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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine digitale Bildverarbeitung
und insbesondere auf ein Verarbeiten digitaler Bilder unter Verwendung mehrerer
räumlicher
Kanäle.
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Es
ist möglich,
Vorrichtungen bzw. Geräte wie
Drucker oder Anzeigen zu entwickeln, die die Fähigkeit aufweisen, zusätzlich zu
der üblichen
Varietät größere Punkte
mit geringerer Dichte zu erzeugen. Forscher haben jüngst Drucker
entwickelt, die Punkte mit mehr als einer räumlichen Verteilung eines Farbmittels
erzeugten können.
Ein Beispiel, das nun in häufigem
Gebrauch ist, ist ein Drucker, der sehr kleine Punkte zusätzlich zu
Punkten der gewöhnlichen
Größe erzeugen
kann, was eine Auflösungsverbesserung
(RET = Resolution Enhancement) ermöglicht. Eine neue Alternative
ist ein Drucker, der Punkte erzeugen kann, die größer als
die gewöhnliche Größe sind.
Zum Beispiel wurde ein experimenteller Tintenstrahlstift entwickelt,
der zwei Typen von Punkten erzeugen kann: kleine, stark pigmentierte
Punkte und große,
verdünnt
pigmentierte Punkte. Forscher haben diese Vorrichtung mit der Hoffnung
eines Reduzierens der Sichtbarkeit des Halbtonmusters in hellen
Bildregionen erzeugt. Bis jetzt gibt es jedoch kein Verfahren, das
die neue Fähigkeit
erfolgreich nutzt, um diese erwünschte
Wirkung zu erreichen. Eine einfache Substitution der kleinen konzentrierten Punkte
mit den großen
verdünnten
Punkten in den hervorgehobenen Bereichen bringt eine Konturierung
ein und dient lediglich dazu, eine Bildqualität zu reduzieren.
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Somit
ist zu sehen, dass Bildverarbeitungstechniken mit einer einzigen
Punktgröße aktuellen Vorrichtungen
mit mehreren Punktgrößen Ausgabequalitätsbegrenzungen
auferlegen und die Verwendung dieser Vorrichtungen bei vielen Anwendungen behindern.
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Deshalb
gibt es einen ungelösten
Bedarf nach einer Technik, die eine Ausgabequalität mit nahezu
kontinuierlichem Ton von einer Vorrichtung mit mehreren Punktgrößen durch
ein Überwinden
von Konturierungsartefakten erzeugen kann und dadurch stark verbesserte
Bilder gegenüber
Techniken erzeugt, die lediglich einen Einzelpunktfarbstoff verwenden.
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Die
US-A-5,258,854 offenbart ein Verfahren zum Kompensieren für elektrophotographische
Drucker, die aufgrund einer Erosion oder Verdünnung falsch proportionierte
Punkte erzeugen.
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Eine
Mehrraumkanaltechnik ist beschrieben, wie es in den beigefügten Ansprüchen dargelegt
ist, die eine Ausgabequalität
mit nahezu kontinuierlichem Ton von einem Ausgabegerät erzeugen
kann, das einen Kanal für
große,
verdünnte
Punkte, der als der L-Kanal (L = low pass = Tiefpass) bezeichnet wird,
und einen Kanal für
kleine, konzentrierte Punkte aufweist, der als der N-Kanal (N =
noisy = verrauscht) bezeichnet wird. Der hierin beschriebene, neue
Prozess überwindet
Konturierungsartefakte und erzeugt stark verbesserte Bilder gegenüber Techniken,
die lediglich einen einzigen Punkttyp verwenden.
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Eine
Matrix von Bildluminanzwerten (Raster) vorausgesetzt, werden zwei
Bilder für
ein Drucken mit den zwei Kanälen
des Druckers berechnet. Die zwei Bilder werden simultan mit einem
Zwei-Durchlauf-Algorithmus berechnet, ein Durchlauf horizontal und
ein Durchlauf vertikal.
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Der
L-Bildkanal wird in der folgenden Weise berechnet: Zuerst wird das
L-Kanalbild gesetzt, um gleich dem Eingangsbild zu sein. Jedes benachbarte Paar
von Pixeln in dem ursprünglichen
Bild wird durch ein Berechnen einer Kantenkontraststärke verglichen.
Falls das Verhältnis
des ersten Pixelpegels zu dem zweiten Pixelpegel größer als
eine Schwelle ist, wird das L-Kanalpixel, das dem zweiten Bildpixel entspricht,
zu dem ersten Pixelpegel gesetzt. Falls jedoch das Verhältnis des
zweiten Pixelpegels zu dem ersten Pixelpegel größer als die Schwelle ist, wird das
L-Kanalpixel, das
dem ersten Bildpixel entspricht, zu dem zweiten Pixelpegel gesetzt.
Diese Prozedur erodiert die dunklen Seiten von Kanten, die einen
Kontrast über
der spezifizierten Schwelle aufweisen.
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Ein ähnliches
Verfahren wird verwendet, um das N-Kanalbild zu berechnen. Während der
Berechnung des N-Kanalbilds wird jedes Pixel in dem Eingangsbild
mit dem entsprechenden Pixel desselben in dem L-Kanalbild verglichen.
Das entsprechende N-Kanalbildpixel wird gesetzt, um das Verhältnis des Eingangsbildpixels
zu dem L-Kanalpixel zu sein.
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Die
Mehrraumkanaltechnik ist in vielen Weisen erweiterbar. Es ist nicht
notwendig, dass es lediglich zwei Kanäle gibt, es können mehrere
Größen großer, verdünnter Punkte
verwendet werden. Es ist ferner möglich, die Mehrkanalraumdrucktechniken mit
Bildauflösungstechniken
zu kombinieren. Außerdem
kann die hierin beschriebene Mehrkanaltrennungstechnik auch für eine Anzeige
und nicht ein Drucken verwendet werden.
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Eine
Mehrkanalraumtrennung weist mehrere Vorteile gegenüber dem
Stand der Technik auf, einschließlich eines geringen Rauschens,
eines niedrigen Rechenaufwands und niedriger Bandbreitenanforderungen.
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Die
Erfindung wird durch folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung
mit den zugehörigen Zeichnungen
ohne weiteres ersichtlich, bei denen gleiche Bezugszeichen gleiche
Strukturelemente bezeichnen und in denen:
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1 ein
Blockdiagramm ist, das eine Vorrichtung zum Verarbeiten und Anzeigen
eines digitalen Bilds unter Verwendung von Punkten mit mehreren
Größen gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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2A und 2B Zeichnungen
sind, die zusammen Ausgabepunkte mit mehreren Größen darstellen, wie es gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung praktiziert wird;
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3 ein
Flussdiagramm ist, das eine Mehrraumkanalverarbeitung eines digitalen
Bilds darstellt, wie es gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung praktiziert wird;
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4 ein
Flussdiagramm ist, das einen vertikalen Durchlauf für die Mehrkanalverarbeitung
eines digitalen Bilds darstellt, wie es gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung praktiziert wird;
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5 ein
Flussdiagramm ist, das einen horizontalen Durchlauf für die Mehrkanalverarbeitung
eines digitalen Bildes darstellt, wie es gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung praktiziert wird;
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6 ein
Flussdiagramm ist, das eine Trennung eines Pixelpaars in mehrere
Kanäle
für die Mehrkanalverarbeitung
eines digitalen Bildes darstellt, wie es gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung praktiziert wird; und
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7 einen
Kontrastschwellenerosionsprozess darstellt, der als ein Teil der
Mehrkanalverarbeitung eines digitalen Bilds durchgeführt wird,
wie es gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung praktiziert wird.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind unten mit Bezug auf 1 – 7 erörtert. Fachleute auf
dem Gebiet erkennen ohne weiteres, dass die hierin mit Bezug auf
die Figuren abgegebene, detaillierte Beschreibung jedoch für Erläuterungszwe cke ist,
weil sich die Erfindung über
diese begrenzten Ausführungsbeispiele
hinaus erstreckt.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Verarbeiten und Anzeigen
eines digitalen Bilds unter Verwendung von Punkten mehrerer Größen gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. In 1 wird das digitale Bild 100 durch
einen Mehrraumkanalprozessor 110 verarbeitet. Der Mehrraumkanalprozessor 110 trennt
das digitale Bild 100 in zwei (oder mehr) räumliche
Kanäle.
Jeder der mehreren räumlichen
Kanäle
wird unter Verwendung einer Bilderzeugungsvorrichtung erzeugt, die
für den zugeordneten
speziellen räumlichen
Kanal derselben geeignet ist. Die Mehrkanalbilder werden kombiniert, um
ein Ausgangsbild zu erzeugen.
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Somit
wird für
das Ausführungsbeispiel
von 1 das ursprüngliche
Bild durch den Mehrraumkanalprozessor 110 in zwei räumliche
Kanäle
zerlegt. Genauer gesagt weist der Mehrkanalprozessor 110 zwei
Kanalextraktoren 120 und 130 und jeweilige kanalzugeordnete
Bildgeneratoren 140 und 150 auf. Für dieses
Ausführungsbeispiel
extrahiert der Kanalextraktor 120 einen Bildkanal von dem
Bild 100, der aus großen,
verdünnten
Punkten gebildet ist. Gleichermaßen extrahiert der Kanalextraktor 130 einen Bildkanal
aus dem Bild 100, der aus kleinen, konzentrierten Punkten
gebildet ist. Hierin wird der Kanal mit großen, verdünnten Punkten als der L-Kanal
(L = low pass = Tiefpass) bezeichnet und der Kanal mit kleinen,
konzentrierten Punkten wird als der N-Kanal (N = noisy = verrauscht)
bezeichnet.
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2A und 2B sind
Zeichnungen, die zusammen Ausgabepunkte mehrerer Größen darstellen,
wie es gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung praktiziert wird. Ein pixelgroßes Rastergitter 200 ist
in 2A und 2B gezeigt.
Das heißt,
jedes kleine Quadrat des Gitters 200 entspricht einem Pixel
des Digitalbilds 100 von 1. Ein Punkt 220 von 2A ist
näherungsweise die
gleiche Größe wie ein
Pixel des Gitters 200 und ist bei der Positionsauflösung des
Bilds 100 erzeugt. Der Punkt 220 ist für eine Verwendung
als die kleinen, konzentrierten Punkte des N-Kanals geeignet.
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Ein
Punkt 210 von 2A ist kleiner als ein Pixel
und ist bei einer Positionsauflösung
erzeugt, die höher
als dieselbe des Bilds 100 ist. Punkte der Größe des Punkts 210 können für eine Auflösungsverbesserung
verwendet werden, wie es auf dem Gebiet bekannt ist. Somit kann
der Punkt 210 einen Zwischenraum zwischen Punkten, wie
beispielsweise dem Punkt 220 füllen, um eine glatte Kante
zwischen den größeren Punkten
zu bilden.
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Im
Gegensatz zu dem Punkt 210 ist ein Punkt 230 größer und
heller als der Punkt 220. Der Punkt 230 ist bei
der gleichen Positionsauflösung
des Punkts 220 erzeugt, aber der Punkt 230 erstreckt sich
weiter von einer Grenze eines Quadrats in Pixelgröße des Gitters 200 als
es der Punkt 220 tut. Der Punkt 230 ist für eine Verwendung
als ein großer,
verdünnter
Punkt des L-Kanals geeignet. Punkte wie der Punkt 230 kombinieren
sich, um dunkle Regionen zu bilden, wo dieselben überlappen.
Somit stellt 2B dar, dass eine Schnittregion 240 dunkler
als Abschnitte der Punkte 230 sind, die kein Teil der Schnittregion 240 sind.
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Obwohl
der Auflösungsverbesserungspunkt 210 in 2A als
näherungsweise
ein Viertel der Größe des N-Kanalpunkts 220 gezeigt
ist, der wiederum näherungsweise
ein Neuntel der Größe des L-Kanalpunkts 230 ist,
sind diese speziellen Proportionen nicht erforderlich, um die vorliegende
Erfindung zu praktizieren.
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Gleichermaßen sind
die exakte Form und Verteilung der Punkte, wie es in 2A gezeigt
ist, nicht erforderlich, um die vorliegende Erfindung zu praktizieren.
Somit muss beispielsweise der Punkt 230 keine kreisförmige Scheibe
sein, wie es in 2A gezeigt ist. Somit weist
bei einem anderen Ausführungsbeispiel
der Punkt 230 eine Gauß- Verteilung auf. Bei
einem weiteren anderen Ausführungsbeispiel
ist der Punkt 230 asymmetrisch.
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Ferner
können
mehrere Größen großer verdünnter Punkte
verwendet werden, es ist nicht notwendig, dass es lediglich zwei
Kanäle
gibt. Es ist ferner möglich,
die Mehrkanalraumdrucktechniken mit Bildauflösungstechniken zu kombinieren.
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Obwohl
außerdem
die Beschreibung in dem Kontext von Punkten, die auf einem Medium
wie Papier erzeugt werden, präsentiert
ist, sind andere Ausführungsbeispiele
möglich.
Zum Beispiel können L-Kanalpunkte
durch einen Tintenstahl erzeugt werden, der mehrere Punkte in der
Weise eines Duschkopfs dispergiert. Alternativ kann ein Zweischritt-Druckprozess verwendet
werden, bei dem die L-Kanalpunkte auf nasses Papier gedruckt werden, wodurch
eine Unschärfe
eingebracht wird, und dann die N-Kanal-Punkte in einem zweiten Durchlauf
gedruckt werden, nachdem das Papier getrocknet ist. Bei noch einem
anderen Ausführungsbeispiel
können
in einer Laserdruckerumgebung L-Kanal-Punkte durch einen defokussierten
Laserstrahl erzeugt werden.
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Die
Mehrkanaltrennungstechnik, die hierin beschrieben ist, kann ferner
für eine
Anzeige und nicht ein Drucken verwendet werden. Zum Beispiel können mehrere
Pixel einer Anzeigevorrichtung wie einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
miteinander verbunden werden, um L-Kanal-Punkte an der Anzeige zu
bilden. Alternativ kann für
eine Projektionsanzeige ein erster Projektor den N-Kanal anzeigen
und kann ein zweiter Projektor defokussiert sein, um den L-Kanal
anzuzeigen.
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3 ist
ein Flussdiagramm, das eine Mehrraumkanalverarbeitung eines digitalen
Bildes darstellt, wie es gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung praktiziert wird. In 3 ist zu
sehen, dass das zu verarbeitende Bild zuerst wiedererlangt wird
(Prozess 300). Das Bild wird dann in mehrere Kanäle unter
Verwendung eines vertikalen und eines horizontalen Durchlaufs (Prozess 310 bzw. 320)
getrennt. 4 stellt den vertikalen Durchlauf dar, 5 stellt
den horizontalen Durchlauf dar und 6 stellt
die Zerlegung in mehrere Kanäle
während
des horizontalen und des vertikalen Durchlaufs dar. Schließlich werden,
falls gewünscht,
die mehreren Kanäle
vor einer Beendigung 340 einer Halbtongebung und einer
Kantenschärfung
unterzogen (Prozess 330).
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Eine
Matrix von Bildluminanzwerten (Raster) vorausgesetzt, werden somit
zwei Bilder für
ein Drucken mit den zwei Kanälen
des Druckers berechnet. Die zwei Bilder werden simultan mit einem Zwei-Durchlauf-Algorithmus
berechnet, ein Durchlauf horizontal und ein Durchlauf vertikal.
Die Kanäle werden
berechnet, so dass N X L = I, wobei I das ursprüngliche Bild ist.
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Eine
Matrix von Bildluminanzwerten (Raster) vorausgesetzt, werden zwei
Bilder für
ein Drucken mit den zwei Kanälen
des Druckers berechnet. Die zwei Bilder werden simultan mit einem
Zwei-Durchlauf-Algorithmus berechnet, ein Durchlauf horizontal und
ein Durchlauf vertikal.
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Der
L-Bildkanal wird in der folgenden Weise berechnet: zuerst wird das
L-Kanalbild gesetzt, um dem Eingangsbild gleich zu sein. Jedes benachbarte Paar
von Pixeln in dem ursprünglichen
Bild wird durch ein Berechnen einer Kantenkontraststärke verglichen.
Falls das Verhältnis
des ersten Pixelpegels zu dem zweiten Pixelpegel größer als
eine Schwelle ist, wird das L-Kanalpixel, das dem zweiten Bildpixel entspricht,
zu dem ersten Pixelpegel gesetzt. Falls jedoch das Verhältnis des
zweiten Pixelpegels zu dem ersten Pixelpegel größer als die Schwelle ist, wird das
L-Kanal-Pixel, das
dem ersten Bildpixel entspricht, zu dem zweiten Pixelpegel gesetzt.
Diese Prozedur erodiert die dunklen Seiten von Kanten, die einen
Kontrast über
der spezifizierten Schwelle aufweisen, d. h. dieselbe ist eine „Kontrastschwellenerosion"-Prozedur.
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Ein ähnliches
Verfahren wird verwendet, um das N-Kanalbild zu berechnen. Während der
Berechnung des N-Kanalbilds wird jedes Pixel in dem Eingangsbild
mit dem entsprechenden Pixel desselben in dem L-Kanalbild verglichen.
Das entsprechende N-Kanalbildpixel wird gesetzt, um das Verhältnis des Eingangsbildpixels
zu dem L-Kanal-Pixel zu sein.
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Der
Schwellenwert muss größer oder
gleich 1 sein und kann experimentell mit dem Eingabegerät bestimmt
werden. Falls die Schwelle zu klein gesetzt ist, wird zu viel Rauschen
dem Bild hinzugefügt.
Falls die Schwelle zu groß ist,
wird der N-Kanal unterverwendet und das Bild leidet unter einer
Unschärfe.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel,
bei dem die Kanäle
bei einer Projektionsvorrichtung verwendet werden, kann durch ein
Verwenden einer Schwelle von weniger als 1 eine Helle-Kante-Erosion
durchgeführt werden.
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Ferner
wird, wie es vorhergehend beschrieben ist, das gesamte ursprüngliche
Bild durch ein anfängliches
Kopieren des ursprünglichen
Bilds zu dem L-Kanalbild lokal gepuffert. Alternativ kann die lokale Puffergröße durch
lediglich ein Puffern der ursprünglichen
Bildpixelwerte reduziert werden, die während des Kantenerosionsschritts
verglichen werden.
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7 stellt
einen Kontrastschwellenerosionsprozess dar, der als ein Teil der
Mehrkanalverarbeitung eines digitalen Bilds durchgeführt wird,
wie es gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung praktiziert wird. 7 zeigt
eine Reflexion als eine Funktion einer Richtung im Raum (d. h. entlang
einer Zeile oder Spalte), bei der es einen Kontrastübergang 700 gibt.
Um den erwünschten Übergang 700 ohne
eine Kontrastschwellenerosion durch ein Ergänzen des L-Kanals mit dem N-Kanal zu
erzeugen, wäre
es notwendig, in einer Region 710 Schwarz hinzuzufügen und
in einer Region 720 Weiß hinzuzufügen. Es ist jedoch nicht möglich, Weiß unter Verwendung
eines Schemas hinzuzufügen,
bei dem lediglich schwarze Punkte zu einem weißen Papier hinzugefügt werden.
Der Pixelwertkopierabschnitt des Kontrastschwellenerosionsprozesses
weist die Wirkung eines Bewegens der Kante auf, so dass die Region 730 durch
einen schwarzen Punkt ergänzt werden
kann. Die Region 740 jedoch muss nicht durch Weiß ergänzt werden.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 4 ist ein Flussdiagramm vorgelegt,
das einen vertikalen Durchlauf für
die Mehrkanalverarbeitung eines digitalen Bilds darstellt, wie es
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung praktiziert wird. Die erste Zeile des
Bilds, das verarbeitet werden soll, wird bei einem Prozess 400 ausgewählt und
das erste Pixelpaar der Zeile wird bei einem Prozess 410 ausgewählt. In
dem Kontext des vertikalen Durchlaufs von 4 ist ein
Pixelpaar ein Paar von zusammenhängenden
Pixeln in der ausgewählten
Zeile. Das erste Pixelpaar ist ausgewählt, um das erste und das zweite
Pixel von einem Ende der Zeile zu sein. Die Vertikaldurchlauf-Zerlegung
in mehrere räumliche
Kanäle
wird bei einem Prozess 420 erreicht, wenn die Pixel innerhalb
des ausgewählten
Pixelpaars verglichen werden und, falls notwendig, die Werte derselben
eingestellt werden.
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Bei
einem Entscheidungsblock 430 wird ein Test durchgeführt, um
zu bestimmen, ob es zumindest ein Pixel mehr in der ausgewählten Zeile
gibt. Falls es ein anderes Pixel in der Zeile gibt, wird eine Verschiebung
um ein Pixel über
die Zeile bei einem Prozess 460 durchgeführt, um
das nächste
ausgewählte
Pixelpaar zu bilden.
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Falls
es kein anderes Pixel in der Zeile gibt, dann wird ein Test bei
einem Entscheidungsblock 440 durchgeführt, um zu bestimmen, ob es
zumindest eine Zeile mehr in dem Bild gibt. Falls es eine andere
Zeile in dem Bild gibt, wird eine Verschiebung um eine Zeile in
dem Bild bei einem Prozess 470 durchgeführt, um die nächste ausgewählte Zeile
zu bilden.
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Eine
Verarbeitung endet bei einem Endpunkt 450, wenn alle Zeilen
verarbeitet wurden.
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Gleichermaßen ist 5 ein
Flussdiagramm, das einen horizontalen Durchlauf für die Mehrkanalverarbeitung
eines digitalen Bilds darstellt, wie es gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung praktiziert wird. Die erste Spalte des
Bilds, das verarbeitet werden soll, wird bei einem Prozess 500 ausgewählt und
das erste Pixelpaar der Spalte wird bei einem Prozess 510 ausgewählt. In dem
Kontext des horizontalen Durchlaufs von 5 ist ein
Pixelpaar ein Paar von zusammenhängenden Pixeln
in der ausgewählten
Spalte. Das erste Pixelpaar ist ausgewählt, um das erste und das zweite
Pixel von einem Ende der Spalte zu sein. Die Horizontaldurchlauf-Zerlegung
in mehrere räumliche
Kanäle
wird bei einem Prozess 520 erreicht, wenn die Pixel innerhalb
des ausgewählten
Pixelpaars verglichen werden und, falls notwendig, die Werte derselben
eingestellt werden.
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Bei
einem Entscheidungsblock 530 wird ein Test durchgeführt, um
zu bestimmen, ob es zumindest ein Pixel mehr in der ausgewählten Spalte
gibt. Falls es ein anderes Pixel in der Spalte gibt, wird eine Verschiebung
um ein Pixel nach unten in der Spalte bei einem Prozess 660 durchgeführt, um
das nächste ausgewählte Pixelpaar
zu bilden.
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Falls
es kein weiteres Pixel in der Spalte gibt, dann wird ein Test bei
einem Entscheidungsblock 540 durchgeführt, um zu bestimmen, ob es
zumindest eine Spalte mehr in dem Bild gibt. Falls es eine andere
Spalte in dem Bild gibt, wird eine Verschiebung um eine Spalte in
dem Bild bei einem Prozess 570 durchgeführt, um die nächste ausgewählte Spalte
zu bilden.
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Eine
Verarbeitung endet bei einem Endpunkt 550, wenn alle Spalten
verarbeitet wurden.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 6 ist ein Flussdiagramm angezeigt,
das eine Trennung eines Pixelpaars in mehrere Kanäle für die Mehrkanalverarbeitung
eines digitalen Bilds darstellt, wie es gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung praktiziert wird. Die Kantenkontraststärke wird
bei einem Prozess 600 berechnet.
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Bei
dem Entscheidungsblock 610 wird ein Test durchgeführt, um
zu bestimmen, ob das zweite Pixel erheblich dunkler als das erste
Pixel des Paars ist. Falls die Differenz die Schwelle überschreitet, wird
dann eine Einstellung auf den L- und den N-Kanalwert bei einem Prozess 640 vorgenommen.
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Bei
einem Entscheidungsblock 620 wird ein Test durchgeführt, um
zu bestimmen, ob das zweite Pixel erheblich heller als das erste
Pixel des Paars ist. Falls die Differenz die Schwelle überschreitet, dann
wird eine Einstellung auf den L- und den N-Kanalwert bei einem Prozess 650 vorgenommen.
Eine Verarbeitung endet dann bei einem Endpunkt 630.
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Nachdem
die zwei Bildkanäle
berechnet sind, werden dieselben getrennt einer Halbtongebung unterzogen
und zusammen unter Verwendung der zwei Hardware-Ausgangskanäle gedruckt.
Zum Beispiel kann man ein Floyd-Steinberg-Fehlerdiffusionshalbtonverfahren
(siehe R.W. Floyd und L. Steinberg, „Adaptive Algorithm for Spatial
Grey Scale", SID
Int. Sym. Digest of Tech Papers, 36 – 37, 1975) verwenden, aber
andere Halbtonverfahren funktionieren ebenfalls. Falls man so wünscht, ist
es ferner möglich,
das einer Halbtongebung unterzogene Bild zu schärfen.
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Zum
Beispiel kann bei einem Ausführungsbeispiel
die Unschärfewirkung
einer Halbtongebung mittels einer Vorschärfstufe kompensiert werden. Siehe
z. B. R. Ulichney, Digital Halftoning, MIT press, 1987. Typischerweise
wird das Bild mit kontinuierlichem Ton (Konton-Bild) vor der Halbtongebung
kantenverbessert und die Vorschärfstufe
verwendet eine Filteroperation, wie beispielsweise das Laplace-Filter (siehe
G. Baxes, Digital Image Processing, Prentice-Hall Inc., 1984).
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Alternativ
wurde vorhergehend durch andere Forscher eine hochentwickelte Strategie
zum Umformen der Punkte in Clusterpunkt-Dithern beschrieben. Siehe
Rick A. Vander Kam, Ping Wah Wong, „Edge Enhancement for Clustered-Dot
Halftones", Hewlett-Packard
Laboratories Technical Report, 1994.
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Um
ferner die Schärfe
des N-Kanals zu verbessern, kann man ein Nachfilter zum Verbessern
einer Halbtonbildschärfe
verwenden. Dies verwendet ein Nachfilterverfahren zum Erhöhen der
Hochfrequenz- und Kanteninformationen von Halbtonbildern. Falls
ein Konton-Bild durch einen Halbtongebungsalgorithmus zu einem Binär- oder
Mehrpegelbild verarbeitet wird, wird etwas der Hochfrequenzinformationen
verloren. Jedoch kann etwas der verlorenen Informationen durch ein
wohlüberlegtes
Neuanordnen einiger der Halbtonbildelemente (Pixel) wiederhergestellt
werden.
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Die
Prozedur kann als ein Nachfilter auf irgendein Halbtonbild angewendet
werden und kann die Bildqualität
wesentlich verbessern. Jedes horizontal benachbarte Paar von Pixeln
in dem Konton-Bild wird miteinander verglichen. Falls die Differenz
zwischen der Luminanz derselben größer als die Schwelle ist, dann
wird das entsprechende Paar benachbarter Pixel in dem Halbtonbild
verglichen. Falls die Differenz zwischen den Halbtonbildpixeln das entgegengesetzte
Vorzeichen der Differenzen zwischen den Konton-Bildpixeln aufweist
(z. B. das Bild verändert
sich von dunkel zu hell, aber die Halbtonpixel verändern sich
von hell zu schwarz), werden die zwei Halbtonpixel miteinander ausgetauscht.
Die Prozedur wird dann in die vertikale Richtung wiederholt.
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Ein
Mehrkanalraumdrucken weist mehrere Vorteile gegenüber dem
Stand der Technik auf. Ein erster Vorteil ist dieser eines geringen
Rauschens. Ein Mehrraumkanaldrucken druckt alle der langsam variierenden
Bildbereiche mit einer Tiefpassvorrichtung, die nicht unter einem
Hochfrequenzrauschen leidet. Dies entfernt wirksam häufige Halbtonartefakte,
wie beispielsweise eine Hervorhebungstüpfelung, Würmer und eine andere unerwünschte Textur.
Der Mechanismus mit verrauschten, scharfen Punkten ist für eine Verwendung
in Bereichen begrenzt, bei denen es einen Hochfrequenzbildinhalt
gibt, der die Verwendung desselben erfordert. Diese Bereiche liefern
ferner eine gute visuelle Maskierung, so dass das Hochfrequenzrauschen
wahrnehmungsmäßig unterdrückt wird.
Zusätzlich
ist das Hochfrequenz-Dither-Muster typischerweise an einem niederfrequenten
Hintergrund-Grau platziert, das durch den Tiefpassmechanismus geliefert
wird. Dies reduziert den Kontrast des Rauschens, wobei die Sichtbarkeit
desselben weiter reduziert wird.
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Ein
anderer Vorteil ist dieser eines geringen Rechenaufwands. Für den L-Kanal
erfordert jedes horizontale und vertikale Paar von Pixeln eine Division
und zwei Vergleiche. Eine kleine Anzahl dieser erfordert das Kopieren
eines Werts von einem zu dem anderen. Das Ergebnis der Division
wird als der N-Kanal gespeichert, der dann keine weitere Berechnung
erfordert. Die zwei Kanäle
können
simultan berechnet werden. Die zwei Ausgänge können auf einer stückweisen
Basis berechnet werden, so dass große Bildpuffer nicht erforderlich
sind.
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Ein
dritter Vorteil ist dieser einer geringen Bandbreitenanforderung.
Ein Mehrraumkanaldrucken weist beinahe die Wahrnehmungstreue von Darstellungen
mit kontinuierlichem Ton auf, mit lediglich vier Ausgangszuständen pro
Pixel. Dies steht beispielsweise im Gegensatz zu einem ursprünglichen
Bild, das mit 256 Ausgangszuständen
pro Pixel gedruckt ist. Zusätzlich
weisen beide Kanäle
eine geringe Entropie auf und sind einer Datenkomprimierung sehr
zugänglich.
Selbst eine einfache Komprimierung kann die Bandbreitenanforderungen
der zwei Kanäle
stark reduzieren. Weil somit der L-Kanal ein Tiefpasskanal ist,
kann derselbe ohne einen großen
Signalverlust unterabgetastet werden. Der N-Kanal ist jedoch spärlich und
bietet sich für
Komprimierungstechniken wie eine Lauflängencodierung und -Decodierung
an.
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Die
vielen Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der schriftlichen
Beschreibung ersichtlich und es ist somit durch die beigefügten Ansprüche beabsichtigt,
alle derartigen Merkmale und Vorteile der Erfindung abzudecken.
Da ferner zahlreiche Modifikationen und Veränderungen Fachleuten auf dem Gebiet
ohne weiteres einfallen, ist es nicht erwünscht, die Erfindung auf den
exakten Aufbau und die Operation zu begrenzen, wie es dargestellt
und beschrieben ist. Somit kann auf alle geeigneten Modifikationen
und Äquivalente
als in den Schutzbereich der Erfindung fallend zurückgegriffen
werden.