DE69527675T2 - Mehrstufige Halbtonrasterung mit gruppierten Punkten und Linien für den elektrografischen Farbdruck - Google Patents
Mehrstufige Halbtonrasterung mit gruppierten Punkten und Linien für den elektrografischen FarbdruckInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft Bildwiedergabesysteme mit der Kapazität, nur eine bestimmte Menge von Dichteniveaus in einer Schwarzweiß- oder Farbreproduktion eines Halbtonbilds einheitlich wiederzugeben. Insbesondere können die Verfahren der Erfindung bei einem elektrographischen Drucker mit Mehrpegelkapazität verwendet werden.
- Die Reproduktion von Halbtonbildern erfolgt traditionell über die volle Halbtonreproduktion wie etwa fotographische Farbabzüge oder über binäre Rasterungstechniken wie etwa den Farboffsetdruck. Der elektrographische Druck, bei dem durch statische Elektrizität, die zur Bildung graphischer Darstellungen lokal entladen wird, ein latentes Bild gebildet wird, weist ein wichtiges Element auf, das als elektrofotographischer Druck bezeichnet wird. Beim elektrofotographischen Druck wird die statische Energie durch einen gerichteten Lichtstrahl teilweise entfernt. Elektrofotographische Drucker weisen traditionell die Kapaziät zum binären Druck auf. Man erreicht die Illusion von Halbtonbildern durch binäre Rasterungstechniken. Jeder adressierbare Fleck auf der Ausgabe, im Weiteren als Mikropunkt bezeichnet, kann eine hohe Dichte, die einer vollen Tonerbedeckung entspricht, oder eine geringe Dichte, die dem Fehlen von Toner entspricht, erhalten.
- In jüngster Zeit weisen elektrographische Drucker auch eine begrenzte Halbtonkapazität auf. Das bedeutet, daß die Tonermenge pro Mikropunkt kontinuierlicher moduliert werden kann, so daß der Mikropunkt nach der Wiedergabe abgesehen von einer geringen Dichte und einer hohen Dichte auch einige mittlere Dichtewerte aufweisen kann. Der Dichtepegel kann durch einen Energiepegel geregelt werden, der von einer Ausgabeeinrichtung auf den Mikropunkt angewendet wird. Agfa-Gevaert N. V. aus Mortsel, Belgien vermarktet einen derartigen elektrofotographischen Drucker unter dem Warenzeichen Chromapress. Dabei handelt es sich um einen Duplexfarbdrucker (Cyan, Magenta, Yellow, Black) mit einer Auflösung von 600 Mikropunkten pro Inch, der pro Stunde 1000 A3-Seiten produziert. Pro Mikropunkt können 64 Energiepegel ausgewählt werden. Die Ausgabeeinrichtung kann auch ein thermographischer Drucker, ein Tintenstrahldrucker, allgemeiner ein elektrographischer Drucker usw. sein. Das Problem bei den mittleren Dichtewerten besteht darin, daß sie infolge der Physik des elektrographischen Prozesses nicht stabil sind. Unter Instabilität wird verstanden, daß zwischen dem auf die Einrichtung angewendeten Energiepegel und dem auf der Reproduktion erhaltenen Dichtepegel keine Eins-zu-Eins-Relation vorliegt. Der Dichtepegel eines ersten Mikropunkts hängt stark von dem auf die Mikropunkte in der unmittelbaren Nachbarschaft des ersten Mikropunkts angewendeten Energiepegel ab. Es sind deshalb mehrere Verfahren vorgeschlagen worden, um die Stabilität der Mikropunkte zu verbessern. Dies kann in Abhängigkeit von dem Dichtepegel bis zu einer bestimmten Grenze geschehen. Ein wichtiger Aspekt der verbleibenden Instabilität besteht darin, daß pro Mikropunkt nicht genügend Dichtepegel wiedergegeben werden können. Deshalb muß eine mit der binären Rasterung verwandte Technik verwendet werden, die als Mehrpegelrasterung bezeichnet wird. Ein Problem bei der Rasterung besteht darin, daß die räumliche Auflösung gesenkt wird, um die Dichteauflösung zu verbessern. Ein weiteres Problem besteht darin, daß sich wegen der Wechselwirkung zwischen den Mikropunkten und dem Rasterungsmuster ein internes Moire zeigen kann. Diese Probleme sind in WO-A-93 26116 für die Mehrpegelrasterung von Bildern mit einer Farbkomponente angesprochen worden. Fig. 7 jener Anmeldung offenbart ein graues 3- Bit-Rasterpunktlayout entsprechend einer Ausführungsform mit gemischter Punktart. Bei niedrigen Ausgabedichtewerten erscheinen isolierte Rasterpunkte auf einem Hintergrund. Die Rasterpunkte bestehen aus Mikropunkten mit zwei verschiedenen Dichtepegeln. Bei höheren Ausgabedichtepegeln erscheinen isolierte Bänder, und bei den höchsten Dichtewerten liegen in jeder Rasterzelle höchstens zwei verschiedene Dichtepegel vor.
- Wenn jedoch verschiedene Farbkomponenten übereinander gedruckt werden, um Farbreproduktionen zu erhalten, kann zwischen den verschiedenen Komponenten ein Farbmoire auftreten. Dieses Problem wird bei der obenerwähnten Anmeldung nicht angesprochen. Farbmoire oder Zwischenbildmoire unterscheidet sich von internem Moire, wie unten beschrieben wird.
- Aus EP-A-0 370 271 ist die Bildung von Rasterpunkten bekannt, um ein Rosettenmoire und Farbverschiebung zu verhindern, ist jedoch mit der binären Rasterung verwandt. In dieser Anmeldung werden Probleme hinsichtlich der Stabilität von Mikropunkten und des Aliasing von Linienstrukturen durch Verwendung von mehreren Pegeln nicht angesprochen.
- Eine erste Aufgabe der Erfindung besteht in der Wiedergabe von Bildern mit einer einheitlichen und vorhersagbaren Dichte auf der Reproduktion.
- Eine zweite Aufgabe der Erfindung besteht in der Optimierung der räumlichen Auflösung, wobei die Dichteauflösung gleichzeitig so hoch gehalten wird, wie dies notwendig ist, um den Eindruck einer Halbtonbildreproduktion zu garantieren.
- Eine dritte Aufgabe der Erfindung besteht in der Eliminierung von internem Moire und Zwischenbildmoire.
- Eine vierte Aufgabe der Erfindung besteht darin, die aus der Kombination mehrerer Farbkomponenten erhaltene Reproduktion weniger registerabhängig zu machen und dadurch ein Linienstrukturaliasing zu vermeiden.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in Anspruch 1 eine Farb- oder Mehrtonreproduktion offenbart. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
- Die Anforderung, daß die Rasterpunkte isoliert sind und aus zwei verschiedenen Dichtewerten bestehen, bewirkt, daß instabile Mikropunkte mit stabilen Mikropunkten mit einer höheren Dichte stabilisiert werden können. Die Anforderung hinsichtlich identischer relativer Position reduziert oder eliminiert das interne Moire.
- Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung.
- Bei vielen Druck- oder Bildwiedergabeeinrichtungen wird die Dichte auf dem Träger über einen Prozeß erhalten, bei dem die- Energie räumlich moduliert wird, um räumlich variierende Dichtewerte auf dem Träger zu erhalten. Bei Thermographie-, Thermosublimations-, thermischen Übertragungsprozessen usw. wird Energie an einen Thermokopf oder dergleichen angelegt. Üblicherweise ist die Dichte auf dem Träger umso höher, je mehr Energie angelegt wird. Bei der Elektrofotographie wird eine Halbleitertrommel mit einer negativen Spannung geladen und von einer Lichtquelle beleuchtet, um die Ladung dort zu diffundieren, wo Tonerteilchen angezogen werden müssen. Außerdem ist hier der auf die Trommel auftreffende Energiepegel der Lichtquelle proportional zu der Dichte auf dem Träger. Es ist möglich, daß die Lichtquelle immer eine konstante Lichtleistung abgibt, daß aber die Energiemenge auf der Halbleitertrommel durch Ablenkung der Lichtquelle auf die Trommel zu oder von dieser weg moduliert wird. Man kann sich Systeme ausdenken, bei denen man durch einen ansteigenden Energiepegel auf dem Träger einen geringeren Dichtepegel erhalt. Die für die vorliegende Erfindung dargelegten Ausführungsformen können auch für diese Art von Einrichtungen verwendet werden.
- Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Mehrpegelrasterungseinrichtung;
- Fig. 2 eine Erläuterung der Einzelheiten einer Linienmodulationstechnik;
- Fig. 3 einige Beispiele von Bildern mit konstantem Grau, moduliert durch ein Linienraster mit verschiedenen Orientierungen;
- Fig. 4 Beispiele von Bildern mit konstantem Grau, moduliert durch eine Kombination aus Linienrastern;
- Fig. 5 die Ergebnisse der Kombination aus Linienrastermodulation und voller Halbtonmodulation;
- Fig. 6 eine Elementarzelle und Superzelle zusammen mit Basislinienorientierungen für eine bevorzugte Kombination dreier Raster gemäß der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 7 eine Testseite zum Auswählen eines eingeschränkten Satzes von Energiepegeln Ej;
- Fig. 8 eine graphische Darstellung, die den Reflexionsgrad als Funktion des Energiepegels angibt;
- Fig. 9 eine weitere Testseite, die zu Fig. 7 gleichwertige Ergebnisse liefert,
- Fig. 10 eine graphische Darstellung, die den Reflexionsgrad als Funktion eines Satzes geordneter Rasterzellarten zeigt.
- Es hat sich herausgestellt, daß die Stabilität isolierter Mikropunkte mit ihrer Dichte zunimmt. Wenn an dem Mikropunkt keine Energie angelegt wird, dann wird im allgemeinen an die Stelle dieses Mikropunkts kein Toner angezogen. Wenn die maximale Energie angelegt wird, dann bedecken Tonerteilchen den Mikropunkt vollständig. Falls ein niedriger Energiepegel angelegt wird, kann die Menge an Tonerteilchen zufällig zwischen weiten Grenzen fluktuieren. Je mehr Tonerteilchen sich auf dem Mikropunkt abscheiden, umso höher ist die erreichte Dichte auf diesem jeweiligen Mikropunkt. Es hat sich außerdem herausgestellt, daß Mikropunkte, die einen niedrigen Energiepegel erhalten, sich in Abhängigkeit von den an Mikropunkte in ihrer Nachbarschaft angelegten Energiepegeln unterschiedlich verhalten. Mikropunkte, die einen hohen Energiepegel erhalten, geben die gleiche Dichte unabhängig von benachbarten Mikropunkten gleichförmiger wieder. Weitere Untersuchungen haben ergeben, daß einen niedrigen Energiepegel erhaltende Mikropunkte stabiler werden, wenn sie einem Mikropunkt mit einem hohen Energiepegel benachbart sind. Unter Nachbarschaft wird verstanden, daß sich die Mikropunkte mit ihren Seiten oder mit einem Eckpunkt berühren. Es ist deshalb vorteilhaft, den bedruckbaren Bereich in Rasterzellen zu unterteilen, wobei jede Zelle die gleiche Menge an Mikropunkten umfaßt, und die Dichte der einzelnen Mikropunkte in einer Rasterzelle derart umzuverteilen, daß sich die mittlere Dichte (über die Mikropunkte einer Rasterzelle gemittelt) der für die Reproduktion des Bilds erforderlichen mittleren Dichte nähert. Eine niedrige mittlere Dichte kann durch zwei extreme Anordnungen erreicht werden:
- (1) ein oder mehrere Mikropunkte in der Rasterzelle erhalten die höchstmögliche Dichte; die anderen Mikropunkte in der Rasterzelle erhalten die niedrigstmögliche Dichte, mit Ausnahme eines Mikropunkts, der eine dazwischenliegende Dichte erhält, so daß sich die mittlere Dichte der erforderlichen Dichte annhähert.
- (2) Alle Mikropunkte erhalten im wesentlichen die gleiche Dichte, so daß die erforderliche Dichte über alle Mikropunkte gleichmäßig verteilt ist.
- Das erste Verfahren erzeugt stabile Dichtepegel, reduziert aber die räumliche Auflösung auf die Größe der Rasterzellen. Das zweite Verfahren behält die räumliche Auflösung bei, doch fluktuieren geringe Dichtewerte zufällig zwischen weiten Grenzen. Verfahren (1) ist für geringe Dichtepegel absolut, notwendig, während Verfahren (2) für hohe Dichtewerte ohne Qualitätsverschlechterung verwendet werden kann. Bei niedrigen Dichten wird deshalb ein erster Mikropunkt einer Rasterzelle auf eine stabile Dichte angehoben, bevor ein zweiter. Mikropunkt in der Rasterzelle eine geringe Dichte erhalten, kann, um die mittlere Dichte der Rasterzelle zu erhöhen. Ab einem bestimmten mittleren Dichtepegel können die den ersten stabilen Mikropunkt umgebenden Mikropunkte eine zunehmende Dichte erhalten. Das bedeutet, daß bei niedrigen Dichten nur der erste Mikropunkt in jeder Rasterzelle sichtbar ist. Bei höheren Dichtewerten sind dieser erste Mikropunkt und um diesen ersten Mikropunkt herum geclusterte Mikropunkte sichtbar. Da alle Rasterzellen auf die gleiche Weise angeordnet sind und sich über die ganze Reproduktion hinweg periodisch in zwei Dimensionen wiederholen, bemerkt man in eine geringe Dichte aufweisenden Regionen ein regelmäßiges Gitter punktähnlicher Zonen.
- Die Fläche der zu der mittleren Dichte beitragenden Mikropunkte nimmt mit der mittleren Dichte zu. Diese geclusterten Mikropunkte können rund, quadratisch, elliptisch, länglich usw. sein. Es wurde eine längliche Form ausgewählt, die sich zu einem Linienraster hin entwickelt, da durch ein Linienraster die Kombination von Farbkomponenten in einer Farbreproduktion weniger registerabhängig wird. Das bedeutet, daß bei mittleren Dichtewerten gleichmäßig beabstandete parallele Linien aus Mikropunkten mit einer hohen Dichte sichtbar sind. Neben diesen Linien weisen die Mikropunkte eine geringere Dichte auf. Die Stabilität der letzteren Mikropunkte wird durch die eine hohe Dichte auf weisenden Mikropunkte entlang den parallelen Linien gesichert.
- Bei Erhöhung der Dichte kann die mittlere Dichte über alle die Rasterzelle bildenden Mikropunkte mehr und mehr gleichmäßig verteilt sein. Der Effekt davon besteht darin, daß der Raum zwischen den parallelen Linien mit Mikropunkten mit einer höheren Dichte gefüllt wird und daß diese Linien zu verschwinden scheinen.
- Die oben beschriebene Anordnung aus den Mikropunkten in einer Rasterzelle kann durch die Kombination aus zwei Linienrastern erhalten werden. Ein Linienraster ist ein Raster, bei dem die Dichte entlang einer als Rasterwinkel bezeichneten festen Richtung für alle Punkte entlang einer Linie in dieser Richtung gleichbleibt. Die Dichte variiert von einer geringen Dichte zu einer hohen Dichte entlang jeder Linie in einer orthogonal zu dem Rasterwinkel verlaufenden Richtung. Zur fotomechanischen Reproduktion wird das von dem Halbtonvorlagenbild reflektierte oder transmittierte Licht zu dem Linienraster gelenkt. Das Licht wird proportional zu der lokalen Dichte des Linienrasters gedämpft, und das gedämpfte Licht wird auf ein lichtempfindliches Material gelenkt. Die Kombination aus den beiden Linienrastern kann realisiert werden, indem sie mit verschiedenen Rasterwinkeln aufeinander gelegt oder das erste Linienraster angewendet, das lichtempfindliche Material entwickelt und dann das Licht von diesem lichtempfindlichen Material mit dem zweiten Linienraster unter einem anderen Winkel moduliert wird. Dadurch werden in den eine geringe Dichte aufweisenden Gebieten kleine Punkte, in den mittleren Dichtewerten Linienstrukturen und in den höchsten Dichtewerten ein Kontinuum wiedergegeben.
- Die gleichen Prinzipien können angewendet werden, um die Bildung der Mikropunkte in einer Rasterzelle zu kennzeichnen. Bei der elektronischen Belichtung kann diese Bildung durch einen Satz aus N - 1 Schwellwertmatrizen gesteuert werden, wobei jede Matrize M Elemente aufweist, oder durch einen Satz von M Pixeltonkurven, wobei jede Pixeltonkurve L Einträge aufweist. Der Wert N stellt die Anzahl der Energiepegel dar. Bei einem binären System ist N gleich 2 und eine Schwellwertmatrix kann die Entwicklung der Mikropunkte innerhalb einer Rasterzelle beschreiben. Bei einem System mit 16 Energiepegeln ist N = 16. Der Wert M stellt die Anzahl der Mikropunkte in der Rasterzelle dar. Bei einer quadratischen Rasterzelle mit 4 Pixeln und 4 Linien von Mikropunkten ist M = 16. Der Wert L stellt die Anzahl digitaler Intensitätspegel Ix,y dar, durch die die Halbtonbildinformationen für die Stelle (x, y) auf dem Träger oder eine Komponente für Farbbilder dargestellt werden. Bei Acht-Bit-Systemen ist L = 256, das heißt, der Grauwert eines Pixels des Halbtonbilds kann durch digitale Werte zwischen 0 und 255 dargestellt werden. Die Darstellung der Rasterzelle durch Pixeltonkurven gibt mehr Flexibilität als die Darstellung durch Schweliwertmatrizen, da Schweilwertmatrizen erzwingen, daß der Energiepegel für einen beliebigen spezifischen Mikropunkt nicht abnimmt, wenn der mittlere Dichtepegel der Rasterzelle zunimmt. Außerdem sind Pixeltonkurven schneller bei der Umwandlung eines Pixelpegels in einen Energiepegel. Dieser Vorgang kann durch einen Nachschlagetabellenvorgang erfolgen, wenn die Stelle des Mikropunkts relativ zu der Rasterzelle bekannt ist. Es ist offensichtlich, daß ein Satz Schwellwertmatrizen in den entsprechenden Satz von Pixeltonkurven umgewandelt werden kann und daß Pixeltonkurven, die niemals abnehmen, in einen Satz entsprechender Schwellwertmatrizen umgeformt werden können.
- In Fig. 1 wird gezeigt, wie die Umwandlung eines Halbtonbilds 26 in ein Mehrpegelrasterbild 30 realisiert wird. Der Träger 21 ist in Mikropunkte 22 unterteilt. Jeder Mikropunkt 22 auf dem Träger 21 kann individuell durch die Wiedergabeeinrichtung 23 mit einer Adresse (x, y) adressiert werden. In Abhängigkeit von der erforderlichen Größe und Orientierung der Reproduktion, der Auflösung der Wiedergabeeinrichtung und der ursprünglichen Auflösung der das Vorlagenbild darstellenden Bilddaten werden die Pixel des Halbtonbilds durch in der Technik wohlbekannte Verfahren geometrisch umgeordnet, um ein Bild 26 aus Pixeldaten 29 mit jeweils einer Stelle (x, y) und einem Intensitätswert Ix,y zu erhalten. Diese geometrische Umordnung kann vor der Umwandlung in ein Mehrpegelrasterbild oder während der Umwandlung erfolgen, da die Intensitätswerte Ix,y erforderlich sind. Dieser Vorgang bewirkt, daß es für jeden Mikropunkt 22 ein Eingabepixel 29 gibt.
- Alle Mikropunkte auf dem Träger sind in Rasterzellen 31 organisiert. In Fig. 1 besteht jede Rasterzelle aus sechzehn Mikropunkten 22. Eine Takteinrichtung 28 erzeugt für jeden Mikropunkt einen Taktimpuls. Bei jedem Taktimpuls erzeugt eine an die Takteinrichtung 28 angekoppelte Adreßerzeugungseinrichtung 27 die Koordinaten (x, y) für den nächsten abzubildenden Mikropunkt 22. Diese Adresse (x, y) adressiert ein Pixel 29 der Halbtonbildinformationen 26 und sendet seinen Intensitätspegel Ix,y zu der Tonkurventransformationseinheit 25. Diese Einheit erhält außerdem die Adresse (x, y) und setzt sie zu einer Mikropunktelementzahl i innerhalb einer Rasterzeile in Beziehung. Bei diesem Beispiel 1iegt i im Bereich von 1 bis 16, da pro Rasterzelle sechzehn Mikropunkte vorliegen. Jedem Mikropunkt i ist eine Pixeltonkurve Li zugeordnet, die den Intensitätspegel Ix,y in eine dem Energiepegel Ej entsprechende Energieindexzahl j umwandelt. Wie später erörtert wird, kann der Energieindex j eine reduzierte Anzahl von Zahlen annehmen, um einen eingeschränkten Satz von Energiepegeln Ej zu adressieren. Eine diese Energiepegel enthaltende Tabelle 36 kann mit dem Index j indexiert werden, um den Energiepegel Ej zu erhalten. Dieser Energiepegel Ej wird zusammen mit der Adresse (x, y) zu der Wiedergabeeinrichtung 23 gesendet, was dazu führt, daß eine Dichte an der Stelle (x, y) auf dem Mikropunkt 22 auf dem Träger 21 geschrieben wird.
- Durch die Art und Weise, wie die Pixeltonkurven mit Werten gefüllt werden, wird das Aussehen der Reproduktion bestimmt. Zum Auffüllen von Werten in den Pixeltonkurvenelementen wird hier das Konzept der Linienraster verwendet. Die Vorgehensweise wird hier gemäß Fig. 2 beschrieben. Für jeden konstanten Intensitätspegel Ix,y kann ein Wert für jede Pixeltonkurve Li innerhalb einer Rasterzelle erzeugt werden. Es wird ein Satz äquidistanter paralleler Linien ausgewählt, zum Beispiel 41, 42, die in jeder Rasterzelle 45 ein identisches Linienmuster ergeben. Die entlang einer orthogonal zu den parallelen Linien verlaufenden Linie zwischen jeweils zwei benachbarten Linien gemessene Entfernung ist D. Bei einer gegebenen Intensität Ix,y werden parallel zu den parellelen Linien verlaufende und entlang diesen zentrierte Bänder 43 mit einer von dem Intensitätspegel Ix,y abhängigen Breite W definiert.
- - Die Breite W ist D für den niedrigsten Intensitätspegel;
- - Die Breite W ist 0 für den höchsten Intensitätspegel.
- Die Breite W jedes Bands ist weiterhin eine abnehmende Funktion des Intensitätspegels Ix,y, das heißt, W ist proportional zu (1 - I), falls I der linear normierte Wert für Ix,y ist, so daß I Werte zwischen 0 und 1 aufweist. Die Formulierung "y variiert proportional zu x" bedeutet, daß y eine ansteigende Funktion von x ist, das heißt, immer dann, wenn x zunimmt, nimmt y nicht ab. In diesem spezifischen Fall berühren sich die Bänder gegenseitig bei der höchsten Dichte und bei der niedrigsten Dichte existieren überhaupt keine Bänder. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird jeder Mikropunkt 44 in Abhängigkeit von der Breite des Bandes von einem oder zwei Bändern bedeckt. Es ist nun die Fläche dieses von den Bändern 43 bedeckten Mikropunkts 44, die die Menge an Dichte ergibt, die dem spezifischen Mikropunkt zugeordnet ist. Wenn der Mikropunkt von einem oder mehreren Bändern völlig bedeckt wird, dann erhalt dieser Mikropunkt die höchstmögliche Dichte. Falls der Mikropunkt nicht von irgendeinem Band bedeckt wird, dann erhält der Mikropunkt die niedrigstmögliche Dichte. Falls 50% der Fläche eines Mikropunkts von den Bändern bedeckt wird, dann erhält er eine zwischen der kleinsten und größten möglichen Dichte liegende Zwischendichte. Auf diese Weise, kann man Linienmuster erhalten, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind. Auf einer Dichteskala von 0 bis 255 sind resultierende Linienmuster für eine Dichte von jeweils 15, 36 und 98 gezeigt. Auf der linken Seite ist ein derartiges Linienmuster für eine Linienorientierung von etwa 166º gezeigt, und auf der rechten Seite beträgt die Linienorientierung 45º. Durch diese Art eindimensionaler Modulation erhält man eine verbesserte Dichtestabilität von Bildern. Außerdem wird das Aliasing, dessen Eintreten erwartet werden kann, wenn eine Linie mit einer bestimmten Orientierung auf ein diskretes Gitter wie das durch die Mikropunkte ausgebildete abgebildet wird, durch den elektrographischen Prozeß selbst geglättet, der im allgemeinen die Tonerteilchen entlang eines Bands entlang der Linie verschmiert. Die Tonerteilchen werden entlang dieser Linie konzentriert und die Hintergrundabscheidung weiter weg von der Linienmitte wird verringert. Dies hat den Effekt einer Kantenverbesserung, die von dem elektrischen Feld in der endlichen, .sich entwickelnden Lücke herrührt. Dieses Verfahren hat den Effekt, daß die erforderliche Dichte entlang der parallelen Linien "konzentriert" wird, wodurch von den Linien weiter entfernte Mikropunkte die niedrigste Dichte erhalten.
- Eine weitere Verbesserung kann erreicht werden, indem der obige Schritt mit Linien mit einer zweiten Richtung wiederholt wird, die nicht mit der ersten Richtung der ersten Linien zusammenfällt. Die von dem vorausgegangenen Verfahren den Mikropunkten zugeordneten Dichtewerte werden als V&sub1; bezeichnet und werden nun zur Modulation durch den zweiten Satz von Linien verwendet. Die Breite des zweiten Satzes von Bändern ist nun proportional zu V&sub1;. Falls V&sub1; Null ist, dann haben die Bänder eine Breite von Null; falls V&sub1; maximal ist, das heißt, die Fläche des Mikropunkts war durch die ersten Bänder total bedeckt, dann haben die zweiten Bänder eine Breite, die gleich dem Abstand ihrer Mittellinien ist. Wiederum wird für den Mikropunkt mit dem zugeordneten Wert V&sub1; die von den zweiten Bändern bedeckte Fläche gemessen, wodurch man einen Wert V&sub3; erhält. Dieser Wert V&sub3; ist Null, falls die zweiten Bänder keinen Teil des Mikropunkts bedecken. Dieser Wert V&sub3; ist am größten, falls der Mikropunkt von einem oder mehreren dieser zweiten Bänder total bedeckt wird. Durch diese zweite Modulation werden die vorherigen linienmäßigen Dichtewerte zu den Punkten hin "konzentriert", in denen sich die beiden Linien kreuzen. Dies ist in Fig. 4 zu sehen, wo jede Figur der von Fig. 3 - entspricht, wo die zusätzliche Linienmodulation addiert wird. Aus dieser Figur ist offensichtlich, daß bei geringen Dichtewerten (z. B. 15) eine periodische Wiederholung von Flecken erscheint. Bei einer höheren Dichte (z. B. 36) werden diese Flecken länglich und beginnen, sich zu Linien zu verbinden. Bei noch höheren Dichtewerten (z. B. 92) sind diese Linien klar zu sehen und beginnen, über die ganze Reproduktion hinweg zu einer kontinuierlichen Dichte abzuklingen.
- Da die Mikropunkte bei höheren Dichtewerten stabiler sind, können die Dichtewerte gleichmäßiger über die Mikropunkte verteilt werden. Das Verfahren kann deshalb derart modifiziert werden, daß eine homogene Dichteverteilung zu der linienmäßigen oder punktmäßigen Verteilung addiert wird. Die homogene Verteilung erhält für höhere Dichtewerte größere Wichtigkeit. Aus dem Wert V&sub1; kann deshalb ein Wert V&sub2; abgeleitet werden, der eine lineare Kombination der linienmäßig modulierten Dichte V&sub1; und der homogenen Dichteverteilung ist:
- V&sub2; = (1 - W&sub1;)·V&sub1; + W&sub1;·(1 - I)
- W&sub1; ist ein positiver Gewichtsfaktor, der nicht größer als Eins ist. I in (1 - I) entspricht der normierten Form der Intensität Ix,y. Mit diesem Wert V&sub2; wird nun die Breite der zweiten Bänder definiert. Es wird nun immer dann ein anderer Wert für V&sub3; erhalten, wenn W&sub1; von Null verschieden ist. Das gleiche Verfahren kann auf den Wert V&sub3; angewendet werden, der aus dem zweiten Satz von Bändern für den spezifischen Mikropunkt erhalten wurde, wodurch man einen modifizierten Wert
- V = (1 - W&sub2;)·V&sub3; + W&sub2;·V&sub2;
- erhält.
- Es ist offensichtlich, daß das erste Verfahren ein Spezialfall dieses modifizierten Verfahrens ist, falls W&sub1; und W&sub2; als Null gewählt werden.
- In Fig. 5 zeigt die erste Reihe, was geschieht, wenn das erste Verfahren angewendet wird, wobei beide Gewichte Null betragen. Diese Figur ist für geringe Dichtewerte effektiv korrekt. Bei höheren Dichtewerten wird die bandartige Struktur offensichtlicher. Die den beiden Bändern gemeinsame Raute wird durch diesen Vorgang mit hoher Dichte abgebildet. Die zweite Reihe zeigt, was geschieht, wenn das erste Gewicht W&sub1; als Null und das zweite als Eins angenommen wird. Es ergibt sich ein Linienraster. Die letzte Reihe zeigt, was geschieht, wenn beide Gewichte einen Zwischenwert aufweisen. Es hat sich herausgestellt, daß die beste Wahl für die Gewichte W&sub1; und W&sub2; mit der Dichte zunimmt. Je höher die Dichte ist, umso homogener kann die Verteilung über die Rasterzelle werden.
- Der für V erhaltene Wert kann nun auf die verfügbaren Energiepegel Ej abgebildet werden. Bevorzugt wird ein begrenzter Satz von Energiepegeln gewählt und feste Bereiche von V-Werten [Vj, Vj-1] werden auf einen Energiepegel Ej abgebildet. Falls die Anzahl ausgewählter Energiepegel 16 beträgt, dann reichen 4 Bit aus, um diese Energiepegel zu indexieren. Die Pixeltonkurven können dann die Eingabepegel Ix,y in einen Vier-Bit-Wert umwandeln. Ix,y wird üblicherweise durch acht Bit dargestellt. Durch diese Wahl ergibt sich eine Einsparung an Speicher von 50%. Bei elektrographischen Einrichtungen, bei denen die Energiepegel weniger stabil, sind, kann es vorteilhaft sein, nur vier Energiepegel zuzuordnen, wodurch die Anzahl von Bit zum Darstellen eines Mikropunkts auf 2 reduziert wird. Andere Einrichtungen mit mehr Halbtonkapazität können Reproduktionen mit höherer Qualität ausgeben, falls die Anzahl der Energiepegel als 64 genommen wird, was sechs Bit pro Mikropunkt erfordert.
- Die Wahl des Winkels der parallelen Linien und der Entfernung zwischen diesen Linien wird zunächst durch die Anforderung beschränkt, daß diese Linien alle Rasterzellen auf gleiche Weise bedecken müssen. Es hat sich außerdem herausgestellt, daß weitere Einschränkungen notwendig sind, um internes Moire zu vermeiden. Internes Moire ist auf die Wechselwirkung des Rasters (in diesem Fall das Linienraster oder die Kombination beider Linienraster) mit der Belichtermatrix oder den Mikropunkten zurückzuführen. Die bevorzugte Anordnung der isolierten, fleckartigen Zonen (die in Analogie zur binären Rasterung als Rasterpunkte bezeichnet werden) für die vorliegende Erfindung ist derart, daß sie eine periodische Struktur bilden. Genauer gesagt sind sie entlang von zwei Sätzen aus äquidistanten parellelen Linien angeordnet. Da bei den Spitzlichtern pro Rasterzelle ein einzelner kleiner und isolierter Rasterpunkt erscheint, sollte die relative Position des Rasterpunkts bezüglich der Belichtermatrix oder Mikropunkte für alle Rasterzellen gleich sein. Der erste Satz von äquidistanten parellelen Linien wird als die Basislinien bezeichnet, der zweite Satz von parallelen Linien, die eine andere Orientierung aufweisen und somit die Basislinien schneiden, werden als die Hilfslinien bezeichnet. Da die Basislinien und die Hilfslinien durch die Mittelpunkte der Rasterpunkte verlaufen, liegt das Zentrum der Rasterpunkte an dem Schnittpunkt einer Basislinie und einer Hilfslinie. Es hat sich herausgestellt, daß, um internes Moire zu vermeiden, diese Schnittpunkte oder die Zentren der Rasterpunkte an Punkten liegen müssen, die bezüglich des nächstgelegenen Mikropunkts immer die gleiche relative Position oder das gleiche "räumliche Offset" aufweisen. Mit anderen Worten: falls alle Schnittpunkte über genau die gleiche Entfernung parallel verschoben werden, so daß ein Schnittpunkt mit dem Zentrum eines Mikropunkts zusammenfällt, dann fallen alle Schnittpunkte, mit dem Zentrum eines Mikropunkts zusammen. Es wird hier zwischen Basislinien und Hilfslinien unterschieden, da die Mikropunkte mit der höchsten Diche bei mittleren Bilddichtewerten entlang dieser Basislinien angeordnet sind. Auch unter den Mikropunkten entlang dieser Basislinien kann es eine Dichtedifferenz geben. In diesem Fall sind die. Mikropunkte mit der höchsten Dichte am nächsten zu den Hilfslinien angeordnet.
- Diese Art von Anordnung von Rasterpunkten, die sich allmählich zu Linienmustern entwickeln, kann für monochrome Bilder verwendet werden. Eine Kombination dieser Anordungen kann für Reproduktionen mit mehreren Tonwerten verwendet werden. In diesem Fall wird ein Rasterbild mit einer Farbe einem oder mehreren derartiger Bilder mit einer anderen Farbe überlagert. Aus der binären Rasterung ist bekannt, daß zwei Rasterbilder miteinander interferieren und Moire erzeugen können. Wenn dem Satz aus zwei Rasterbildern ein drittes überlagert wird, kann sekundäres Moire entstehen. Es hat sich herausgestellt, daß diese Arten von Moire auch durch Mehrpegelrasterbilder produziert werden können, wenn die Punkt- oder Linienanordnung für jedes einzelne Rasterbild und die Kombination nicht angemessen ausgewählt wird. Insbesondere bei aus drei Rasterbildern: einer Cyan-, Magenta- und Yellow-Komponente bestehenden Farbreproduktionen oder aus vier Rasterbildern: einer Cyan-, Magenta-, Yellow- und Black-Komponente bestehenden Reproduktionen hat es sich herausgestellt, daß mindestens drei der einzelnen Komponenten bevorzugt die Eigenschaften für das monochrome Rasterbild wie oben erörtert aufweisen. In diesem Fall existieren mindestens drei Sätze von Basis- und Hilfslinien. Wie bei der binären Rasterung, wie etwa dem Offsetdruck, erhalten nur drei der vier Separationen von Cyan, Magenta, Yellow und Black bei der Optimierung des Rasters ein hohes Gewicht. Es wird deshalb die Rolle dieser drei Separationen mit ihrer zugehörigen Rastergeometrie hervorgehoben. Jeder Satz von Basis- und Hilfslinien kann aus einem Satz von drei oder mehr generischen Linien ausgewählt werden. Jeder Satz von Basis- und Hilfslinien erzeugt einen Satz von Schnittpunkten. Die relative Position dieser Schnittpunkte relativ zu den nächstgelegenen Mikropunkten kann für jeden Satz festgelegt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform muß diese relative Position für jede von mindestens drei Farbkomponenten gleich sein.
- Wenn drei Mehrpegelrasterbilder kombiniert werden, um Bilder mit mehreren Tonwerten und insbesondere Farbbilder herzustellen, dann spielt auch die Orientierung der Basislinien eine wichtige Rolle. Dies gilt insbesondere für die Bereiche des Bildes mit mittleren Tonwerten, wo linienmäßige Strukturen entlang der Basislinie erscheinen. Zunächst ist es wichtig, daß die Basislinie einer Farbkomponente nicht parallel zu irgendeiner der Basislinien der beiden anderen Komponenten verläuft. Drei Basislinien, die so aus den drei Rasterbildern ausgewählt sind, daß sie keinen gemeinsamen Schnittpunkt aufweisen, bilden ein Dreieck. Um recht ähnliche Rasterweiten und somit auch eine vergleichbare räumliche Auflösung für die drei Komponenten des Farbbilds zu haben, wird bevorzugt, daß dieses Dreieck keinen stumpfen Winkel aufweist. Implementierungen, bei denen die Abweichungen zwischen den räumlichen Rasterweiten der verschiedenen Farbseparationen minimal sind, haben den Vorteil, daß physische Prozesse wie etwa Punktzuwachs für die verschiedenenen Separationen ähnlich sind. Insbesondere bei der Elektrographie mit Magnetbürstenentwicklung mit endlichen Lücken ist die Entwicklungsreaktion für Raster mit unterschiedlichen räumlichen Rasterweiten unterschiedlich. Geometrien, wie sie hier vorgelegt werden, die auf Dreiecken ohne stumpfen Winkel basieren, profitieren deshalb von einer gleichen Entwicklungsreaktion. Besonders bevorzugt soll sich das Dreieck einem gleichseitigen Dreieck annähern. Diese Bedingungen schränken die relative Orientierung der Basislinien für verschiedene Mehrpegelrasterbilder zueinander ein.
- Weiterhin spielt auch die absolute Orientierung der Basislinie und der Hilfslinie eine wichtige Rolle bei der Qualität eines einzelnen monochromen Mehrpegelrasterbilds und somit auch bei der Qualität eines Bilds mit mehreren Tonwerten, das aus einem Satz von Rasterbildern besteht. Es wird bevorzugt, daß die Basislinie nicht horizontal oder vertikal verläuft. Falls die Basislinie horizontal verläuft, dann sind die Tonwertkurven von Mikropunkten entlang horizontaler Linien in dem ersten Schritt ihres Produktionsprozesses gleichwertig. Das bedeutet, daß den Mikropunkten auf der gleichen horizontalen Linie die gleiche Dichte gleichmäßig über diese Mikropunkte verteilt, zugeordnet wird, und Mikropunkten, die nicht auf der gleichen horizontalen Linie liegen, Dichtewerte für einen anderen Bereich von Bildintensitätspegeln zugeordnet werden. Die Verwendung von Halbton gemäß dem oben beschriebenen Verfahren ist für abgeschrägte Linien von besonderem Vorteil, um von dem Verfahren zu profitieren und die Charakteristiken der verschiedenen Farbseparationen gleich zu halten, wird deshalb bevorzugt, andere Rasterwinkel als 0º und 90º zu wählen.
- Wenn zum Drucken vier Farben verwendet werden, dann müssen normalerweise die Cyan-, Magenta- und Black-Komponente den oben umrissenen Regeln zur optimalen Wiedergabe gehorchen. Die Yellow- Komponente ist weniger kritisch, zunächst einmal deshalb, weil sie dem menschlichen Beobachter weniger dicht erscheint und weil sie weniger seitliche Absorptionen im sichtbaren Band aufweist. Es hat sich herausgestellt, daß für die Yellow-Komponente die Rasterzellenstruktur für die Black-Komponente genommen und entlang einer horizontalen Achse oder einer vertikalen Achse oder einem festen Punkt oder einer beliebigen abfallenden Linie unter 45º gespiegelt werden kann.
- Es ist ein Verfahren ersonnen worden, um optimale Kombinationen von Winkeln und Entfernungen für eine Kombination aus drei Mehrpegelrasterbildern zu finden, so daß sie den oben umrissenen Einschränkungen gehorchen. Das Verfahren gibt in Mikropunkteinheiten ausgedrückte Entfernungen an. Die effektive Rasterweite kann erhalten werden, indem die Belichtermatrixauflösung durch die in Mikropunkteinheiten ausgedrückte Entfernung zwischen den Basislinien dividiert wird.
- Das Verfahren findet drei generische Linien L1, L2 und L3, wie in Fig. 6 gezeigt.
- - L1 wird als die Basislinie B1 für das erste Rasterbild ausgewählt.
- - L2 wird als Hilfslinie A1 für das erste Rasterbild ausgewählt.
- - L2 wird als die Basislinie B2 für das zweite Rasterbild ausgewählt.
- - L3 wird als Hilfslinie A2 für das zweite Rasterbild ausgewählt.
- - L3 wird als die Basislinie B3 für das dritte Rasterbild ausgewählt.
- L1 wird als Hilfslinie A3 für das dritte Rasterbild ausgewählt.
- Wie in Fig. 6 gezeigt, wird die Orientierung von L1 durch einen ersten Vektor V&sub1; vom Ursprung (0, 0) zum Punkt P1 (X&sub1;, Y&sub1;) angegeben. Falls der Ursprung in dem Zentrum eines Mikropunkts liegt, muß auch der Punkt P1 im Zentrum eines anderen Mikropunkts liegen. Das bedeutet, daß X&sub1; und Y&sub1; ganzzahlige Werte aufweisen. Dadurch wird die Wahl für X&sub1; und Y&sub1; dramatisch eingeschränkt. Diese Wahl wird weiterhin durch die angestrebte Rasterweite eingeschränkt. Als nächstes werden alle möglichen Positionen für einen zweiten Punkt P2 mit Koordinaten (X&sub2;, Y&sub2;) getestet. Der Satz von Punkten P2 wird durch die Tatsache eingeschränkt, daß wieder X&sub2; und Y&sub2; ganzzahlige Werte aufweisen müssen und daß die durch
- L&sub2; =
- gegebene Länge 1, 2 des Vektors P2 sich nicht zu sehr von der durch
- L&sub1; =
- gegebene Länge L1 des Vektors P1 unterscheiden darf.
- Aus diesen beiden Vektoren P1 und P2 kann ein dritter Vektor P3 = P2 - P1 mit den Koordinaten (X&sub2; - X&sub1;, Y&sub2; - Y&sub1;) abgeleitet werden. Es werden nun die erste generische Linie parallel zu P1, die zweite generische Linie parallel zu P2 und die dritte generische Linie parallel zu P3 genommen. Die Entfernung zwischen generischen Linien L1 ist die orthogonale Entfernung von P2 zu dem Vektor P1. Die zweite generische Linie wird parallel zu P2 genommen. Der Abstand zwischen generischen Linien L2 ist die orthogonale Entfernung des Punktes P1 zum Vektor P2. Die dritte generische Linie L3 wird parallel zum Vektor P3 genommen. Der Abstand zwischen Linien L3 ist die orthogonale Entfernung des Punkts P1 oder P2 zum Vektor P3 durch den Ursprung. Es ist offensichtlich, daß der Abstand zwischen den generischen Linien von der Länge von P1, P2 und P3 abhängt. Wenn gleiche Abstände und somit gleiche Rasterweiten gewünscht werden, dann muß die Länge dieser Vektoren gleich sein. Mit anderen Worten müssen die Differenzen L&sub2; - L&sub1;, L&sub3; - L&sub1; und L&sub2; - L&sub3;, wobei L&sub3;
- L&sub3; =
- ist, ein Minimum sein. Deshalb wird für jeden möglichen Vektor P2 die folgende Metrik berechnet:
- M = [(L&sub1; - L&sub2;)² + (L&sub2; - L&sub3;)² + (L&sub3; - L&sub1;)²]/A²
- wobei A = Fläche des Dreiecks (0, 0), P1, P2. Der Vektor P2, der diese Metrik M minimiert, wird als der beste Kandidat für den Vektor P2 genommen. Ein weiterer bevorzugter Weg zum Auswählen der besten Basislinien ist durch Auflisten aller Kombinationen (X&sub1;, Y&sub1;), (X&sub2;, Y&sub2;), Berechnen der Fläche für das entsprechende, auf diesen beiden Vektoren aufgebaute Parallelogramm und Auswählen einer Kombination, die die beste Metrik ergibt, für jede Fläche. Es wird hier eine Tabelle einiger durch dieses Verfahren gefundener Vektoren P1, P2 und P3 zusammen mit der Anzahl von Mikropunkten oder "Zellenfläche" in der durch sie definierten Rasterzelle angegeben.
- Die Kombinationen (X&sub1;, Y&sub1;) können auf diejenigen eingeschränkt werden, bei denen X&sub1; und Y&sub1; sowohl nicht-negativ als auch X&sub1; ≥ Y&sub1; sind. Nach der Bearbeitung können gleichwertige Zellenstrukturen durch Vertauschen der Rolle von X und Y erhalten werden, was eine Spiegelung um eine Linie von 45º bedeutet, indem X&sub1; und/oder Y&sub1; negativ gemacht wird oder durch eine beliebige Kombination. Die entsprechenden Vektoren P2 und P3 folgen der Transformation entsprechend.
- Die Rasterzelle ist für die drei Rasterbilder genau die gleiche und ist das auf den Vektoren P1 und P2 aufgebaute Parallelogramm. Der Vektor P3 ist die kürzeste Diagonale für dieses Parallelogramm. In Fig. 6 ist das Beispiel aus der obigen Tabelle gezeigt, wobei P1 = (7, -2), P2 = (-2, 6) und P3 = (5, 4). Jede elementare Rasterzelle deckt 38 Mikropunkte ab. Diese elementaren Rasterzellen können in einer Superzelle aus 19 · 19 Mikropunkten angeordnet werden.
- Das oben beschriebene Verfahren liefert ein Beispiel zum Erzeugen von Pixeltonwertkurven und führt für jeden Mikropunkt Ri (i = 1. . .M, M = Anzahl der Mikropunkte pro Rasterzelle) zu einem Wert V pro Eintrag Ix,y (I = 1. . .L, L = Anzahl möglicher Intensitätspegel in dem eingegebenen Bild) in der Pixeltonwertkurve L1. Es kann allgemeiner angegeben werden, daß V = g(x, y, I). Mit anderen Verfahren können andere Funktionen g(x, y, I) festgelegt werden. Wie bereits gesagt sind unter allen möglichen, von der Wiedergabeeinrichtung angebotenen Energiepegeln E nur ein eingeschränkter Satz aus N Energiepegeln Ej wirklich ausreichend unterschiedlich, um auf der Ausgabe gleichförmig verschiedene Dichtewerte wiederzugeben. Angenommen die Rasterzelle deckt M = 11 Mikropunkte ab und die Anzahl ausgewählter Energiepegel N = 16, dann ist es theoretisch möglich, M·N = 176 verschiedene Ausgabedichtepegel zu erzeugen. Selbst bei optimaler Auswahl der Energiepegel Ej werden diese Ausgabedichtepegel nicht gleichmäßig beabstandet sein. Wenn 256 Eingabeintensitätspegel vorliegen, dann müssen meist zwei Eingabeintensitätspegel auf einen Ausgabedichtepegel und wegen des nichtlinearen Abstands dieser Ausgabedichtewerte manchmal drei oder sogar vier Eingabepegel auf einen Ausgabedichtepegel abgebildet werden. Dies kann zu Konturbildung und Qualitätsverlust führen. Die Aufgabe besteht darin, mit einer eingeschränkten Menge von Energiepegeln Ej eine korrekte Grauwiedergabe zu garantieren.
- Es ist deshalb vorteilhaft, zur Bildung einer Superzelle eine Menge von S Rasterzellen zusammenzunehmen. Die Anzahl der Mikropunkte in der Superzelle ist gleich M * S. Je höher S ist, um so verschiedenere (über die Superzelle gemittelte) Ausgabedichtepegel können erzeugt werden. Die Zahl S wird so gewählt, daß die Mikropunkte zur Bildung einer quadratischen Superzelle umgeordnet werden können. Jeder Mikropunkt in der Superzelle weist nun eine Pixeltonwertkurve auf, die durch die Funktion g(x, y, I) definiert ist, die über alle Superzellen periodisch ist. Es ist offensichtlich, daß jede Pixeltonwertkurve mit identischen g(x, y, I)-Werten in der Superzelle S-mal vorliegt. Derartige identische Pixeltonwertkurven werden gleichwertige Pixeltonwertkurven genannt. Wegen der Symmetrie der Rasterzelle ist es möglich/daß die Rasterzelle selbst bereits gleichwertige Pixeltonwertkurven enthielt. Die Funktion V = g(x, y, I) liefert eine Reihenfolge, in der Rasterzellenarten gebildet werden, damit man zunehmende Dichtewerte erhält. Eine Rasterzellenart ist die Verteilung von Energiepegeln über die Mikropunkte einer Rasterzeile. Jede Rasterzellenart liefert eine über die Rasterzelle gemittelte spezifische mittlere Dichte. Die Rasterzelle kann eine elementare Rasterzelle oder eine aus elementaren Rasterzellen bestehende Superzelle sein. Zur Wiedergabe der niedrigsten Dichte erhalten alle Mikropunkte einen Energiepegel E&sub0;. Für die nächsthöhere Dichte für die Superzelle muß ein Mikropunkt einen Energiepegel E&sub1; erhalten, während alle anderen Mikropunkte den Energiepegel E&sub0; behalten. Der Mikropunkt mit dem größten Wert für V = g(x, y, I) ist der Kandidat zum Erhöhen seines Energiepegels. Da die Superzelle aus S elementaren Rasterzellen besteht, gibt es mindestens S Kandidaten, um den Energiepegel von E&sub0; auf E&sub1; zu erhöhen, oder allgemeiner von Ej auf Ej+i. Die Funktion V = g(x, y, I) liefert somit nur eine grobe Angabe oder primäre Sequenz darüber, welcher Mikropunkt ein Energieinkrement erhält. Wenn die Werte V = g(x, y, I) lediglich durch eine Art von Abschneidung auf Indizes j für Ej konvertiert werden, was eine Art von Quantisierung der lediglich kontinuierlichen Werte für V ist, dann sind alle zu gleichwertigen Pixeltonwertkurven gehörenden Mikropunkte Kandidaten. Wenn keine feinere Reihenfolge auferlegt wird, führt diese Quantisierung zu einem Fehler bei der Ausgabedichte. Eine Möglichkeit der Zuordnung des nächsthöheren Energiepegels zu einer Pixeltonwertkurve besteht darin, sie in einer sequentiellen Reihenfolge gemäß der elementaren Rasterzelle, zu der sie gehören, aufzulisten. Dies wird aber immer das gleiche Muster in die Superzelle einführen, was in dem Bild visuelle Artefakte ergibt. Die auf die Quantisierung zurückzuführende Fehlerfunktion wird niederfrequente Komponenten enthalten, die visuell wahrnehmbar sind. Es ist besser, eine Fehlerfunktion zu erzeugen, die hochfrequente Komponenten aufweist. Diese Fehlerfunktion kann durch die Überlagerung eines Musters e(x ,y, I) auf die Funktion g(x ,y, I) erzeugt werden:
- g'(x ,y, I) = g(x ,y, I) + e(x ,y, I)
- Die Funktion e(x ,y, I) wird bevorzugt so ausgewählt, daß sie zwischen Null und der kleinsten Differenz zwischen verschiedenen Werten der Funktion g(x ,y, I) an beliebigen verschiedenen Punkten (x&sub1;, y&sub1;) (x&sub2;, y&sub2;) variiert. Das bedeutet, daß die Fehlerfunktion eine Sequenz gleichwertigen Tonwertkurven oder identischen V = g(x ,y, I)-Werten überlagert, doch ändert die Fehl er funkt ion nicht die von der Punktion g(x, y, I) auferlegte Reihenfolge.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Fehlerfunktion e(x ,y, I) nicht von dem Intensitätspegel I abhängig, und als solche ist e(x, y) nur von der Stelle (x, y) des Mikropunkts in der Superzelle abhängig. Auf diese Weise wird die gleiche untergeordnete Sequenz allen identischen g(x ,y, I)-Werten unabhängig von dem gegebenen Intensitätswert überlagert.
- Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform variiert die Fehlerfunktion e(x, y) gemäß der sequentiellen Numerierung in einer Bayer-Matrix. Eine Bayer-Matrix ist in der Technik für Zellengrößen wohlbekannt, die eine Breite und Höhe aufweisen, die eine Potenz von Zwei ist (siehe zum Beispiel "An Optimum method for two-level rendition of continuous-tone pictures" von B. E. Bayer in Proceedings IEEE, International Conference on Communications, Band 26, Seiten 11-15, 1973). Falls die Superzellengröße keine Potenz von Zwei ist, kann eine verallgemeinerte Bayer-Matrix als eine mit einer größeren Größe, die die nächste Potenz von Zwei ist, und mit einem genommenen Unterabschnitt, der die Superzelle bedeckt, definiert werden. Es kann auch eine Punktion über ganzzahlige Werte 1. . .8 definiert werden, die die traditionelle Bayer-Matrix für Werte 1, 2, 4 und 8 zurückgibt und die für andere Werte eine verallgemeinerte Bayer-Matrix ergibt. Mit dieser Funktion kann eine verallgemeinerte Bayer-Matrix erzeugt werden, wenn die Superzellengröße in Primzahlen unter 8 zerlegt werden kann.
- Eine weitere Qualitätsverbesserung kann erzielt werden, wenn die Bayer-Matrix wie folgt randomisiert wird. Randomisiert wird jede kleinste Bayer-Untermatrix - dies ist eine 2 · 2-Matrix, wenn die Superzellengröße ein Vielfaches von 2 ist, eine verallgemeinerte 3 · 3-Bayer-Matrix, wenn der erste Primfaktor für die Superzellengröße 3 ist, usw. Das bedeutet, daß die Sequenzzahlen zufällig permutiert werden. Bei einer 2 · 2-Untermatrix existieren 4! = 24 Permutationen. Ein traditioneller Zufallsgenerator für weißes Rauschen kann zum Erzeugen von Zahlen zwischen 1 und 24 verwendet werden, um eine der möglichen Permutationen für jede Untermatrix in der Bayer-Matrix zufällig auszuwählen. Dies hat den Vorteil, daß aufgrund der auferlegten Rasterweite keine Aliasing- Effekte beobachtet werden können.
- Der Prozeß zum Festlegen der Pixeltonwertkurven kann wie folgt zusammengefaßt werden:
- (1) Definieren von Superzellen mit Mikropunkten Rx,y
- (2) Berechnen einer Pixeltonwertkurve Gx,y = g(x, y, I) für jeden Mikropunkt Rx,y gemäß einer Funktion, die einen Eingabeintensitätspegel I auf eine Ausgabedichte g(x ,y, I) für den Mikropunkt an der Stelle (x, y) abbildet. Der Wert g(x ,y, I) gibt die Reihenfolge an, in der der Energiepegel Ej auf den Energiepegel Ej+i angehoben werden muß.
- (3) Addieren einer Fehlerfunktion e(x ,y, I) zu jeder Pixeltonwertkurve Gx,y, um G'x,y zu erhalten. Diese Fehlerfunktion erzwingt eine untergeordnete Reihenfolge dafür, welcher Mikropunkt seinen Energiepegel von Ej auf Ej+i erhöht.
- (4) Zuordnen von Energiepegeln Ej oder Indizes j zu den Pixeltonwertkurven Lx,y in der durch die Funktion G'x,y angegebenen Reihenfolge.
- Wie oben angegeben, muß aus allen möglichen Energiepegeln ein eingeschränkter Satz von M Energiepegeln ausgewählt werden. Es hat keinen Sinn, alle möglichen Energiepegel zu verwenden, da die von einem Energiepegel produzierte Schwankung von Dichtewerten die Schwankung des nächstmöglichen Energiepegels zu sehr überlappt. Durch Auswählen eines eingeschränkten Satzes von Energiepegeln kann die Anzahl von Bit in der das Rasterbild darstellenden Bitmap reduziert werden. Die Anzahl von Energiepegeln wird als Funktion der Halbtonkapazität der Ausgabeeinrichtung gewählt. Falls die Schwankung der Dichte für verschiedene Energiepegel gering ist, dann kann der eingeschränkte Satz eine große Anzahl von Energiepegeln, in der Regel 64, enthalten. Normalerweise werden 16 Energiepegel ausgewählt. Dies hat den Vorteil, daß der Energiepegel für zwei Mikropunkte in einem Byte aus 8 Bit gespeichert werden kann. In Systemen mit schlechter Halbtonkapazität werden in der Regel vier Energiepegel ausgewählt.
- Bevorzugt müssen die Energiepegel so ausgewählt werden, daß der nächste Energiepegel für jeden Energiepegel Ej das gleiche Dekrement an Reflexionsgrad ergibt. Dies kann durch das folgende Verfahren erzielt werden. Zunächst wird ein repräsentativer Teilsatz von zum Beispiel 16 aller möglicher Energiepegel, zum Beispiel 400, ausgewählt. Bei diesem Beispiel konnte Energiepegel 1, 25, 50 usw. ausgewählt werden. Es wäre auch möglich, alle 400 Energiepegel auszuwählen, um die folgende Vorgehensweise zu bewerkstelligen. In diesem Fall ist der Teilsatz der volle Satz verfügbarer Energiepegel. Wie in Fig. 7 gezeigt, wird mit jedem Energiepegel aus dem Teilsatz ein Feld 52 oder 53 auf dem Bildträger 51 oder auf der Einheit, wo das latente Bild wie weiter erörtert wird, in ein sichtbares Bild umgewandelt wird, ausgegeben. Die Größe jedes Felds beträgt bevorzugt 10 mm hoch und 10 mm breit. Es kann als solches durch ein integrierendes Densitometer leicht gemessen werden. Jedes Feld besteht aus kleinen isolierten Zonen 54. Die Zonen sind derart voneinander beabstandet, daß sie einander nicht beeinflussen. Bevorzugt besteht zwischen jeder Zone 54 ein Abstand von mindestens zwei Mikropunkten. Die Zone selbst besteht aus einem hochdichten Kern 55 und einem Lichthof 56. Der hochdichte Kern ist bevorzugt ein Mikropunkt, der durch den höchsten verfügbaren Energiepegel abge bildet wird. Für diesen Kern 55 können auch niedrigere Energiepegel verwendet werden, solange es ein stabiler Energiepegel ist, der für sich alleine stabile Dichte ergibt und die Dichte seiner benachbarten Mikropunkte unabhängig von ihrem Energiepegel stabilisiert. Der Lichthof 56 wird durch einen Energiepegel aus dem Teilsatz, wie zum Beispiel E&sub1;, E&sub2;&sub5;, abgebildet. Bevorzugt ist der Lichthof einen Mikropunkt breit. Jede Zone 54 weist als solche neun Mikropunkte auf, deren Zentrum mit einem größten Energiepegel abgebildet wird, und die anderen acht Mikropunkte werden mit dem Energiepegel aus dem Teilsatz abgebildet. Jedes Feld 52 wird somit durch drei Energiepegel abgebildet: dem niedrigsten Energiepegel in dem Hintergrund zwischen den Zonen 54, einem stabilen Energiepegei und einem Energiepegel Ej aus dem Teilsatz. Auf einem Träger können verschiedene Felder 52, 53 mit aus dem Teilsatz ausgewählten verschiedenen Energiepegeln abgebildet werden. Nach der Abbildung wird der Reflexionsgrad Rj jedes Felds 52, 53, . . . mit Energiepegei Ej (z. B. E&sub1;, E&sub2;&sub5;, . . .) gemessen. Dies kann durch ein integrierendes Densitometer erfolgen, das die mittlere Dichte einer großen Anzahl von Zonen 54 zusammen mit dem eine geringe Dichte aufweisenden Hintergrund nimmt. Wie in Fig. 8 gezeigt, kann der Reflexionsgrad Rj über den Energiepegel Ej auf getragen werden. Diese Kurve wurde erhalten, indem an dem von Agfa-Gevaert N. V. vermarkteten Chromapress-System die oben beschriebenen Messungen vorgenommen wurden. Sowohl der Reflexionsgrad als auch der Energiepegel werden durch lineares Skalieren und Subtrahieren eines Offsets auf [0, 1] normiert. Außerdem wird die Richtung der Reflexionsgradachse Norm_refl invertiert, wodurch man eine aufsteigende Funktion R = f(E) erhält. Die Meßpunkte werden durch eine stückweise lineare, quadratische oder kubische Kurve interpoliert oder approximiert, wodurch man eine stetige Punktion R = f(E) erhält. Da das Interesse daran besteht, diejenigen Energiepegel zu finden, die beim Reflexionsgrad gleiche Dekremente ergeben, wird das Intervall [Rmin, Rmax] in Teilintervalle [Rk, Rk+i] unterteilt, die auf der Reflexionsgradachse alle die gleiche Länge aufweisen. Die Anzahl der Teilintervalle ist die Anzahl der ausgewählten Energiepegel Ek minus Eins. Falls 16 Energiepegel ausgewählt werden sollen, dann ist die Anzahl der Intervalle gleich 15. Über eine inverse Auswertung der Funktion R = f(E) in den die Teilintervalie umreißenden Punkten Rk, werden die ausgewählten Energiepegel Ek gefunden.
- Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß das gleiche Verfahren, wenn es auf eine Anordnung angewendet wird, wie sie in Fig. 9 skizziert ist, zu den gleichen Ergebnissen führt. Hier besteht das Feld 61 auf dem Bildträger 62 aus parallelen Bändern 63, die mit einer Entfernung voneinander beabstandet sind, daß kein Einfluß der Bänder aufeinander vorliegt. Jedes Band 63 besteht aus einem schmalen zentralen Band 64 und zwei schmalen Seitenbändern 65 und 66. Wie bei der vorausgegangenen Ausführungsform wird das zentrale Band 64 durch einen eine stabile Dichte liefernden hohen Energiepegel abgebildet, wodurch auch die Dichte der Mikropunkte in den Seitenbändern stabilisiert wird. Die Seitenbänder 65, 66 werden durch Energiepegel Ej aus einem Teilsatz der verfügbaren Energiepegel abgebildet. Der Rest der Vorgehensweise ist im wesentlichen der gleiche, wie in bezug auf Fig. 7 und Fig. 8 beschrieben. Es werden die gleichen Energiepegel Ek gefunden. Falls die Bänder so angeordnet werden, daß auf einem vollen Feld 61 der Prozentsatz an eine hohe Dichte aufweisenden Mikropunkten 64, der Prozentsatz an eine dazwischenliegende Dichte aufweisenden Mikropunkten 65 und der Prozentsatz an die geringste Dichte aufweisenden Mikropunkten die gleichen sind wie für die fleckartigen Zonen 54 in Fig. 7, dann sind außerdem die gemessenen Reflexionsgrade Rj die gleichen. Dies beweist, daß alle Energiepegel einheitlich einen Dichtepegel erzeugen, solange sie durch einen benachbarten Mikropunkt stabilisiert werden.
- Es hat sich außerdem herausgestellt, daß die Reflexionsgrade Rj von Umgebungsparametern wie Temperatur, Feuchtigkeit, weiterhin von der verwendeten Art von Toner und Papier, vom Alter der Trommel usw. abhängen. Es ist deshalb vorteilhaft, diese Messungen für verschiedene Parameter zu wiederholen und die Ergebnisse Ek als Funktion dieser Parameter zu speichern. Falls zum Beispiel sechzehn Energiepegel Ek ausgewählt werden, dann ist es sehr leicht, sechzehn Sätze ausgewählter Energiepegel zu speichern. Die obengenannten Parameter können gemessen oder verfolgt werden, und gegebenenfalls kann die in Fig. 1 gezeigte Energiepegeltabelle 36 neu geladen werden. Dies ist ein sehr schneller Vorgang, der die Reproduzier barkeit der Ausgabe für verschiedene Umgebungen dramatisch verbessern kann. Dieses Verfahren zum Erhalten eines eingeschränkten Satzes von Energiepegeln Ej faßt die ganze Druckmaschine in nur einer Sequenz von Energiepegeln zusammen. Die Nichtlinearitäten der Ausgabeeinrichtung werden durch diese Sequenz korrigiert. Dieses Verfahren kann vorzugsweise in einem automatischen Bilddichtesteuersystem implementiert werden. Die obenbeschriebenen Felder können auf eine spezifische Stelle auf der Trommel, wo das latente Bild geformt wird, abgebildet werden, Toner wird auf diese Stelle aufgetragen, die Stelle wird durch eine LED oder Laserdiode beleuchtet und das reflektierte Licht wird von einem lichtempfindlichen Sensor, der über das Feld integriert, gemessen.
- Nachdem der eingeschränkte Satz von Energiepegeln ausgewählt und die Reihenfolge zum Erhöhen der Energiepegel in den verschiedenen Pixeltonwertkurven festgelegt ist, müssen aus allen möglichen angebotenen Verteilungen genau L Energieverteilungen über die Superzelle oder L Rasterzellenarten ausgewählt werden. L stellt die Anzahl der Intensitätspegel in dem Eingabebild dar und kann in der Regel 256 betragen. Durch das nächste Verfahren können Aspekte hinsichtlich der Zellenstruktur, wie etwa Punktzuwachs, linearisiert werden. Falls die Anzahl ausgewählter Energiepegel N sechzehn beträgt und die Anzahl von Mikropunkten S * M in der Superzelle 225 beträgt, dann existieren N·S·M = 16·225 = 3600 mit Nj numerierte Rasterzellenarten in einer Sequenz, um die Superzelle von der niedrigsten Dichte auf die höchste Dichte zu bringen. Die Reihenfolge, in der die Energiepegel für jeden Mikropunkt inkrementiert werden, kann durch die gestörte Funktion G'(x ,y, I) wie oben beschrieben erhalten werden. Es können nun für alle 3600 Rasterzeilenarten in der Sequenz Felder von 10 mm mal 10 mm ausgegeben werden. Über das Feld werden Superzellen gelegt, und jede Superzelle in dem Feld weist genau die gleiche, durch die Sequenzzahl Nj gegebene Verteilung von Energiepegeln auf. Der Reflexionsgrad des Felds, das aus durch Rasterzellenart Nj belichtete Superzellen besteht, kann gemessen werden, wodurch man einen Reflexionsgradwert Rj erhält. Die gemessenen Reflexionsgradwerte Rj können wie in Fig. 10 gezeigt über Nj aufgetragen werden. Diese Kurve ist außerdem durch Durchführen der oben beschriebenen Messungen auf dem Chromapress-System erhalten, worden. Hier werden wieder beide Achsen auf das Intervall [0, 1] normiert, und die Reflexionsgradachse ist invers orientiert. Dadurch erhält man auf der Rj-Achse einen Punkt mit einem kleinsten Refiexionsgrad Rmin und einen Punkt mit einem größten Reflexionsgrad Rmax. Das Intervall [Rmin, Rmax] wird in L-1 gleiche Teilintervalle unterteilt, da eine Aufgabe darin besteht, die L Intensitätspegel Ix,y linear auf ein Reflexionsgradniveau R abzubilden. Diese Unterteilung ergibt L-1 Teilintervalle [Rk, Rk+i]. Für jeden Wert Rk wird der ihm am nächsten liegende Wert Rj gesucht, und die entsprechende Sequenzzahl Nj wird ausgewählt als Kandidat zum Definieren der Energieverteilung über die Superzelle für den Intensitätspegel 1, der auf den Refiexionsgrad R abgebildet wird.
- Mit dem Größerwerden der Superzelle wird es unpraktisch, alle durch die Funktion G'(x ,y, I) gefundenen Anordnungen Nj aufzulisten. Deshalb wird eine Vorauswahl eines Teilsatzes aller Anordnungen Nj, bevorzugt mit 16 Elementen, getroffen. Als Teilsatz kann der volle Satz aller verfügbaren Rasterzellenarten N] definiert werden. Wieder wird die Kurve, wie sie in Fig. 10 gezeigt ist, hergestellt, aber die Anzahl der Meßpunkte ist weniger dicht. Für jeden erforderlichen Reflexionsgrad Rk wird der Index j derart gesucht, daß Rj ≤ Rk < Rj+i. Rj entspricht der Sequenzzahl Nj und Rj+1 der Sequenzzahl Ni. Da in dem vorausgegangenen Schritt bewirkt wurde, daß ein Inkrement beim Energiepegel ein konstantes Dekrement beim Reflexionsgradniveau ergibt und weil für jedes nächste Element in der Sequenz ein Energiepegel der vollständigen Superzelle inkrementiert wird, kann linear zwischen Nj und Nj+i interpoliert werden, um die Sequenzzahl N zu finden, durch die man den Reflexionsgrad R erhält:
- Nk = Nj + (Nj+i - Nj)·(Rk - Rj)/(Rj+i - Rj)
- Die Funktion Rj = f(Nj) ist stark nichtlinear. Wenn von dieser Funktion nur sechzehn Proben gemessen werden, ist es deshalb vorteilhaft, eine stetige Interpolation oder Approximierung durch eine stückweise, nichtlineare Funktion, wie etwa eine kubische Splinefunktion, vorzunehmen. Eine Approximierung bietet weiterhin die Fähigkeit, Meßfehler auszuglätten.
- Falls der ausgewählte Teilsatz von Kombinationen derart ist, daß er alle möglichen Kombinationen auflistet, bei denen die gleichwertigen Mikropunkte verschiedener Rasterzellen in der gleichen Superzelle immer den gleichen Energiepegel aufweisen, dann kann mit der Differenz beim Reflexionsgrad zwischen dem erforderlichen Reflexionsgrad Rk und dem erhaltenen Reflexionsgrad Rj+i die Anzahl gleichwertiger Mikropunkte bestimmt werden, die ein Energieinkrement erhalten müssen. Welche Mikropunkte das Inkrement erhalten, wird durch die Fehlerfunktion oder durch die den Mikropunkten in der Superzelle gegebene untergeordnete Sequenz bestimmt.
- Es ist offensichtlich, daß dieses Verfahren auch auf elementare Rasterzellen angewendet werden kann, doch sind die Reflexionsgradniveaus, die wirklich erreicht werden können, viel gröber.
- Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden ist, erkennt der Fachmann, daß hinsichtlich Form und Detail Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
- 21 Träger
- 22 Mikropunkt
- 23 Wiedergabeeinrichtung
- 25 Tonkurventransformationseinheit
- 26 Halbtonbild
- 27 Adreßerzeugungseinrichtung
- 28 Takteinrichtung
- 29 Eingabepixeldaten
- 30 Mehrpegelrasterbild
- 31 Rasterzeile
- 36 Energiepegel
- 41 Parallele äquidistante Linie
- 42 Parallele äquidistante Linie
- 43 Band
- 44 Mikropunkt
- 45 Rasterzelle
- 51 Bildträger
- 52 Feld
- 53 Feld
- 54 Kleine isolierte Zone
- 55 Hochdichter Kern
- 56 Lichthof, umgebende Zone variabler Dichte
- 61 Feld
- 62 Bildträger
- 63 Paralleles Band
- 64 Zentrales Band
- 65 Seitenband
- 66 Seitenband
Claims (12)
1. Farbreproduktion oder Reproduktion mit mehreren Tonwerten,
umfassend mindestens drei aufeinander gedruckte Rasterbilder
(30), wobei jedes der Bilder (30) auf einer Belichtermatrix aus
Mikropunkten (22) wiedergegeben wird und isolierte Rasterpunkte
umfaßt, wobei
- die Fläche außerhalb der Rasterpunkte eine kleinste
Hintergrunddichte Dmin aufweist;
- die Zentren der Rasterpunkte entlang eines ersten Satzes
paralleler äquidistanter Basislinien (L1) mit einer ersten
Orientierung und entlang eines zweiten Satzes paralleler
äquidistanter Hilfslinien (L2) mit einer von der ersten
Orientierung verschiedenen zweiten Orientierung angeordnet
sind;
dadurch gekennzeichnet, daß:
- die Rasterpunkte mindestens einen Mikropunkt (22) mit einem
Dichtepegel D&sub1; und mindestens einen Mikropunkt (22) mit
einem anderen Dichtepegel D&sub2; enthalten, wobei D&sub1; sowie D&sub2;
über Dmin liegen;
- jeder Schnittpunkt einer beliebigen Basislinie (L1) mit
einer beliebigen Hilfslinie (L2) eine identische relative
Position bezüglich des Zentrums des Mikropunkts (22), der
sich am nächsten bei dem Schnittpunkt befindet, aufweist;
die Orientierung der Basislinien und Hilfslinien durch die
Vektoren Vk von (0, 0) bis (Xk, Yk) gegeben ist, wobei Xk und Yk
ganzzahlige Werte sind und in Mikropunkteinheiten
ausgedrückt werden;
- die Entfernung zwischen zwei Schnittpunkten
ist.
2. Reproduktion nach Anspruch 1, wobei die Orientierung der
Basislinien für die Rasterbilder (30) verschieden ist.
3. Reproduktion nach Anspruch 1, wobei jedes der Rasterbilder (30)
weiterhin isolierte Bänder (43) umfaßt, die aus benachbarten
Mikropunkten (22) mit einem über der Hintergrunddichte Dmin
liegenden Dichtepegel bestehen.
4. Reproduktion nach Anspruch. 3, wobei die isolierten Bänder (43)
Mikropunkte (22) mit einem Dichtepegel D&sub1; und Mikropunkte (22)
mit einem anderen Dichtepegel D&sub2; enthalten, wobei D&sub1; sowie D&sub2; über
Dmin liegen.
5. Reproduktion nach Anspruch 3, wobei die Bänder (43) entlang der
Basislinien (41) zentriert sind.
6. Reproduktion nach Anspruch 1, wobei die Rasterbilder (33)
weiterhin Zonen umfassen, die größer sind als ein Parallelogramm,
das von zwei benachbarten Basislinien (L1) und zwei benachbarten
Hilfslinien (L2) umgeben ist, bestehend aus Mikropunkten (22)
jeweils mit einem aus zwei verschiedenen Dichtepegeln D&sub1; und D&sub2;,
die beide über Dmin liegen, ausgewählten Dichtepegel.
7. Reproduktion nach Anspruch 1, wobei die Hilfslinien (L2)
mindestens eines Rasterbilds (30) die gleiche Orientierung wie
die Basislinien eines anderen Rasterbilds (30) auf weisen.
8. Reproduktion nach Anspruch 1, wobei alle Schnittpunkte der
Basislinien (L1) und der Hilfslinien (L2) eines Rasterbilds (30)
die gleiche relative Position bezüglich des dem Schnittpunkt am
nächsten liegenden Mikropunkts (22) wie die entsprechenden Punkte
mindestens zweier weiterer Rasterbilder (30) aufweisen.
9. Reproduktion nach Anspruch 1, wobei die Basislinien (L1) für die
drei Rasterbilder (30) ein Dreieck bilden, daß nicht stumpf ist.
10. Reproduktion nach Anspruch 9, wobei ein durch Basislinien (L1)
aus den drei Rasterbildern (30) gebildetes Dreieck ein spitzes
Dreieck ist.
11. Reproduktion nach Anspruch 1, wobei die Basislinien (L1) der drei
Rasterbilder (30) nicht parallel zu Belichtermatrixlinien
verlaufen.
12. Reproduktion nach Anspruch 1, wobei zwei benachbarte Basislinien
(L1) für ein erstes Rasterbild (30) zusammen mit zwei
benachbarten Basislinien für ein zweites Rasterbild (30) ein
Parallelogramm bilden und die Basislinien für ein drittes
Rasterbild (30) parallel zu der kürzesten Diagonalen des
Parallelogramms verlaufen.
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---|---|---|---|
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Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5911694A (en) * | 1996-08-22 | 1999-06-15 | Olympus Optical Co., Ltd. | Endoceliac physical quantity measuring apparatus having excellent measuring resolution |
US6404508B1 (en) * | 1997-03-12 | 2002-06-11 | Minolta Co., Ltd. | Gradation reproduction |
US6014226A (en) * | 1997-07-01 | 2000-01-11 | Xerox Corporation | Multilevel halftoning with reduced texture contours and coverage control |
JPH11168627A (ja) * | 1997-08-27 | 1999-06-22 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像形成方法 |
JP3522147B2 (ja) | 1998-04-28 | 2004-04-26 | セイコーエプソン株式会社 | ハーフトーニング装置及び画像形成装置 |
US6690837B1 (en) | 1998-11-03 | 2004-02-10 | Agfa-Gevaert | Screening method for overlapping sub-images |
JP3835037B2 (ja) * | 1999-02-05 | 2006-10-18 | セイコーエプソン株式会社 | カラー電子写真の画像処理方法及びその電子写真装置 |
DE60035549T2 (de) * | 1999-06-07 | 2008-04-17 | Canon K.K. | Bildaufzeichnungsgerät und Verfahren |
JP3985437B2 (ja) * | 2000-08-03 | 2007-10-03 | セイコーエプソン株式会社 | 電子写真の画像形成装置及びその画像形成プログラム製品 |
JP4761630B2 (ja) * | 2001-02-08 | 2011-08-31 | 株式会社ミヤコシ | 表裏印字装置 |
US7492480B2 (en) * | 2001-08-27 | 2009-02-17 | Phototype Engraving Company | System for halftone screen production |
DE10211530A1 (de) * | 2002-03-15 | 2003-10-09 | Oce Printing Systems Gmbh | Elektrofotografisches Verfahren und Drucksystem zum Erzeugen eines Druckbildes |
US6917448B2 (en) * | 2002-05-22 | 2005-07-12 | Creo Il. Ltd. | Dot gain calibration method and apparatus |
US20040130753A1 (en) * | 2003-01-06 | 2004-07-08 | Crounse Kenneth R. | Halftone method and system using hybrid AM/FM screening for highlight/shadow tonal regions |
JP2005027109A (ja) * | 2003-07-03 | 2005-01-27 | Ricoh Co Ltd | カラー画像形成装置およびカラー画像形成方法 |
CN1301859C (zh) * | 2004-03-31 | 2007-02-28 | 凌阳科技股份有限公司 | 具有半色调单色处理的印表机系统及方法 |
US7206001B1 (en) * | 2004-06-22 | 2007-04-17 | Apple Computer, Inc. | Fractal-dithering technique for image display |
US7751475B1 (en) * | 2004-06-22 | 2010-07-06 | Apple Inc. | Arbitrary-resolution, extreme-quality video codec |
KR100648657B1 (ko) * | 2004-10-11 | 2006-11-24 | 삼성전자주식회사 | 클러스터를 통한 오차 확산장치 |
US7468814B2 (en) * | 2005-02-08 | 2008-12-23 | Astro-Med, Inc. | Algorithm for controlling half toning process |
KR101296681B1 (ko) * | 2008-09-24 | 2013-08-16 | 삼성전자주식회사 | 영상 처리 방법 및 이를 이용한 화상형성장치 |
US9734440B2 (en) | 2014-01-29 | 2017-08-15 | Rampage Llc | Raster image processor with printhead profile compensation for a multi level digital printing machine |
WO2019147267A1 (en) | 2018-01-26 | 2019-08-01 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Halftone image creation |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57171337A (en) * | 1981-04-14 | 1982-10-21 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Production of halftone plate picture |
US4533941A (en) * | 1983-01-14 | 1985-08-06 | Coulter Systems Corporation | Method and apparatus for half-tone reproduction of a varying tone original image |
JPS59205874A (ja) * | 1983-05-10 | 1984-11-21 | Canon Inc | 画像デ−タ圧縮装置 |
JPH0793681B2 (ja) * | 1986-03-31 | 1995-10-09 | 株式会社東芝 | 多階調記録方法 |
US4884080A (en) * | 1985-01-31 | 1989-11-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Color image printing apparatus |
US5099259A (en) * | 1985-01-31 | 1992-03-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Halftone image printing device |
US4974067A (en) * | 1986-06-06 | 1990-11-27 | Ricoh Company, Ltd. | Multi-step-digital color image reproducing method and apparatus |
JPH0691621B2 (ja) * | 1988-11-24 | 1994-11-14 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 網目版画像記録方法および装置 |
US5210623A (en) * | 1989-12-21 | 1993-05-11 | Eastman Kodak Company | Apparatus and method for quantizing and/or reconstructing multi-dimensional digital image signals |
US5253084A (en) * | 1990-09-14 | 1993-10-12 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | General kernel function for electronic halftone generation |
US5287209A (en) * | 1990-10-09 | 1994-02-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Image forming device for enhancing tone reproduction by changing dot size |
US5155599A (en) * | 1991-07-25 | 1992-10-13 | Miles, Inc. | Screening system and method for color reproduction in offset printing |
US5260807A (en) * | 1992-06-05 | 1993-11-09 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for imbedding controlled structure for gray scale rendering |
US5258850A (en) * | 1992-06-05 | 1993-11-02 | Eastman Kodak Company | Line screen design for gray scale rendering |
WO1993026116A2 (en) * | 1992-06-05 | 1993-12-23 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for reproducing an image with gray level printing |
US5313309A (en) * | 1992-06-05 | 1994-05-17 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for printing halftones with a gray level printer with contour suppression and/or minimization of moire patterns |
US5404156A (en) * | 1992-07-25 | 1995-04-04 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Method and apparatus for forming a full-color image |
US5444552A (en) * | 1992-09-28 | 1995-08-22 | Xerox Corporation | Method for compressing, processing, and storing grayscale bitmaps |
BE1007264A4 (nl) * | 1993-07-12 | 1995-05-02 | Agfa Gevaert Nv | Rastermethode voor een schrijfsysteem met beperkte densiteitsresolutie. |
DE69521638T2 (de) * | 1994-03-02 | 2001-10-25 | Hewlett-Packard Co. (N.D.Ges.D.Staates Delaware), Palo Alto | Erzeugung von Mehrfachtonbildern |
DE69517241T2 (de) * | 1994-05-11 | 2000-11-23 | Agfa-Gevaert N.V., Mortsel | Mehrstufige Halbtonrasterung mit Verwendung einer zufallerzeugten Bayer-Matrix |
US5462202A (en) * | 1994-08-25 | 1995-10-31 | Owens-Illinois Closure Inc. | Liquid containing and dispensing package |
US5587811A (en) * | 1995-04-28 | 1996-12-24 | Dataproducts Corporation | Halftone screen using spot function to rank pixels following one or more design rules |
US5748330A (en) * | 1997-05-05 | 1998-05-05 | Xerox Corporation | Method of calibrating a digital printer using component test patches and the yule-nielsen equation |
-
1995
- 1995-04-03 AT AT95200837T patent/ATE222039T1/de not_active IP Right Cessation
- 1995-04-03 DE DE69527675T patent/DE69527675T2/de not_active Revoked
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ATE222039T1 (de) | 2002-08-15 |
US5982989A (en) | 1999-11-09 |
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