DE69611573T2

DE69611573T2 - Auflösungserhöhung mit Standardvergleichsmustern

Info

Publication number: DE69611573T2
Application number: DE69611573T
Authority: DE
Inventors: Ronald E. Jodoin; Ying-Wei Lin; Robert P. Loce
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1995-05-26
Filing date: 1996-05-23
Publication date: 2001-06-21
Anticipated expiration: 2016-05-24
Also published as: US5689343A; JPH08331372A; EP0744861B1; DE69611573D1; EP0744861A1

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren und eine Vorrichtung zur unganzzahligen Auflösungsumwandlung von Bildsignalen, die eine Flächenabbildung verwenden, und insbesondere auf die Unterteilung eines Eingabebildbereichs, der auf Anhäufungsstellen vor dem Abbilden abgebildet wird, damit die Umwandlung vereinfacht und Ausgabebildsignale hoher Qualität erzeugt werden.
Die vorliegende Erfindung wird bei der Verarbeitung digitaler Bildsignale verwendet, insbesondere um digitale Bildsignale bei einer ersten Auflösung in Signale bei einer zweiten Auflösung für eine Hochqualitätsausgabeng bei einer Druckeinrichtung mit höherer Auflösung umzuwandeln. Das allgemeine Vorgehen bei einer unganzzahligen Auflösungsumwandlung unter Verwendung einer Flächenabbildung ist, allgemein eine vordefinierte Fläche oder Bereich von Pixeln (durch Bildsignale dargestellt) auf einen entsprechenden Bereich bei einer unterschiedlichen Auflösung (M1 · M2 zu N1 · N2) abzubilden, wo der Bildinhalt der Fläche am besten beibehalten sowie die Dichte über die Fläche bewahrt wird.
Ein Problem, das im Allgemeinen bei den Methoden der herkömmlichen Flächenabbildung angetroffen wird, ist, dass Halbtonbereiche des Eingabebilds dazu neigen, in Bereiche umgewandelt zu werden, die Moire (Schwebungsbildfehler) zeigen, und wobei einzelne Zeichen in Textbereichen lückig erscheinen.
Bisher hat eine Anzahl von Patenten und Veröffentlichungen die unganzzahlige Auflösungsumwandlung von Bildsignalen geoffenbart, die Flächenabbildungstechniken verwenden.
US-A-4,827,353 offenbart ein Verfahren und eine Schaltung zur Änderung der Auflösung von binären Pseudohalbtonbildern. Insbesondere wird die Auflösung eines Bilds beschrieben, das verkleinert wird, indem das Bild in aneinandergrenzende Bildfelder unterteilt wird, wobei die Feldgröße konstant und eine Funktion des Verkleinerungsverhältnisses ist.
In "Area Mapping Table Look Up Scheme", Xerox Disclosure Journal, Bd. 18, Nr. 2, (März/April 1993), S. 217-221, lehrt R. Coward eine Nachschlagtabellentechnik für einen Flächenabbildungsalgorithmus zur Auflösungsumwandlung. Die Eingabepixel innerhalb eines Felds, dessen Größe durch die Bildauflösung definiert ist, werden verwendet, eine Binärzahl zu bilden, die dann als ein Index zu einer Nachschlagtabelle verwendet wird, um die Ausgabepixel für einen bestimmten Abtastzeilenabschnitt zu bestimmen.
In "Hardware Architecture for Resolution Conversion Using Area Mapping", Xerox Disclosure Journal, Bd. 18, Nr. 5, (September/Oktober 1993), S. 553-562, offenbart P. Papaconstantinou eine parallele Hardwarearchitektur zur Ausführung von Flächenabbildungen bei der Auflösungsumwandlung. Die Architektur verwendet eine Transformationsmatrix, um die Übertragungsfunktion zwischen der Eingabe- und Ausgabeauflösung zu kennzeichnen, um eine Realzeit-Auflösungsumwandlung zu ermöglichen.
GB-A-2172169 beschreibt eine Technik zur Glättung von binär codierten Bilddaten. Das System arbeitet an einem Bild, das durch eine Anzahl von Bildelementen definiert ist, die eine erste Auflösung aufweisen. Jedes der Bildelemente wird in einer Anzahl von weiteren Bildelementen unterteilt, die eine zweite, höhere Auflösung haben. Der Wert von jedem Bildelement der zweiten, höheren Auflösung wird bestimmt, indem ein Fenster verwendet und die Anzahl der Bildelemente aufsummiert wird, die in dem Fenster enthalten sind und einen logischen Wert "1" haben. Dies wird für alle Bildelemente wiederholt, die die zweite Auflösung besitzen.
EP-A-0622756 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Qualität von Bildern, die mit Punktdruckern gedruckt werden. Das System arbeitet, indem eine Ausgabematrix von Bits entlang einer beabsichtigten Druckrichtung kopiert wird. Es werden dann Bildverbesserungsregeln auf dieses Zwischenmuster angewendet, um ein oder mehrere Bits in dem Zwischenmuster umzukehren, um ein verbessertes Muster zu erzeugen. Das verbesserte Muster wird dann bei einer größeren Auflösung als das Anfangsbild gedruckt.
Entsprechend der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, das in einem Bildverarbeitungssystem arbeitet, zur Abbildung einer Mehrzahl von Eingabebildsignalen mit einer ersten Auflösung, die erste Eingabepixelpositionen aufweisen und ein zweidimensionales Bild darstellen, um eine Mehrzahl von Bildsignalen, die eine zweite Auflösung aufweisen und zweite Ausgabepixelpositionen haben, zur Herstellung als ein zweidimensionales Ausgabebild an einer Bildausgabeeinrichtung zu erzeugen, wobei die zweite Auflösung höher als die erste Auflösung ist, mit den Schritten: Definieren einer Anhäufung von Ausgabepixelpositionen, wobei die Anhäufung eine Gruppe der zweiten Ausgabepixelpositionen ist, die eine Größe und zweidimensionale Form aufweisen, die eine vorbestimmte Anzahl der zweiten Ausgabepixelpositionen bei der zweiten Auflösung einschließen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren die Schritte umfasst: Erkennen eines ersten Bezugswerts, der gleich einem Eingabebildsignalpegel einer Bezugspixelposition bei einer ersten Auflösung ist; Einstellen des Bildsignalpegels der Anhäufung von Ausgabepixeln auf den ersten Bezugswert; Vergleichen der Bildsignale einer Gruppe von Pixelpositionen der ersten Auflösung innerhalb eines Fensters, das die Bezugspixelposition einschließt, mit einem Musterfilter, um eine Übereinstimmung zu erkennen; und Abändern des Bildsignalpegels von zumindest einem der ersten Gruppe von Ausgabepixeln nur in Antwort auf eine Übereinstimmung mit dem Musterfilter.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Bildverarbeitungssystem zur Abbildung einer Mehrzahl von Eingabebildsignalen einer ersten Auflösung geschaffen, die ein zweidimensionales Eingabebild darstellen, um eine Mehrzahl von Bildsignalen einer zweiten Auflösung zu erzeugen, die ein zweidimensionales Ausgabebild darstellen, wobei die zweite Auflösung eine Auflösung aufweist, die mit einem verbundenen Drucker gedruckt werden kann, mit: einem Eingabepuffer zur Speicherung von Bildsignalen, wobei der Eingabepuffer eine Mehrfachanordnung ist, die zur Speicherung einer vorbestimmten Anzahl von Eingabebildsignalen geeignet ist, die mit Pixelpositionen der ersten Auflösung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung des Weiteren umfasst: einen Ausgabebildsignalpuffer zur Speicherung einer Mehrzahl von Ausgabebildsignalen der zweiten Auflösung; einer Pufferlogik zur Steuerung der Speicherung von Eingabebildsignalen, die in dem Eingabepuffer gespeichert sind, in Verbindung mit der Wiedergewinnung von Ausgabebildsignalen aus dem Ausgabebildsignalpuffer; einer ersten Bezugswertlogik zur Einstellung eines Bezugswerts, der gleich demjenigen eines ersten Pixelorts ist, der in dem Eingabepuffer gespeichert ist, und zum Speichern des Bezugswerts in Speicherstellen, die einer ersten Gruppe von Ausgabepixeln entsprechen, in dem Ausgabebildsignalpuffer; einem Musterfilter zum Erfassen, wenn das in dem Eingabepuffer gespeicherte Eingabebild ein Bildsignalmuster umfasst, das zu einem einer Mehrzahl von vordefinierten Mustern passt, die darin gespeichert sind, und zum Erzeugen eines Signals bei einer solchen Erfassung; eine Ausgabepixellogikschaltung zum Abändern des Bildsignalpegels, in Antwort auf das Musterfiltersignal, von zumindest einem der ersten Gruppe von Ausgabepixeln in Antwort auf die Erfassung einer Musterfilterübereinstimmung.
Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise: eine zweite Bezugswertlogik zum Einstellen eines zweiten Bezugswerts gleich dem eines zweiten Pixelorts, der in dem Eingabepuffer gespeichert ist, und Speichern des zweiten Bezugswerts in Speicherstellen, die einer zweiten Gruppe von Ausgabepixeln in dem Ausgabebildsignalpuffer entsprechen; ein zweites Musterfilter zur Bestimmung, wenn das Eingabebild, das in dem Eingabepuffer gespeichert ist, ein Bildsignalmuster umfasst, das zu einem der zweiten Mehrzahl von vorbestimmten Mustern passt, die darin gespeichert sind, und zur Erzeugung eines zweiten Signals bei einer solchen Bestimmung; eine zweite Ausgabepixellogikschaltung zur Abänderung in Antwort auf das zweite Musterfiltersignal des Bildsignalwerts von zumindest einem der zweiten Gruppe von Ausgabepixeln in Antwort auf die Erfassung einer zweiten Musterfilterübereinstimmung, wie es durch das zweite Signal angegeben ist. Vorzugsweise werden die erste und die zweite Gruppe von Ausgabepixeln verschachtelt. Das Verriegeln kann darin bestehen alternativ benachbarte Pixel zu aktivieren, damit das Aussehen in dem zweidimensionalen Ausgabebild gegeben wird, damit Ränder, die in dem Eingabebild dargestellt sind, ähnlich darin positioniert sind.
Ein Gesichtspunkt der Erfindung setzt sich mit einem Grundproblem bei Auflösungsumwandlungstechniken auseinander, der Bewahrung der Bilddichte und der Struktur in dem Ausgabebild. Während verschiedene Flächenabbildungstechniken auf gleiche Zielsetzungen gerichtet sind, schließt die vorliegende Erfindung des Weiteren Moire Bildfehler aus, die sich aus der Umwandlung von Halbtonbereichen eines Eingabebilds ergeben.
Diesem Gesichtspunkt liegt des Weiteren die Entwicklung eines Verfahrens zur Minderung dieses Problems zugrunde. Die Technik basiert darauf, die Ausgabefläche in Anhäufungsstellen von Pixeln zu unterteilen, wo die Anhäufungsstellen verwendet werden, verriegelnde oder nicht verriegelnde Muster zu bilden, um die Hochqualitätsumwandlungen zu erzeugen, und zusätzlich eine Differenzbildung von Ausgabewerten des Musterfilters mit Eingabepixelwerten durchzuführen, um Ausgabepixelwerte zu erzeugen.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, das eine Mehrfunktions-Netz-Druckmaschine darstellt;
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Videosteuermoduls für die Druckmaschine der Fig. 1 ist;
Fig. 3 ein Schema des Datenflusses durch die verschiedenen Stufen des Bildverarbeitungsblocks der Fig. 2 ist;
Fig. 4A und 4B ein vereinfachtes Schema der Schaltungsanordnung darstellen, die zur Ausführung der Bildverarbeitung verwendet wird;
Fig. 5 eine Darstellung eines beispielhaften Eingabebildfensters ist;
Fig. 6 und 7 jeweils unverschachtelte und verschachtelte Anhäufungsstellenanordnungen von Ausgabepixeln entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellen;
Fig. 8 eine Darstellung der Pixelpositionen eines Bilds mit erwünschter Ausgabeauflösung ist, die den Pixelpositionen eines Eingabeauflösungsfensters überlagert sind;
Fig. 9 eine Darstellung der Pixelpositionen eines Bilds hoher Auflösung mit einer größeren Auflösung als die der Ausgabeauflösung ist, wobei es einer einzelnen Pixelposition (Punktquelle) eines Eingabeauflösungsfensters überlagert ist; und
Fig. 10A- 10D Darstellungen der vier möglichen Positionen eines Punktquellenfensters sind, wir es in Fig. 9 dargestellt ist und dem Eingabeauflösungsfenster der Fig. 8 entsprechend einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung überlagert ist.
Zum allgemeinen Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen sind gleiche Bezugszeichen durchgehend verwendet worden, um identische Teile zu bezeichnen. Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung sind die folgenden Ausdrücke in der Beschreibung verwendet worden.
Der Ausdruck "Daten" bezeichnet hier physikalische Signale, die Informationen angeben oder umfassen. Wenn ein Datenelement eine einer Anzahl von möglichen Alternativen angeben kann, hat das Datenelement einen einer Anzahl von "Werten".
Ein "Datenverarbeitungssystem" ist ein physikalisches System, das Daten verarbeitet. Ein "Bildverarbeitungssystem" ist ein Datenverarbeitungssystem, das Bilddaten verarbeitet. Ein "Datenprozessor" oder "Prozessor" ist irgendein Bauteil oder ein System, das Daten verarbeiten kann und eine oder mehrere zentrale Verarbeitungseinheiten oder andere Verarbeitungskomponenten umfassen kann.
Ein "Feld von Daten" oder "Datenfeld" oder "Feld" ist eine Kombination von Datenelementen, die auf ein Feld abgebildet werden können. Ein "zweidimensionales Feld" ist ein Datenfeld, dessen Datenelemente auf ein Feld abgebildet werden können, das zwei Dimensionen hat.
Ein Datenelement "definiert" ein Feld, wenn es Informationen enthält, die ausreichen, das Feld zu erhalten oder zu erzeugen. Beispielsweise kann ein Datenelement, das ein Feld definiert, das definierte Feld selbst umfassen, sowie eine komprimierte oder codierte Form des definierten Felds, einen Zeiger zu dem definierten Feld, einen Zeiger zu einem Teil eines anderen Felds, von dem das definierte Feld erhalten werden kann, oder Zeiger zu einer Gruppe kleinerer Felder, von denen das definierte Feld erhalten werden kann.
Ein "Bild" ist ein physikalisches Lichtmuster. Ein Büd kann Zeichen, Wörter und Text sowie andere Merkmale, wie Grafik, enthalten. Ein Text kann in einer Gruppe von einem oder mehreren Bildern enthalten sein, wie in Bildern auf Seiten eines Schriftstücks. Ein Bild kann in "Abschnitte" unterteilt sein, von denen jeder selbst ein Bild ist. Ein Abschnitt eines Bilds kann irgendeine Größe bis zu dem gesamten Bild und dieses umfassend haben.
Ein Datengegenstand "definiert" ein Bild, wenn der Datengegenstand ausreichend Informationen umfasst, das Bild zu erzeugen. Beispielsweise kann ein zweidimensionales Feld das gesamte oder irgendeinen Teil eines Bilds definieren, wobei jeder Datengegenstand in dem Feld einen Wert liefert, der die Farbe eines entsprechenden Bildorts angibt.
Jeder Bildort kann ein "Pixel" genannt werden. Daher ist ein "Pixel" der kleinste Abschnitt, in den ein Bild unterteilt ist oder auf den in einem gegebenen System zugegriffen wird. In einem Feld, das ein Bild definiert, indem jeder Datengegenstand einen Wert liefert, kann jeder Wert, der die Farbe eines Orts angibt, ein "Pixelwert" genannt werden. Jeder Pixelwert ist bspw. ein Bit in einer "Binärform" eines Bilds, ein Grautonwert in einer "Grautonform" eines Bilds oder eine Gruppe von Farbraumkoordinaten in einer "Farbkoordinatenform" eines Bilds, wobei die Binärform, die Grauwertform und die Farbkoordinatenform jeweils ein zweidimensionales Feld sind, die ein Bild definieren.
Eine Operation führt eine Bildverarbeitung durch, wenn sie an einem Datenelement vorgenommen wird, das sich auf einen Teil eines Bilds bezieht.
Pixel sind "Nachbarn" oder "benachbart" innerhalb eines Bilds, wenn es keine anderen Pixel zwischen ihnen gibt und sie ein geeignetes Kriterium für Nachbarschaft erfüllen. Wenn die Pixel rechteckig sind und in Zeilen und Spalten erscheinen, kann jedes Pixel vier oder acht Nachbarpixel in Abhängigkeit von dem verwendeten Kriterium aufweisen.
Eine "Bildeingabestation" (IIT) oder eine "Bildeingabeeinrichtung" ist eine Einrichtung, die ein Bild empfangen und einen Datengegenstand erzeugen kann, der eine Version des Bilds definiert. Ein "Abtaster" ist eine Bildeingabeeinrichtung, die ein Bild durch einen Abtastvorgang erhält, wie durch eine Rasterung eines Schriftstücks.
Eine "Bildausgabeeinrichtung" (IOT) ist eine Einrichtung, die einen Datengegenstand halten kann, der ein Bild definiert, und das Bild als Ausgang liefern kann. Eine "Anzeige" und ein "Drucker" sind Beispiele einer Bildausgabeeinrichtung, die das Ausgabebild in betrachtbarer Form liefert. Das sichtbare Muster, das durch eine Anzeige dargestellt wird, ist ein "Anzeigebild" oder einfach ein "Bild". Das sichtbare Muster, das durch einen Drucker dargestellt wird, ist ein "Druckerbild" oder einfach ein "Druck" oder eine "Ausgabe". Andere geeignete Definitionen für bekanntere Ausdrücke, die hier verwendet sind, sind in US-A-5689343 enthalten, die der US Anmeldung S. N. 08/451,376 entspricht, von der eine Kopie zusammen mit der vorliegenden Anmeldung eingereicht worden ist. Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Mehrfunktionsdrucksystem 10 ein Druckgerät 12 umfasst, das betriebsmäßig mit einem Netzdienstmodul 14 verbunden ist.
Das Druckgerät 12 umfasst ein elektronisches Untersystem 16, das als ein Videosteuermodul (VCM) bezeichnet ist und mit einem Abtaster 18 und einem Drucker 20 in Verbindung steht. Bei einem Beispiel koordiniert der VRM 16 die Arbeitsweise des Abtasters und des Druckers in einer digitalen Kopiervorrichtung. In einer digitalen Kopiervorrichtung liest der Abtaster 18 (oder die IIT) ein Bild auf einem Vorlagenschriftstück, wobei eine lineare Abtastreihe (z. B. eine ladungsgekoppelte Einrichtung (CCD)) verwendet wird, und wandelt analoge Videosignale, wie sie durch die Reihe aufgenommen werden, in eine lineare Reihe digitaler Signale oder Rasterungen um. Ein Bildverarbeitungssystem 22 (Fig. 2), das wiederum mit dem Abtaster 18 verbunden ist, führt eine Signalkorrektur und ähnliches aus, wandelt die korrigierten Signale in Binärsignale um und komprimiert wahlweise die Mehrpegelsignale und speichert diese vorzugsweise in einem elektronischen Vorzusammenstellspeicher (EPC) 24. Obgleich es nachfolgend in Bezug auf das Mehrfunktionsdrucksystem der Fig. 1 beschrieben wird, erkennt man, dass die vorliegende Erfindung auch bei irgendeinem Drucksystem Anwendung findet, das zum Empfang von Bildern von einer Mehrzahl von Quellen mit Auflösungen geeignet ist, die von jenen verschieden sind, die es ausdruckt. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung in der Elektrovervielfältigungsmaschine enthalten sein, die ausführlich in US-A-5,301,037 beschrieben ist.
Der Drucker 20 (IOT) umfasst vorzugsweise ein elektrostatografisches Druckgerät. Bei einem Beispiel weist das Druckgerät ein Fotorezeptorband mit Mehrschrittweite (nicht gezeigt) auf, auf das mit einer Belichtungsquelle geschrieben wird, wie einer synchronen Quelle (z. B. einer Abtasteinrichtung mit einem Laserrasterausgang) oder einer asynchronen Quelle (z. B. einer Leuchtdioden-Druckleiste). Im Zusammenhang mit dem Drucken werden die Mehrpegelbilddaten aus dem EPC Speicher 24 (Fig. 2) gelesen, während die Belichtungsquelle gemäß den Bilddaten moduliert wird, wodurch ein latentes Bild auf dem Fotorezeptorband gebildet wird. Nachfolgend wird das latente Bild unter Verwendung einer Anzahl bekannter Entwicklungstechniken entwickelt und auf ein Druckmaterialblatt übertragen. Nach dem Einschmelzen des sich ergebenden Drucks kann es für einen zweiseitigen oder einen einseitigen Ausgang umgedreht werden. Der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennt, dass der Drucker zahlreiche alternative Markierungsvorrichtungen neben einer elektrostatografischen Druckvorrichtung haben kann, ohne das Konzept zu ändern, das der geoffenbarten Ausführungsform zugrunde liegt. Beispielsweise könnte das Drucksystem 10 mit einem Heißtintenstrahl- oder einem ionografischen Drucker ausgeführt sein.
Unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 2 umfasst der VCM 16 einen Videobus 28, mit dem verschiedene Eingabe-/Ausgabeeinrichtungen, Datenübertragungen und Datenspeichermedien kommunizieren. Vorzugsweise ist der Videobus 28 ein Datensatzübertragungsbus hoher Geschwindigkeit mit 32 Bit (auf 64 erweiterbar), der eine fortwährende Bandbreite bis zu ungefähr 60 MByte/s besitzt. Die Datenspeichermedien des VCM befinden sich in Speichereinrichtungen, einem EPC Speicherabschnitt 30 und einem Massenspeicherabschnitt 32. Der EPC Speicherabschnitt umfasst einen EPC Speicher 24, vorzugsweise einen DRAM (dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff), der über eine DRAM Steuerung 33 mit dem Videobus verbunden ist. Der Massenspeicherabschnitt 32 umfasst eine SCSI Festplatte 34, die mit dem Videobus über einen Übertragungsmodul 36a gekoppelt ist. Andere Eingabe-/Ausgabeeinrichtungen und Verarbeitungskomponenten können entsprechend mit dem Videobus durch Übertragungsmodule 36 verbunden werden. Man erkennt, dass andere Einrichtungen (z. B. eine Arbeitsstation) mit dem Videobus verbunden werden können.
Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2 sind drei Eingabe-/Ausgabekomponenten betriebsmäßig mit dem Videobus 28 verbunden gezeigt: (1) Faksimile-(FAX)-Modul 48, (2) Abtaster oder IIT 18 und (3) der Drucker oder IOT 20. Des Weiteren könnte eine breite Vielzahl von Komponenten mit dem Videobus durch einen Erweiterungsschlitz 50 gekoppelt werden. Bei einer Ausführungsform des FAX Moduls 48 enthielte der Modul eine Komponentenreihe, nämlich einen Abschnitt zur Durchführung einer adaptiven Komprimierung/Dekomprimierung gemäß Xerox, einen Abschnitt zum Skalieren komprimierter Bilddaten, einen Abschnitt zum Umwandeln komprimierter Bilddaten in das oder aus dem CCITT Format und ein Modem zur Übertragung von entsprechend CCITT formatierten Daten von oder zu einer Telefonverbindung über eine übliche Verbindungsleitung.
Erneut auf Fig. 2 bezugnehmend sind die IIT 18 und die IOT 20 betriebsmäßig mit dem Videobus 28 über Übertragungsmodule 36c und 36d gekoppelt. Des Weiteren sind die IIT 18 und die IOT 20 betriebsmäßig mit einem Komprimierer 62 bzw. einem Entkomprimierer 64 gekoppelt. Der Komprimierer und der Entkomprimierer sind vorzugsweise als ein einzelner Modul vorgesehen, der adaptive Komprimiereinrichtungen von Xerox verwendet. Adaptive Komprimiereinrichtungen von Xerox sind bei Komprimier- /Entkomprimiervorgängen von der Xerox Corporation bspw. in dem DocuTech® Drucksystem verwendet worden.
Wie es ferner durch Fig. 2 dargestellt worden ist, kann der Abtaster 18, der den Bildverarbeitungsabschnitt 22 umfasst, mit einem Markierungs-/Vermischungsmodul 66 verbunden sein. Vorzugsweise umfasst der Bildverarbeitungsabschnitt einen oder mehrere bestimmte Prozessoren, die programmiert sind, verschiedene erwünschte Funktionen auszuführen, wie Bildhervorhebung, Schwellen-/Abschirmverarbeitung, Drehung, Auflösungsumwandlung und TRC Einstellung. Die selektive Aktivierung einer oder mehrerer dieser Funktionen kann durch eine Gruppe von Bildverarbeitungssteuerregistern koordiniert werden, wobei die Register durch eine Systemsteuerung (nicht gezeigt) programmiert werden. Vorzugsweise sind die Funktionen entlang einer "Pipeline" angeordnet, der Bilddaten an einem Ende der Leitung eingegeben werden, und die verarbeiteten Bilddaten werden an dem anderen Ende der "Leitung" ausgegeben. Wie nachfolgend beschrieben, werden die Auflösungsumwandlungsoperationen bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise in dem Bildverarbeitungsabschnitt 22 ausgeführt.
Weiterhin auf Fig. 2 bezugnehmend ist die Arbitrierung der verschiedenen Buscontroller des VCM 16 mittels eines Videobuszuteilers 70 ausgeführt, der an einem Videobuszuteilungs-/Busgatter 71 angeordnet ist. Der Zuteiler bestimmt, welcher Buscontroller (z. B. FAX Modul, Abtaster, Drucker, SCSI Festplatte, EPC Speicher oder Netzdienstkomponente) zu einer gegebenen Zeit auf den Videobus zugreifen kann.
Erneut auf Fig. 1 bezugnehmend ist die Architektur des Netzdienstmoduls derjenigen eines Personalrechners ähnlich. Insbesondere ist ein Controller (nicht gezeigt) mit einem Standard SBus 72 verbunden. Bei einem Beispiel umfasst die Netzschnittstelle die gesamte Hardware und Software, die notwendig ist, die Hardware-/Softwarekomponenten des Controllers mit Hardware-/Softwarekomponenten eines Netzes in Beziehung zu setzen. Beispielsweise könnte die Netzschnittstelle, um verschiedene Protokolle zwischen dem Netzdienstmodul 14 und dem Netz schnittstellenmäßig zu verbinden, neben anderer Software mit Netware® von Novell Corp. versehen sein. Beim Betrieb kann ein Benutzer einen Auftrag erzeugen, der eine Mehrzahl von elektronischen Seiten und eine Gruppe von Verarbeitungsbefehlen umfasst. Der Auftrag wird seinerseits in eine Darstellung umgewandelt, die in einer Seitenbeschreibungssprache geschrieben ist, wie in PostScript. Der Auftrag wird dann zu der Steuerung übertragen, wo er mit einem Zerleger interpretiert wird, wie einer der von der Adobe Corporation bereitgestellt wird (siehe bspw. US-A-5,226,112).
Erneut auf Fig. 2 bezugnehmend ist der Netzdienstmodul 14 mit dem VCM 16 über eine Busüberleiteinrichtung 88 des Videobuszuteilers-/Busüberleitstelle 71 verbunden. Bei einem Beispiel kann die Busüberleitstelle ein programmierbares Gatterfeld (FPGA) umfassen. Die Busüberleiteinrichtung stellt die Schnittstelle zwischen dem SBus des Host und dem VCM Videobus dar. Sie liefert eine Videobusadressenumsetzung für Zugriffe auf Adressenräume innerhalb des reellen Adressenbereichs des Videobusses und gibt eine virtuelle Adresse an den SBus des Host für virtuelle Adressen in dem Adressenbereich des Host weiter. Ein DMA Kanal für Übertragungen zwischen Speichern ist ebenso in der Busüberleitstelle ausgeführt. Unter anderen liefert die Busüberleitstelle einen nahtlosen Zugriff zwischen dem Videobus und dem SBus und decodiert virtuelle Adressen von den Buscontrollern, wie einem der Übertragungsmodule 36, so dass eine Kennung von einer entsprechenden abhängigen Komponente erhalten werden kann. Der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennt, dass viele Komponenten des Drucksystems 10 in der Form einer einzelnen, anwendungsspezifischen, integrierten Schaltung (ASIC) ausgeführt sind.
Bezugnehmend auf die Fig. 2 und 3 umfasst das Drucksystem 12 einen Bildverarbeitungsabschnitt, um solche Vorgänge wie eine Auflösungsumwandlung auszuführen, entweder an abgetasteten Bildern oder von über den Videobus übertragenen Videobilddaten. Vorzugsweise werden die Bildpixeldaten durch eine Mehrzahl von Bildsignalen dargestellt, und ein Bildprozessor 22 dient dazu, solche Daten in Fenster von Bildsignalen zur Umwandlung zu unterteilen, wobei eine Flächenabbildungstechnik verwendet wird. Insbesondere stellt Fig. 3 die verschiedenen Schritte bei dem Vorgang der Auflösungsumwandlung dar. Man beachte, dass, während der Ablauf in Fig. 3 als ein Reihenablauf gezeigt ist, bei dem jeder Schritt nacheinander auftritt, dies nicht der Fall bei einer bevorzugten Hardwareausführungsform ist, wie sie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist. Die Reihendarstellung ist hauptsächlich zum Zweck der Erläuterung des Ablaufs dargestellt, wohingegen die Hardwareausführungsform bevorzugt wird, um den Durchsatz der Videodaten zu verbessern.
Wie es in Fig. 4A und 4B gezeigt ist, wird ein Eingabepixelmuster 100 niedriger Auflösung, das einen Bildabschnitt mit einer Eingabeauflösung M umfasst, einem Bildprozessor 22 (Fig. 2) geliefert. Anfangs wird der Bildabschnitt, der vorzugsweise aus einer Mehrzahl von digitalen Bildsignalen besteht, einer Flächenabbildungsoperation unterzogen, Block 102, um mehr als ein Bildsignal für jedes entsprechende Eingabebildsignal zu erzeugen. Der Ausgang der Flächenabbildungsoperation ist ein Pixelmuster 104 hoher Auflösung, das eine Mehrzahl Bildsignale umfasst. Die Anzahl der Ausgabesignale, die für jedes Eingabebildsignal erzeugt wird, wird als eine Funktion des Umwandlungsverhältnisses N1 · N2/M1 · M2 bestimmt, worin N1 und N2 die Auflösungen des Ausgabebilds quer zur Verarbeitung bzw. mit der Verarbeitung sind, und jeweils größer als M1 und M2 sind, die die Auflösungen des Eingabebilds sind. Häufig sind die Auflösungen in den zwei Richtungen die gleichen und die Eingabe wird einfach bezeichnet, als dass sie die Auflösung M aufweist, und der Ausgang die Auflösung N aufweist. Beispielsweise ist bei einer Umwandlung eines Bilds mit 240 · 240 spi (Flecken/Inch) (9,6 Flecken/mm) (M = 240) in ein Ausgabebild von 600 · 600 spi (24 Flecken/mm) (N = 600) das Umwandlungsverhältnis 5-zu-2 in jeder Richtung, was eine unganzzahlige Umwandlung darstellt. Das Verhältnis der Ausgabe- zu den Eingabepixeln ist 5 · 5/2 · 2 = 25/4. Um die Bilddichte richtig zu bewahren, sollte jedes Eingabepixel der Bezug für ungefähr sechs Ausgabepixel sein. Um die Bildstruktur am besten beizubehalten und die örtliche Dichte zu bewahren, sollten die sechs (ungefähr) Pixel in einer Weise gehäuft oder gruppiert werden, dass sie im Mittel die Eingabepixel am besten darstellen.
Sobald das Bildpixelmuster hoher Auflösung im Flächenabbildungsblock 102 erzeugt ist, wird das Filter des Blocks 108 angewendet, um den sich ergebenden Bildabschnitt zu verstärken. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Filter 108 unter Verwendung eines Musterfilters ausgeführt, das unter Verwendung statistischer Techniken oder äquivalenter Verfahren erzeugt wird, wie es nachfolgend beschrieben ist. Bei der Verarbeitung der Bildsignale des Pixelmusters 104 wählt das Filter 108 die Bildsignale als eine Funktion von Mustern selektiv aus oder wandelt sie ab, die in dem Eingabebild 100 niederer Auflösung gefunden werden. Das Ergebnis der Filteroperation, die im Block 108 ausgeführt wird, ist ein Pixelmusterbild 110 hoher Qualität und Auflösung, das dann von dem Bildprozessor 22 zu einer Markierungsvorrichtung oder IOT 20 weitergeleitet wird, wie es vorhergehend beschrieben wurde. Die IOT erzeugt dann das Pixelmusterbild auf einem Druckmedium mit einer Auflösung N, um ein Bild 114 in einer lesbaren Form zu erzeugen.
Nun auf Fig. 4A und 4B in Verbindung mit Fig. 3 bezugnehmend wird eine beispielhafte Hardwareausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Fig. 4A und 4B stellen die hauptsächlichen Hardwarekomponenten dar, die notwendig sind, die vorliegende Erfindung auszuführen, mit bspw. einer Auflösungsumwandlung von 240 · 240 spi (9,6 Flecken/mm) in 600 · 600 spi (24 Flecken/mm). Die Erfindung soll jedoch nicht auf diese Auflösungen beschränkt sein und kann angewendet werden, andere Umwandlungsverhältnisse ebenfalls auszuführen. Der Eingabepuffer 120 ist ein Datenspeicherpuffer, der eine Mehrzahl von SIPO (seriell in/parallel aus) Registern 122 (122a-f) umfasst. Beim Betrieb erhält der Puffer 120 Bildsignale von dem Videobus oder der IIT und ordnet einen Abschnitt von ihnen in den verschiedenen Registern in serieller Weise an, wobei jedes Register eine Anzahl Bildsignale von einem "vertikalen" Abschnitt von sechs benachbarten Bildrastern speichert. Mit anderen Worten enthält der Eingabepuffer Bildsignale von einem Abschnitt des Eingabebilds mit 6 Pixel mal 6 Pixel. Jedoch werden die in dem Puffer gespeicherten Daten nur verwendet, Ausgabepixel zu erzeugen, die mit den vier Eingabepixelstellen verbunden sind, die in der Mitte des Puffers oder des Fensters gefunden werden, den mittigen Eingabepixeln.
Wie in Fig. 5 dargestellt, sollen die vier zentralen Eingabepixel 1.1, 1.2, 2.1 und 2.2 in der Auflösung umgewandelt werden, um fünfundzwanzig Ausgabepixel (ein NIM Umwandlungsverhältnis von 5-zu-2 in jeder Richtung) zu erzeugen, die z. B. durch das Bezugszeichen 118 angegeben sind und in den zentralen Eingabepixeln überlagert sind. Fig. 5 zeigt auch die Eingabepixelpositionen, die aus dem Puffer oder Fenster zum Mustervergleich ausgewählt worden sind. Bei der dargestellten Ausführungsform werden von den sechsunddreißig möglichen Pixelpositionen Bildsignale von achtundzwanzig dieser Positionen für den Filtervorgang verwendet, wie es in Verbindung mit den Fig. 4A und 4B beschrieben ist. Weniger Pixel können verwendet werden, wenn es Hardwareeinschränkungen geben sollte, die den Puffer oder das Fenster auf eine leicht verwaltbare Größe begrenzen, es werden z. B. 24 Bits für ein Fenster mit 24 Pixeln verwendet. Jedoch ist die allgemeine Regel, dass, je größer die Anzahl von Pixeln in dem Fenster ist, desto besser die erzielten Ergebnisse sind.
Wie vorhergehend angegeben enthält der Eingabepuffer 120 Bildsignale für eine Mehrzahl von Pixeln. Sobald sie gespeichert sind, werden bestimmte Signale zu dem Indexpuffer 122 weitergeleitet. Insbesondere werden die gespeicherten Signale in dem Indexpuffer in einem vorbestimmten Schema oder Reihenfolge angeordnet, damit ein 28 Bit Indexwert erzeugt wird, wie es dargestellt ist. Die Art, in der die Bildsignale aus dem Puffer 120 ausgewählt und in den Indexpuffer 122 weitergeleitet werden, erfolgt in Übereinstimmung mit dem ausführlich in Fig. 1 dargestellten Puffer. Beispielsweise werden für die obersten Rasterdaten nur vier Bildsignale weiterbewegt, nämlich die Pixel 1, 3, 4 bzw. 6 in der Reihenfolge von links nach rechts. Dieses bevorzugte Auswahlschema ist ferner durch die Linienverbindung der Fig. 4A dargestellt, in der Pixel aus jedem der sechs Rastersegmente ausgewählt werden, die in dem Puffer 120 gespeichert sind.
Nachdem die ausgewählten Bildsignale in dem Indexpuffer 122 gespeichert worden sind, wird der 28-Bit Indexwert auf die Adressenleitung 124 gegeben, um einen Index für eine Speicherstelle in der LUT (Nachschlagtabelle) 126 zu erzeugen. Gleichzeitig werden die Bildsignale, die den vier zentralen Pixelpositionen (1.1., 2.1, 1.2 und 2.2) entsprechen, auf einzelnen Leitern 130 an den Eingang des Demultiplexers (DEMUX) 132 gegeben. Die Auswahl eines der Bildsignale zur Ausgabe von dem DEMUX 132 wird durch Auswahlsignale ausgeführt, die von der Bezugswert-Logikschaltung 136 ausgegeben werden.
Die Bezugswert-Logikschaltung 136 ist ausgelegt, ein Paar von Auswählsignalen auf der Grundlage der Ausgabepixelposition eines Bildsignals auszugeben, das verarbeitet wird. Bezugnehmend auf z. B. Fig. 6, in der eine nicht verschachtelte Ausgabehäufungsstellenabbildung dargestellt ist, kann man beobachten, dass der Bezugswert für das Eingabepixel 1.1 (als [1.1] angegeben) als der Bezugs- oder Voreinstellausgabewert für Ausgabepixelposition 1.1, 2.1, 3.1, 1.2, 2.2, 3.2, 1.3, 2.3 und 3.3 verwendet wird. Ähnliche Zuordnungen der Eingabebildsignale als Bezugswert werden für die verbleibenden Ausgabepixelpositionen verwendet, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Nach Erhalt der Signale von dem Pixel- und Zeilenzähler 140 bzw. 142 erzeugt die Bezugswert-Logikschaltung die geeigneten Auswählsignale, damit der DEMUX 132 das Bildsignal auf der Leitung 144 ausgeben kann. Beispielsweise würde das Bildsignal, das der Eingabepixelposition [1.1] zugeordnet ist, entsprechend der nicht verschachtelten Anhäufungsstelle der Fig. 6 ausgewählt, wenn immer der Pixelzähler und der Zeilenzähler beide Zählwerte zeigt, die gleich drei oder kleiner sind (unter der Annahme, dass die Zähler bei 1 initialisiert sind). Ebenso würde das Bildsignal für die Eingabepixelposition [2.2] von dem DEMUX 132 als der Bezugswert ausgegeben, wenn immer die Zählwerte beider Zähler 140 und 142 vier oder größer wären. Somit wählt die Bezugswertlogik den Bezugswert für den Ausgang entsprechend der Position des Ausgabepixels aus, für das ein Signal bestimmt werden soll.
Gleichzeitig wird der Ausgang eines Musterfilters in der LUT 126 erzeugt. Das Musterfilter erfasst ein bestimmtes Muster von Bildsignalen innerhalb des in dem Puffer 120 gespeicherten Eingabebildabschnitts. Bei Erfassung des vorbestimmten Musters gibt das LUT Filter einen Binärwert 1 aus, und sonst gibt es einen Wert 0 aus. Der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet digitaler Konstruktionen erkennt, dass eine Anzahl logischer Schemata bei der Ausführung der Nachschlagtabelle (LUT) verwendet werden kann. Beispielsweise kann die LUT 126 als eine Mehrzahl von Nachschlagtabellen (z. B. fünfundzwanzig) ausgeführt werden, von denen jede ein einzelnes Bit ausgibt, von denen eines sequentiell für jede Ausgabepixeladresse ausgewählt wird. Alternativ kann eine viel größere Nachschlagtabelle ausgewählt werden, wobei die Eingabe nicht nur aus dem Muster sondern den Ausgabepixeladressen besteht, um dann wiederholt Bildsignale auszugeben, wenn sich die Adresse des Ausgabepixels ändert. Jedoch wird hier aus dem Grund, die Beschreibung zu vereinfachen, eine LUT mit dem Ausgang eines einzelnen Bit verwendet. Somit ist, wenn immer ein vordefiniertes Modellmuster als Ergebnis des Indexwerts erfasst wird, der zum Adressieren der Nachschlagtabelle verwendet wird, der Ausgang der LUT 126 eine 1. Die Ausgabe der LUT 126 wird dann an den Eingang des exklusiven ODER-Glieds 150 weitergegeben, wo sie einer exklusiven ODER-Operation mit dem Bezugswertausgang von dem DEMUX 132 unterzogen wird. Das Ergebnis der exklusiven ODER-Logikoperation ist derart, dass, wenn immer die LUT eine binäre 0 ausgibt, der Bezugswert in dem Ausgabebildsignalpuffer 152 gespeichert wird, und wenn immer die LUT eine binäre 1 ausgibt, das Bezugssignal umgekehrt wird, bevor es in dem Ausgabepuffer gespeichert wird.
Bei einer noch anderen alternativen Ausführungsform kann das LUT Filter unter Verwendung von einundzwanzig Nachschlagtabellen mit 24-Bit Eingabe und Ein-Bit Ausgabe ausgeführt werden, um einundzwanzig von fünfundzwanzig Ausgabepixeln zu erzeugen. Die Ausgangswerte für die verbleibenden vier Pixel werden dann unmittelbar von den zugeordneten Eingabepixeln genommen. Um die einundzwanzig Nachschlagtabellen herzustellen, können insgesamt drei FPGAs verwendet werden, mit sieben Nachschlagtabellen in jeder, wobei jede FPGA ungefähr 1100 logische, verkleinerte Muster speichern kann.
Wie es durch den Ausgabeadressengenerator 154 dargestellt ist, wird die Speicherstelle in dem Ausgabepuffer 152, an der das Binärergebnis von dem exklusien ODER-Glied 150 gespeichert ist, als eine Funktion des Pixelzählers und der Zeilentaktzählwerte der Zähler 140 bzw. 142 bestimmt. Der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennt, dass das vorbeschriebene Verfahren (Fig. 3), das in der in Fig. 4A und 4B schematisch dargestellten Vorrichtung ausgeführt wird, für aufeinanderfolgende Eingabepixel innerhalb eines Bildeingabeabschnitts oder eines gesamten Bilds wiederholt werden soll, bis alle Eingabepixelspeicherstellen in eine zentrale Pixelpositition des Eingabepuffers gefallen sind, wodurch jedes Eingabepixelsignal vollständig in eine Mehrzahl von Ausgabepixelsignalen umgewandelt wird, um ein Ausgabebild höherer Auflösung zu erzeugen.
Der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennt, daß er, wie es bereits von Loce u. a. in E.R. Dougherty, R.P. Loce, "Optimal Mean-Absolute-Error Hit-or-Miss Filters: Morphological Representation and Estimation of the Binary Conditional Expectation", SPIE Journal of Optical Engeneering, Bd. 32, Nr. 4, S. 815-827, April 1993 beschrieben ist, möglich ist, die Anzahl der Muster zu verringern, die in der LUT gespeichert werden müssen, so dass keine Notwendigkeit besteht, 228 mögliche Adressen darin zu haben (man beachte 228 gilt für den beispielhaften Fall). Des Weiteren kann die Logik, die mit einem oder mehreren der Zähler, dem Demultiplexer, der Bezugswertlogik oder der Nachschlagtabelle verbunden ist, unter Verwendung herkömmlicher Konstruktionsvereinfachungsteile ausgeführt werden, wie Gatterfelder, Gatterfelder mit programmierbaren Fefdern oder sogar der Anwendung bestimmter integrierter Schaltungen. Ein bedeutender Vorteil solcher Bauteile ist nicht nur eine Kostenverringerung, wenn sie in großer Zahl hergestellt werden, sondern auch eine damit verbundene Verbesserung bei der Bildsignalbandbreite.
Es wird nun auf Fig. 7 Bezug genommen, in der eine alternative zu der nicht verschachtelten Anhäufung von Ausgabepixeln, die in Fig. 6 gezeigt ist, gezeigt ist. Insbesondere zeigt Fig. 7 eine verschachtelte Anhäufungsstellenanordnung, bei der der mit bestimmten Ausgabepixelspeicherstellen verbundene Bezugswert so ausgewählt ist, dass die Wahrscheinlichkeit von sichtbarem Moire (Schwebung) in dem Ausgabedruck und Randpositionsfehler insbesondere entlang den Eingabepixelgrenzen ausgeschlossen ist. Vergleicht man z. B. die Fig. 6 und 7 ist es offensichtlich, dass die regelmäßige (gerade) Grenze zwischen Ausgabepixeln unterschiedlicher Pegel kein Gesichtspunkt der Anhäufung der Fig. 7 ist. Fig. 7, die als eine verschachtelte Anhäufung bezeichnet ist, ist mit Absicht so gezeichnet, dass die Wahrscheinlichkeit der Einführung einer vom Menschen wahrnehmbaren Struktur in einem Ausgabedruck ausgeschlossen ist. Im Wesentlichen erzeugt eine verschachtelte Anhäufung (Fig. 7) eine Art Halbtaktung entlang den geteilten Pixeln in einem Ausgabebild, das Änderungen der Linienbreite und der Punktbreite zwischen dem Eingabe- und dem Ausgabebild bei einer Auflösung von M bzw. N bewahrt. Des Weiteren können Halbtöne und Schattierungen in dem Ausgabebild ohne Einführung von Schwebungen der auflösungsmäßig umgewandelt werden. Während das nicht verschachtelte Anhäufungsschema ähnlich der Pixelgruppierung ist, die bei Interpolationsverfahren mit dem nahesten Nachbarn verwendet wird (abwechselnd zwischen Bit-Doppel und Bit-Triple, Zeilen-Doppel, Zeilen-Triple bei dem Beispiel, das eine Umwandlung von 240 spi in 600 spi zeigt), versucht das verschachtelte Anhäufungsstellenverfahren, die örtliche Dichte, die Randpositionen und die Strichweite zu bewahren. Um eine verschachtelte Anhäufungsstellenabbildung zu konstruieren, wird zuerst das Verhältnis der Eingabe- und Ausgabepixel bestimmt (ungefähr sechs Ausgabepixel für jedes Eingabepixel bei der vorliegenden Ausführungsform). Dann werden Anhäufungsstellen von Pixeln gebildet, die den gleichen Bezugswert verwenden. Wenn Eingabe- und Ausgabepixelgrenzen nicht zusammenfallen (wie in der Mittellinie des Abbildungsbereichs bei dem gegenwärtigen Beispiel), werden die Ausgabepixel entlang der Grenze abwechselnd von den darunterliegenden Nachbarpixeln zugeteilt. Die abwechselnden Bezugshäufungsstellen bilden Strukturen mit einem halben Bit, wenn die Ränder auf der nicht übereinstimmenden Grenze in einem Eingabebild liegen. Die Halbbitstrukturen können beim Drucken, bei der Anzeige oder bei der Betrachtung physikalisch unscharf sein, um das Aussehen zu ergeben, dass der Ausgabe- und Eingaberand an der gleichen Speicherstelle angeordnet sind. Tatsächlich befindet sich der Durchschnittsausgaberand an der gleichen Position wie der Eingaberand.
Die Auslegung der Nachschlagtabellen auf Mustergrundlage, die entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden, kann unter Verwendung statistischer Dokumentkonstruktions-Lerntechniken ausgeführt werden, die in dem JP-A-7-226,844 beschrieben sind, das der US Patentanmeldung mit dem Titel "IMAGE RESOLUTION CONVERSION METHOD THAT EMPLOYS STATISTICALLY GENERATED MULTIPLE MORPHOLOGICAL FILTERS", von Robert P. Loce, Michael S. Cianciosi und Jeffrey D. Kingsley, Application Serial Nr. 081169,487 (eingereicht am 17. Dezember 1993) entspricht. Ein Maß an Komplexität wird dem Nachschlagtabellen-Kontruktionsverfahren hinzugefügt. Bei der genannten Anmeldung sind die Konstruktionsmethoden alle als die Abbildung eines einzelnen Pixels auf eine Ansammlung von Pixeln beschrieben. Im Gegensatz dazu bildet die vorliegende Erfindung eine Eingabegruppe oder eine Fläche von Pixeln auf eine Ausgabegruppe ab. Konstruktionsverfahren mit Probenphasen, ähnlich jenen in der obenerwähnten JP-A-7-226,844 geoffenbarten, könnten im vorliegenden Fall verwendet werden, wobei aber die Probenphasen und die Fensterschrittweite in relativ einfacher Weise geändert werden würden. (Man beachte, dass in der folgenden Erörterung das Abbilden eines einzelnen Pixels auf eine Gruppe von Pixeln als eine Punktabbildung bezeichnet wird.) Alternativ können die Nachschlagtabellenfilter unter Verwendung einer Abbildung mit ganzzahligem Verhältnis und höherer Auflösung konstruiert werden, wie es oben in der genannten Anmeldung beschrieben ist, worauf eine Neudefinition folgt, um ein Flächenabbildungsfilter zu erreichen.
Bezugnehmend auf die Fig. 8, 9 und 10A-10D wird die alternative Konstruktionstechnik beschrieben. Bei dem Beispiel soll ein 240 · 240 spi (9,6 Flecken/mm) Eingabeschriftstück in ein 600 · 600 spi (24 Flecken/mm) Ausgabeschriftstück umgewandelt werden, wie es durch Fig. 8 dargestellt ist. Vorhergehend beschrieben werden die vier zentralen Pixel des Eingabefensters 200 der Auflösung nach umgewandelt, um fünfundzwanzig Ausgabebildpixel zu erzeugen, wie es durch das Bezugszeichen 202 angegeben ist. Um ein Filter und die zugeordneten Bezugspixel zu konstruieren, um die Erfindung abzuschließen, wird, wie vorher beschrieben, jedes der vier zentralen Eingabepixel auf eine Reihe von fünfundzwanzig Pixeln punktabgebildet, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Im Wesentlichen führt dies eine 240 · 240 spi (9,6 Flecken/mm) in 1200 · 1200 spi (48 Flecken/mm) Umwandlung aus. In Anbetracht davon, dass die punktabgebildeten Pixel der 1200 · 1200 spi (48 Flecken/mm) Darstellung dann über die erwünschten Pixelpositionen des 600 · 600 spi (24 Flecken/mm) Ausgabe gelegt werden kann, wie es bspw. durch Fig. 10A dargestellt ist, können einzelne Pixel in dem punktabgebildeten Ausgabe als für zugeordnete Pixel in der erwünschten flächenabgebildeten Darstellung von 600 · 600 spi (24 Flecken/mm) ausgewählt werden. Mit anderen Worten kann eines der 1200 · 1200 spi (48 Flecken/mm) Pixel, das in einem 600 spi (24 Flecken/mm) Pixel liegt, verwendet werden, das volle 600 · 600 spi (24 Flecken/mm) Pixel darzustellen. Des Weiteren kann, weil das 5 · 5 Fenster der Fig. 9 in eine der vier möglichen Positionen des 6 · 6 Fensters passt (wie es durch die Fig. 10A-100 dargestellt ist), das Gesamtfilter als ein 6 · 6 Flächenabbildungsfilter gekennzeichnet werden, das aus einer Mehrzahl von 5 · 5 Punktabbildungsfiltern zusammengesetzt ist.
Zusammenfassend ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umwandlung der Auflösung eines Eingabebilds in eine höhere Auflösung, die kein ganzzahliges Vielfaches der Eingabeauflösung ist. Die Erfindung verwendet entweder eine verschachtelte oder eine nicht verschachtelte Anhäufungsstellenanordnung von Ausgabepixeln, um jedem Ausgabepixel einen Bezugswert zuzuordnen, der aus den Signalpegeln des Eingabebilds bestimmt wird. Zusätzlich umfasst die Erfindung ein Musterverstärkungsfilter, um den Signalpegel weiter zu verfeinern, abzuwandeln oder zu ändern, bevor er als ein Bild hoher Auflösung ausgegeben wird.
Es liegt deshalb auf der Hand, dass entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umwandlung der Auflösung eines Eingabebilds in ein Ausgabebild höherer Auflösung in einer Weise geschaffen worden sind, die geeignet ist, die Bilddichte zu bewahren, während die Einführung von Bildfehlern durch den Umwandlungsvorgang vermieden wird. Während diese Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen von ihr beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, dass viele Alternativen, Abänderungen und Abwandlungen für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet auf der Hand liegen.

Claims

1. Verfahren, das in einem Bildverarbeitungssystem arbeitet, zur Abbildung einer Mehrzahl von Eingabebildsignalen mit einer ersten Auflösung, die erste Eingabepixelpositionen aufweisen und ein zweidimensionales Bild darstellen, um eine Mehrzahl von Bildsignalen, die eine zweite Auflösung aufweisen und zweite Ausgabepixelpositionen haben, zur Herstellung als ein zweidimensionales Ausgabebild an einer Bildausgabeeinrichtung zu erzeugen, wobei die zweite Auflösung höher als die erste Auflösung ist, mit den Schritten:

Definieren einer Anhäufung von Ausgabepixelpositionen, wobei die Anhäufung eine Gruppe der zweiten Ausgabepixelpositionen ist, die eine Größe und zweidimensionale Form aufweisen, die eine vorbestimmte Anzahl der zweiten Ausgabepixelpositionen bei der zweiten Auflösung einschließen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren die Schritte umfasst:

Erkennen eines ersten Bezugswerts, der gleich einem Eingabebildsignalpegel einer Bezugspixelposition bei einer ersten Auflösung ist;

Einstellen des Bildsignalpegels der Anhäufung von Ausgabepixeln auf den ersten Bezugswert;

Vergleichen der Bildsignale einer Gruppe von Pixelpositionen der ersten Auflösung innerhalb eines Fensters, das die Bezugspixelposition einschließt, mit einem Musterfilter, um eine Übereinstimmung zu erkennen; und

Abändern des Bildsignalpegels von zumindest einem der ersten Gruppe von Ausgabepixeln nur in Antwort auf eine Übereinstimmung mit dem Musterfilter.

2. Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren die Schritte umfasst:

Definieren einer zweitem Anhäufung von Ausgabepixelpositionen, wobei die zweite Anhäufung eine Gruppe von zweiten Ausgabepixelpositionen ist, die eine Größe und zweidimensionale Form aufweisen, die eine vorbestimmte Anzahl von Pixelpositionen bei der zweiten Auflösung einschließen,

Erkennen eines zweiten Bezugswerts, der gleich einem Eingabebildsignalpegel einer Bezugspixelposition bei einer ersten Auflösung ist;

Einstellen des Bildsignalpegels der zweiten Anhäufung von Ausgabepixeln auf den zweiten Bezugswert;

Vergleichen von Bildsignalen einer Gruppe von Pixelpositionen der ersten Auflösung innerhalb eines Fensters, das die zweite Bezugspixelposition einschließt, mit einem Musterfilter, um eine Übereinstimmung zu erkennen; und

Abändern des Bildsignalpegels von zumindest einem der zweiten Gruppe von Ausgabepixeln nur in Antwort auf eine Übereinstimmung mit dem Musterfilter.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die erste und zweite Gruppe von Ausgabepixeln verschachtelt ist und/oder bei dem die zweite Auflösung ein nicht ganzzahliges Vielfaches der ersten Auflösung ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die in dem Eingabe- und Ausgabebild vorhandenen Ränder in ihren entsprechenden Bildern wegen der nicht ganzzahligen Auflösungsabbildung nicht übereinstimmend ausgerichtet sein können, und wobei die erste und die zweite Gruppe von Ausgabepixeln verschachtelt werden, indem abwechselnd die Nachbarpixel aktiviert werden, um in dem zweidimensionalen Ausgabebild ein Aussehen zu ergeben, dass Ränder in dem Eingabebild ähnlich in dem Ausgabebild angeordnet sind.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ausgabehäufung und die Bezugspixelposition jeweils zugeordnete Bereiche der Bilder mit der ersten und der zweiten Auflösung darstellen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Bezugspixelposition so ausgewählt wird, dass sie einer Überlappung der Pixelpositionen des Bilds mit der zweiten Auflösung entspricht, wenn das Bild mit der zweiten Auflösung dem Bild mit der ersten Auflösung überlagert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste Auflösung 240 · 240 spi (9,6 Flecken/mm) und die zweite Auflösung 600 · 600 spi (24 Flecken/mm) ist und bei dem ein 2 · 2 Feld von Eingabebildsignalen in ein entsprechendes 5 · 5 Feld von Ausgabebildsignalen umgewandelt wird und bei dem das erste Bezugssignal durch das Bildsignal bestimmt wird, das in einem ersten Quadranten des 2 · 2 Felds von Eingabebildsignalen enthalten ist, mit den weiteren Schritten:

Definieren einer zweiten, dritten und vierten Anhäufung von Ausgabepixelpositionen, wobei die zweite, dritte und vierte Anhäufung in Kombination mit der ersten Anhäufung eine Gruppe von Pixelpositionen umfassen, die eine Größe und Form aufweisen, die alle Pixel in dem Ausgabefeld einschließen;

Erkennen zweiter, dritter und vierter Bezugswerte, die gleich einem Eingabebildsignalwert sind, der in dem zweiten, dritten und vierten Quadranten des 2 · 2 Felds von Eingabebildsignalen jeweils gespeichert wird;

Einstellen des Bildsignalpegels der dritten Anhäufung von Ausgabepixeln auf den dritten Bezugswert;

Einstellen des Bildsignalpegels der vierten Anhäufung von Ausgabepixeln auf den vierten Bezugswert;

Vergleichen der Bildsignale einer Gruppe von Pixelpositionen der ersten Auflösung in einem Fenster, das das 2 · 2 Feld von Eingabebildpixelpositionen einschließt, mit einem Musterfilter, um eine Übereinstimmung zu erkennen; und Abändern des Bildsignalpegels zumindest von einem der Ausgabepixel nur in Antwort auf eine Musterfilterübereinstimmung.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das in einem Bildverarbeitungssystem aebeitet, das eine zentrale Verarbeitungseinrichtung enthält, zur Abbildung einer Mehrzahl von Eingabebildsignalen einer ersten Auflösung, die ein zweidimensionales Eingabebild darstellen, um eine Mehrzahl von Bildsignalen einer zweiten Auflösung zu erzeugen, die ein zweidimensionales Ausgabebild darstellen, wobei die zweite Auflösung höher als die erste Auflösung ist, das vor dem Schritt zum Definieren einer Anhäufung, die Schritte umfasst: Erzeugen eines Musterfilters, in dem eine Mehrzahl von mittigen Pixelpositionen innerhalb eines Fensters bei der ersten Auflösung erkannt werden, Punktabbilden einer jeden mittigen Pixelposition auf eine Mehrzahl von Pixelpositionen bei einer dritten Auflösung, die höher als die zweite Auflösung ist, für jede Pixelposition eines Ausgabebilds einer zweiten Auflösung, Auswählen einer der Pixelpositionen der Punktabbildung mit der dritten Auflösung und Zuordnen der ausgewählten Pixelposition, um den Bildwert der Pixelposition mit der zweiten Auflösung zu bestimmen, und Wiederholen des Prozesses, bis jede der Pixelpositionen der zweiten Auflösung durch eine Pixelposition der dritten Auflösung dargestellt ist, von der ein Bezugswert erhalten wird.

9. Bildverarbeitungssystem zur Abbildung einer Mehrzahl von Eingabebildsignalen einer ersten Auflösung, die ein zweidimensionales Eingabebild darstellen, um eine Mehrzahl von Bildsignalen einer zweiten Auflösung zu erzeugen, die ein zweidimensionales Ausgabebild darstellen, wobei die zweite Auflösung ein nicht ganzzahliges Vielfaches der ersten Auflösung ist und eine Auflösung aufweist, die mit einem verbundenen Drucker gedruckt werden kann, mit:

einem Eingabepuffer (120) zur Speicherung von Bildsignalen, wobei der Eingabepuffer eine Mehrfachanordnung ist, die zur Speicherung einer vorbestimmten Anzahl von Eingabebildsignalen geeignet ist, die mit Pixelpositionen der ersten Auflösung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung des Weiteren umfasst:

einen Ausgabebildsignalpuffer (152) zur Speicherung einer Mehrzahl von Ausgabebildsignalen bei der zweiten Auflösung;

eine Pufferlogik (140, 142, 144) zur Steuerung der Speicherung von Eingabebildsignalen, die in dem Eingabepuffer gespeichert sind, in Verbindung mit der Wiedergewinnung von Ausgabebildsignalen aus dem Ausgabebildsignalpuffer;

eine erste Bezugswertlogik (136) zur Einstellung eines Bezugswerts, der gleich demjenigen eines ersten Pixelorts ist, der in dem Eingabepuffer gespeichert ist, und zum Speichern des Bezugswerts in Speicherstellen, die einer ersten Gruppe von Ausgabepixeln entsprechen, in dem Ausgabebildsignalpuffer;

ein Musterfilter (122, 124, 126) zum Erfassen, wenn das in dem Eingabepuffer gespeicherte Eingabebild ein Bildsignalmuster umfasst, das zu einem einer Mehrzahl von vordefinierten Mustern passt, die darin gespeichert sind, und zum Erzeugen eines Signals bei einer solchen Erfassung;

eine Ausgabepixellogikschaltung (150) zum Abändern des Bildsignalpegels, in Antwort auf das Musterfiltersignal, von zumindest einem der ersten Gruppe von Ausgabepixeln in Antwort auf die Erfassung einer Musterfilterübereinstimmung.