und Steuerschaltung 904 den hereinkommenden Strom an Eingabebildpixeln auf der Zeile 902, um die Grauskalenwerte jener Pixel zu ermitteln. Danach erzeugt die Erkennungs- und Steuerschaltung ein Steuersignal über die Zeile 922, um den Schwellenwert (über die Rauschschaltung 920) selektiv zu modulieren, der durch die Schwellenschaltung 916 in Antwort auf die Ermittlung jedes Pixelwerts erzeugt wird, wenn jenes Pixel während Punktschattierungsvorgängen verarbeitet wird. Wenn zwei stark unterschiedliche Filter während des modifizierten Fehlerverteilungsverfahrens nacheinander eingesetzt werden, erzeugt die Pixelerkennungs- und Steuerschaltung 904 ferner ein geeignetes Steuersignal, um den Schwellenwert bei den Pixeln zu modulieren, die an diese sich unterscheidenden gefilterten Bereiche grenzen.
Zusätzlich können die Pixelerkennungs- und Steuerschaltung 904 und die Fehlererkennungs- und Steuerschaltung 960 jeweils über Zeile 934 und 962 Steuersignale erzeugen, um einen gewählten Fehlerfilter innerhalb der Filterschaltung 930 in Multiplexanordnung in Antwort auf den Eingabewert jenes Pixels oder den Absolutwert seines verbundenen Quantisierungsfehlers zu aktivieren.
Es wird vom Fachmann verstanden werden, dass die Erkennungs- und Steuerschaltungen 904 und 960 geeignete logische Stromkreise enthalten, die zur Erzeugung der Signale benötigt werden, die die Schaltungen 920 und 930 steuern. Die Schaltungen 904 und 960 enthalten ebenso Stromkreise, die erforderlich sind, um die Modulation des Schwellenwerts und die Aktivierung des Fehlerfilters mit der geeigneten Ausgabe an Pixelwerten aus dem Eingabepuffer 906 zu synchronisieren. Ferner enthält die Puffersteuerschaltung 908 die Stromkreise, die notwendig sind, um die serielle Ausgaberichtung jeder Zeile an Pixeln und Fehlerwerte abzuwechseln, die in den Puffern 906 und 938 gespeichert werden. Die exakten arithmetischen, logischen und Synchronisationsvorgänge, die von den Schaltungen 904, 906 und 960 durchgeführt werden, und die Pixelstellen, die aus den Puffern 906 und 938 gewählt werden, können verändert werden, ohne sich vom Rahmen der Erfindung zu entfernen.
Es wird so gesehen werden, dass die oben bekanntgegebenen Ziele unter jenen, die aus der vorangegangenen Beschreibung offensichtlich gemacht wurden, wirksam erreicht werden und es wird beabsichtigt, da bestimmte Änderungen bei der Ausführung des obigen Verfahrens und beim bekanntgegebenen Aufbau gemacht werden können, ohne sich vom Rahmen der Erfindung zu entfernen, dass der gesamte Inhalt, der in der obigen Beschreibung enthalten ist, wie in den begleitenden Zeichnungen gezeigt wird, als veranschaulichend und nicht im begrenzenden Sinn ausgelegt werden soll. Es soll ebenso verstanden werden, dass die folgenden Ansprüche alle allgemeinen und bestimmten Merkmale der Erfindung abdecken sollen, die hier beschrieben werden.

Claims

1. Verfahren zum Verbessern der Qualität eines Halbtonbildes, das aus einem Eingabestrom von Kontinuierlich-Ton- Bildpixeln erzeugt wird, wobei das Verfahren umfasst:

Ermitteln eines Grauskalenwertes für jedes Pixel des Eingabestroms;

adaptives Quantisieren des Grauskalenwertes, um einen Quantisierungsfehler zu erzeugen; und

Auswählen eines Fehlerfilters (930) aus einem Satz von Fehlerfiltern, die unterschiedliche Größen und Wichtungskoeffizienten aufweisen, wobei der ausgewählte Fehlerfilter dazu ausgebildet ist den Quantisierungsfehler unter benachbarten Pixeln des Eingabestroms auf so eine Art zu verteilen, dass die Qualität des Halbtonbildes verbessert wird; dadurch gekennzeichnet, dass;

das Fehlerfilter (930) in Antwort auf den ermittelten Grauskalenwert ausgewählt wird, wobei der Auswahlschritt wenigstens einen der folgenden Schritte umfasst:

Aktivieren eines Fehlerfilters, der dazu ausgebildet ist, den Quantisierungsfehler unter einer relativ kleinen Anzahl von benachbarten Pixeln zu verteilen, wenn der Grauskalenwert größer oder gleich ist als ein vorbestimmter Grauskalenwert oder der Absolutwert des Quantisierungsfehlers geringer ist als ein vorbestimmter Fehlerwert;

Aktivieren eines Fehlerfilters, der dazu ausgebildet ist den Quantisierungsfehler unter einer relative geringen Anzahl von benachbarten Pixeln zu verteilen, wenn der Grauskalenwert Hochtonbildpixel angibt;

Aktivieren eines Fehlerfilters, der dazu ausgebildet ist, den Quantisierungsfehler unter einer relativ großen Anzahl von benachbarten Pixeln zu verteilen, wenn der Grauskalenwert kleiner ist als ein vorbestimmter Grauskalenwert und der Absolutwert des Quantisierungsfehlers größer oder gleich ist als ein vorbestimmten Fehlerwert; und

Aktivieren eines Fehlerfilters der dazu ausgebildet ist den Quantisierungsfehler unter einer relativ großen Anzahl von benachbarten Pixeln zu verteilen, wenn der Grauskalenwert Mittelton- und Schattentonbildpixel angibt.

2. Verfahren gemäß Anspruch, 1, wobei der Schritt des adaptiven Quantisierens die folgenden Schritte umfasst:

wahlweises Modulieren eines Schwellenwertes in Antwort auf den ermittelten Grauskalenwert;

Vergleichen des Grauskalenwertes mit dem wahlweise modulierten Schwellenwert, um einen Binärwert herzustellen; und

Subtrahieren des Binärwertes von dem Grauskalenwert, um einen Quantisierungsfehler zu erzeugen.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der Schritt des wahlweisen Modulierens den Schritt des Addierens einer vorherbestimmten Größe von Rauschfehlern zu dem Schwellenwert umfasst.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei der Addierschritt den Schritt des Varierens der vorherbestimmten Größe von Rauschfehlern in Antwort auf den ermittelten Grauskalenwert umfasst.

5. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei der Addierschritt den Schritt des Varierens der vorherbestimmten Größe von Rauschfehlern zwischen 0-5 Bits umfasst, abhängig von dem ermittelten Grauskalenwert.

6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die benachbarten Pixel im Wesentlichen angrenzende benachbarte Pixel in einer Anordnung sind, und diejenigen Pixel der Anordnung, die direkt zur rechten und direkt unter einem Objektpixel angeordnet sind, ausschließen.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die benachbarten Pixel im Wesentlichen angrenzende benachbarte Pixel in einer Anordnung sind, und diejenigen Pixel der Anordnung, die direkt zur rechten und direkt unter einem Objektpixel angeordnet sind, einschließen.

8. Vorrichtung zum Verbessern der Qualität eines aus einem Eingabestrom von Kontinuierlich-Ton-Bildpixeln erzeugten Halbtonbildes, wobei die Vorrichtung umfasst:

eine Einrichtung (904) zum Bestimmen eines Grauskalenwertes für jedes Pixel des Eingabestroms; und

eine Einrichtung (960) zum adaptiven Quantisieren des Grauskalenwertes, um Quantisierungsfehler zu erzeugen und

eine Einrichtung (960) zum Auswählen von Fehlerfiltern (930A-C) aus einem Satz von Fehlerfiltern (930), die unterschiedliche Größen und Wichtungskoeffizienten aufweisen, wobei die ausgewählten Fehlerfilter dazu ausgebildet sind, die Quantisierungsfehler unter benachbarten Pixeln des Eingabestroms auf eine Art zu verteilen, die die Qualität des Halbtonbildes verbessert; dadurch gekennzeichnet, dass:

die Auswahleinrichtungen (960) dazu dienen, die Fehlerfilter (930A-C) in Antwort auf den ermittelten Grauskalenwert auszuwählen, und eine Einrichtung zum Aktivieren von Fehlerfiltern umfasst, die dazu ausgebildet ist, die Quantisierungsfehler zu verteilen, und zwar unter:

einer relativ geringen Anzahl von benachbarten Pixeln, wenn der Grauskalenwert höher oder gleich ist als ein vorbestimmter Grauskalenwert oder, wenn der Absolutwert eines Quantisierungsfehlers geringer ist als ein vorbestimmter Fehlerwert; oder

einer relativ hohen Anzahl von benachbarten Pixeln, wenn der Grauskalenwert geringer ist als ein vorbestimmter Grauskalenwert und, wenn der Absolutwert eines Quantisierungsfehlers größer oder gleich ist als ein vorbestimmter Fehlerwert.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Aktivierungseinrichtung eine Pixelerkennungs- und Steuerschaltung (904) oder eine Fehlererkennungs- und Steuerschaltung (960) umfasst.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die adaptive Quantisierungseinrichtung (960) eine Einrichtung zum wahlweisen Modulieren eines Schwellenwertes in Antwort auf den ermittelten Grauskalenwert umfasst.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die wahlweise Modulationseinrichtung umfasst:

eine Schwellenschaltung (916) zum iterativen Vergleichen des Grauskalenwertes mit einem Schwellenwert und Erzeugen, aus dem Vergleich, von Binärrasterwerten; und

eine Summierschaltung (926) zum Subtrahieren der Binärrasterwerte von dem Grauskalenwert, um Quantisierungsfehler zu erzeugen.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Schwellenschaltung (916) mit einer Rauschschaltung (920) verbunden ist, die ausgebildet ist, den Schwellenwert in Antwort auf ein Steuersignal, das durch eine Pixelerkennungs- und Steuerschaltung (904) erzeugt wird, zufällig zu modifizieren.

13. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, ferner umfassend einen Bild-Zeilenpuffer (906) zum Speichern der Grauskalenwerte eines unmittelbar vorherigen Zustands von Pixeln des Eingabestroms, und wobei die vorher verarbeiteten Pixel aus dem Puffer ausgewählt werden.

14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, ferner umfassend:

einen Ausgabepuffer (950) zum Speichern der Binärrasterwerte; und

einen Fehlerpuffer (938) zum Speichern der Quantisierungsfehler der unmittelbar vorherigen Reihen von Pixeln, und wobei Werte der Quantisierungsfehler von dem Fehlerpuffer ausgewählt werden.

15. Computersystem umfassend:

einen Speicher (104, 106) zum Speichern von Daten und Programmen;

eine zentrale Verarbeitungseinheit (102), die auf in dem Speicher gespeicherte Programme reagiert und den Betrieb des Computersystems koordiniert;

eine Digitalisierungseinrichtung, die auf ein Kontinuierlich-Ton-Bild reagiert, um einen Strom von elektronisch codierten Pixelwerten zu erzeugen, wobei jedes einen Grauskalenwert eines Bereichs des Kontinuierlich-Ton-Bildes repräsentiert;

eine Einrichtung, die auf dem Strom elektronisch codierter Pixelwerte reagiert, um die elektronisch codierten Pixelwerte in einer Mehrzahl von linearen Segmenten zu speichern, wobei jedes lineare Segment Pixelwerte umfasst, die angrenzende Bereiche des Kontinuierlich-Ton-Bildes repräsentieren;

eine Pixelerkennungs- und Steuerungsschaltung (904) zum Ermitteln des Grauskalenwerts jedes elektronisch codierten Pixels;

eine Einrichtung (960) zum adaptiven Quantisieren des Grauskalenwertes, um die codierten Pixel in ein Halbtonmuster zu verarbeiten, und um Quantisierungsfehler zu erzeugen;

einen Drucker (114) zum Drucken der Halbtonmuster aus Punkten auf ein Druckmedium, um ein Halbtonbild zu erzeugen; und

eine Filterschaltung (930) umfassend eine Mehrzahl von Fehlerfiltern (930A-C) in Multiplexanordnung, wobei jedes eine vorherbestimmte Größe und zugehörige Wichtungskoeffizienten aufweist, um die Quantisierungsfehler unter den benachbarten Pixel des linearen Segments zu verteilen; dadurch gekennzeichnet, dass das Computersystem ferner umfasst:

eine Einrichtung, um in Antwort auf den ermittelten Grauskalenwert ein ausgewähltes der Fehlerfilter in Multiplexanordnung zu aktivieren, welches dazu ausgebildet ist, die Quantisierungsfehler zu verteilen, und zwar unter:

einer relativ geringen Anzahl von benachbarten Pixel, wenn der Grauskalenwert höher oder gleich ist als ein vorbestimmter Grauskalenwert oder, wenn der Absolutwert eines Quantisierungsfehlers geringer ist als ein vorbestimmter Fehlerwert; oder

einer relativ hohen Anzahl von benachbarten Pixel, wenn der Grauskalenwert geringer ist als ein vorbestimmter Grauskalenwert und, wenn der Absolutwert des Quantisierungsfehlers größer oder gleich ist als ein vorbestimmter Fehlerwert.