DE69737273T2

DE69737273T2 - Verfahren und System zur Verringerung der Graupegel eines Bildelements

Info

Publication number: DE69737273T2
Application number: DE69737273T
Authority: DE
Inventors: Jeng-nan Webster Shiau; David J. Marion Metcalfe
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1997-06-04
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2017-06-05
Also published as: EP0812103B1; DE69737273D1; JP4068181B2; EP0812103A2; EP0812103A3; US5903361A; JPH1075360A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Reduzierung von Graustufen eines Pixels.
Bildinformationen, unabhängig davon, ob farbig oder schwarzweiß, werden häufig durch Abtasten, wenigstens zu Beginn, in einem Graustufenformat, das eine große Anzahl von Stufen, wie zum Beispiel 256 Stufen für schwarzweiß und mehr als 16 Millionen (256³) Stufen für Farbe, enthält, abgeleitet. Das Mehrstufenformat kann normalerweise von Standarddruckern nicht ausgedruckt werden.
Der Ausdruck „Graustufe" wird verwendet, um solche Daten sowohl für Schwarzweiß- als auch für Farbanwendungen zu beschreiben. Standarddrucker drucken eine begrenzte Anzahl von Stufen, im Binärfall Punkt oder kein Punkt, oder eine begrenzte Anzahl von Stufen in Verbindung mit dem Punkt, zum Beispiel vier im quaternären Fall. Da Graustufen-Bilddaten durch sehr große Werte dargestellt werden können, ist es notwendig, Graustufen-Bilddaten auf eine begrenzte Anzahl von Stufen zu reduzieren, so dass sie gedruckt werden können. Neben den durch Abtasten gewonnen Graustufen-Bilddaten erzeugen bestimmte Verarbeitungsverfahren, wie zum Beispiel Computererzeugung, Graustufen-Pixelwerte, die eine solche Umwandlung erfordern.
Ein solches Verfahren zum Reduzieren der Graustufen eines Pixels ist die herkömmliche Fehlerdiffusion. Bei der herkömmlichen Fehlerdiffusion wird das Videosignal für Pixel X modifiziert, um den akkumulierten Fehler, der von dem vorhergehenden Schwellenwertverfahren auf dieses Pixel diffundiert worden ist, einzubeziehen. Der modifizierte Videosignalwert X wird mit einem Schwellenwert 128 verglichen, der einen Videobereich zwischen 0 und 255 annimmt. Wenn bestimmt wird, dass der modifizierte Videosignalwert X größer als oder gleich 128 ist, gibt der Prozess einen Wert aus, um das Anschalten des Pixels X anzuzeigen. Dieser Prozess berechnet danach den Fehler in Zusammenhang mit dem Schwellenwertprozess, wobei dieser Fehler, Y, als X – 255 berechnet wird.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass der modifizierte Videosignalwert X kleiner ist als der Schwellenwert 128, wird ein Signal ausgegeben, das andeutet, dass das Pixel X auszuschalten ist. Der Prozess erzeugt sodann den Fehler Y, der als gleich dem Wert X berechnet wird.
Der Fehler wird mit Gewichtungskoeffizienten multipliziert und auf nachgeschaltete Pixel verteilt. Somit wird der Fehler von dem Schwellenwertprozess auf angrenzende Pixel diffundiert.
Bei der Beschreibung des Fehlerdiffusionsprozesses wird davon ausgegangen, dass der Videowert in einem Bereich zwischen 0 und 255 liegt. Jedoch kann ein beliebiger gewählter Bereich für das Videosignal genutzt werden. Wie oben beschrieben worden ist, wird bei herkömmlichen Fehlerdiffusionsprozessen die Binarisierung des Pixels oder die Reduzierung seiner Graustufe bestimmt, indem eine modifizierte Eingabe mit einem Schwellenwert verglichen wird. Das modifizierte Eingangsvideosignal ist sodann das Eingangs-Videosignal V plus einem akkumulierten Fehlerterm e, bestimmt aus der Verarbeitung von vorhergehenden Pixeln.
Wenngleich herkömmliche Fehlerdiffusion ein Qualitätsbild rendert, tritt bei dem Prozess ein Problem auf, wenn er ein segmentiertes Bild verwendet. Insbesondere können in einem segmentierten Dokument zahlreiche nicht fehlerdiffundierte Bereiche, in denen unterschiedliches Bildverarbeitungs-Rendering erwünscht ist, wie zum Beispiel Rasterung oder Schwellenwertoperation, vorliegen. In diesen „nicht fehlerdiffundierten" Bereichen wird die Fehlerdiffusionsberechnung nicht herkömmlich erzeugt. Eine solche Situation ist jedoch nicht dienlich, wenn versucht wird, einen reibungslosen Übergang zu rendern, wenn in die Grenzbereiche von fehlerdiffundierten Bereichen eingetreten wird, da der Fehler, der verwendet werden soll, auf dem Bildkontext basieren würde, der diesen Bereich umgibt. Mit anderen Worten muss der zu einem Pixel ausgebreitete Fehler stets auf den umgebenden Videoinformationen basieren, wenn der Fehler berechnet wird. Normalerweise wird bei dem Antreffen dieser Situation davon ausgegangen, dass die Fehlerinformation, die als in den fehlerdiffundierten Bereich eintretend zu verwenden ist, auf einem reinen Off-Page-Weißhintergrund" basiert; diese Annahme berechnet jedoch unerwünschte Artefakte in dem Grenzbereich nicht fehlerdiffundiert/fehlerdiffundiert, die mitunter auch als „Rundungseffekt-Artefakte" bezeichnet werden.
Ein Beispiel einer herkömmlicher Fehlerdiffusion des Standes der Technik ist aus dem Artikel „Bi-level rendition of images containing text, screened halftone and continuous tone" von Yoshida et al., Proc. of the global telecommunication conference, AS, NY, IEEE, Vol. 1, 199, S. 104–109, bekannt.
Die vorliegende Erfindung lindert diese Probleme mit Verfahren, die Fehler auch für Pixel in Bereichen berechnen können, an denen keine Fehlerdiffusion durchgeführt wird. Fehler von Pixeln in einem Nicht-Fehlerdiffusionsbereich können auf Pixel in benachbarten Bereichen diffundiert werden, an denen Fehlerdiffusion durchgeführt wird. Infolgedessen werden Rundungseffekt-Artefakte an den Grenzbereichen zwischen Segmenten reduziert, wodurch die Bildqualität von segmentierten Dokumenten, in denen Segmente, in denen Fehlerdiffusion durchgeführt wird, an Segmente angrenzen, in denen keine Fehlerdiffusion durchgeführt wird, verbessert wird.
Die vorliegende Erfindung kann in einem Verfahren des Reduzierens einer Anzahl von Stufen in einem Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert implementiert werden. Das Verfahren weist eine Bildklassifizierung zu einem Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert einer ersten Auflösung zu; modifiziert den Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert auf Basis der Bildklassifizierung des Mehrstufen-Grauskalen-Pixels; fügt einen von vorher verarbeiteten benachbarten Pixeln erzeugten Fehler zu dem modifizierten Pixelwert hinzu, wenn das Pixel als fehlerdiffundiertes Pixel klassifiziert wird, und weist keinen Fehler zu dem modifizierten Pixelwert zu, wenn das Pixel als nicht fehlerdiffundiertes Pixel klassifiziert wird; verarbeitet den modifizierten Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert auf der Grundlage der zugeordneten Bildklassifizierung, um die Anzahl der Graustufen in dem Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert zu reduzieren; erzeugt einen Fehler auf Basis der Verarbeitung des modifizierten Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwertes; diffundiert einen Teil des Fehlers auf ein nächstes Pixel in einer Fast-Scan-Richtung; und diffundiert einen verbleibenden Teil des Fehlers auf Pixel in einer Slow-Scan-Richtung.
Die vorliegende Erfindung kann weiterhin in einem System zum Reduzieren einer Anzahl von Stufen in einem Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert, der ein Pixel darstellt, implementiert werden. Das System umfasst eine Segmentierungsvorrichtung zum Zuordnen einer Bildklassifikation zu einem Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert einer ersten Auflösung; eine Modifiziervorrichtung zum Modifizieren des Mehrstufen-Grauskalen- Pixelwertes auf Basis eines Fehlers, der von einem vorher verarbeiteten Pixel und der Bildklassifizierung des Mehrstufen-Grauskalen-Pixels erzeugt wurde; eine Bildverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten des modifizierten Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwertes auf Basis der zugeordneten Bildklassifizierung, um die Anzahl von Graustufen in dem Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert zu reduzieren; eine Fehlervorrichtung zum Erzeugen eines Fehlers auf Basis der Verarbeitung des modifizierten Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwertes; und eine Diffusionsvorrichtung zum Diffundieren eines Teiles der Fehlers auf ein nächstes Pixel in einer Fast-Scan-Richtung und zum Diffundieren des verbleibenden Teiles der Fehlers auf Pixel in einer Slow-Scan-Richtung. Die Modifiziervorrichtung fügt einen Fehler hinzu, der von vorher verarbeiteten benachbarten Pixeln erzeugt wird, wenn das Pixel klassifiziert wird, um als fehlerdiffundiertes Pixel verarbeitet zu werden, und fügt keinen Fehler zu dem Pixel hinzu, wenn es klassifiziert wird, um als nicht fehlerdiffundiertes Pixel verarbeitet zu werden.
Die vorliegende Erfindung kann auch in einem Verfahren des Reduzierens einer Anzahl von Stufen in einem Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert, der ein Pixel darstellt, implementiert werden. Das Verfahren verarbeitet einen ersten Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert einer ersten Auflösung unter Verwendung eines Nicht-Fehlerdiffusionsprozesses; erzeugt einen Fehler aus der Verarbeitung des ersten Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert; diffundiert den aus der Verarbeitung des ersten Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwertes erzeugten Fehler auf benachbarte Pixel; verarbeitet einen zweiten Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert unter Verwendung eines Fehlerdiffusionsprozesses und eines Teiles des diffundierten Fehlers; erzeugt einen Fehler auf Basis der Verarbeitung des zweiten Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwertes; und diffundiert den aus der Verarbeitung des zweiten Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwertes erzeugten Fehler auf benachbarte Pixel.
In einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren der Reduzierung einer Anzahl von Graustufen gemäß dem Anspruch 1 bereitgestellt.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein System gemäß dem Anspruch 9 bereitgestellt.
Die Erfindung wird nunmehr beispielhaft unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
1 zeigt eine grafische Darstellung des Ermittelns von Grenz-Teilpixelwerten.
2 zeigt eine grafische Darstellung des Modifizierens der ermittelten Grenz-Teilpixelwerte mit einer Fehlerkomponente.
3 zeigt eine grafische Darstellung des Interpolierens von Teilpixelwerten zwischen den modifizierten Grenz-Teilpixelwerten.
4 zeigt eine grafische Darstellung des Vergleichens der interpolierten Teilpixelwerte mit einem Schwellenwert.
5 zeigt eine grafische Darstellung des Berechnens eines Soll-Ausgabewertes.
6 zeigt eine grafische Darstellung des Berechnens eines Ist-Ausgangswertes.
7 zeigt eine grafische Darstellung des Berechnens eines Fehlerwertes, der an nachgeschaltete Pixel zu verbreiten ist.
8 zeugt eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Ist-Verteilung des Fehlers in einer typischen Fehler-Verteilungsroutine.
9 ist ein Blockschema eines Fehlerdiffusionsprozesses hoher Adressierbarkeit.
10 zeigt eine grafische Darstellung und veranschaulicht einen Dekodierungsprozess, der in 9 veranschaulicht wird.
11 zeigt eine grafische Darstellung und veranschaulicht das Ermitteln von Grenz-Teilpixelwerten parallel zu dem Berechnen eines Soll-Ausgabewertes.
12 zeigt eine grafische Darstellung und veranschaulicht das Interpolieren von Teilpixelwerten zwischen den gewonnenen Grenzteilpixelwerten parallel zu dem Modifizieren des Soll-Ausgabewertes mit einer Fehlerkomponente.
13 zeigt eine grafische Darstellung und veranschaulicht das Modifizieren der Teilpixelwerte zwischen den Grenzteilpixelwerten mit einer Fehlerkomponente.
14 zeigt eine grafische Darstellung und veranschaulicht die Berechnung einer Vielzahl von teilweisen möglichen Fehlerwerten.
15 zeigt eine grafische Darstellung der weiterführenden Modifizierung der modifizierten Teilpixelwerte aus 11 mit einer anderen Fehlerkomponente.
16 zeigt eine grafische Darstellung und veranschaulicht die Berechnung einer Vielzahl von vollständigen möglichen Fehlerwerten.
17 zeigt eine grafische Darstellung der Schwellenwertoperation der weiter modifizierten Teilpixelwerte.
18 zeigt eine grafische Darstellung des Bestimmens einer Anzahl von Teilpixelwerten, die gleich oder größer einem Schwellenwert sind.
19 zeigt eine grafische Darstellung des Auswählens eines einer Vielzahl von möglichen vollständigen Fehlerwerten.
20 ist ein Blockschema und veranschaulicht eine Implementierung des in den 11 bis 19 veranschaulichten Prozesses.
21 ist ein Blockschema und veranschaulicht eine Schaltungsimplementierung des in den 11 bis 19 veranschaulichten Prozesses; und
22 ist ein Blockschema und veranschaulicht eine Hybrid-Fehlerdiffusionsschaltung hoher Adressierbarkeit, die Hintergrund-Fehlerdiffusion verwendet.
Herkömmlich nutzt die Bildverarbeitungsarchitektur eines Drucksystems entweder die Funktionen des Rasterns, der Schwellenwertoperation oder der Fehlerdiffusion. Damit Pixel nach der Schwellenwertoperation behandelt werden können, wird ein modifiziertes Videosignal V_T' aus dem Pixel-Videosignal V berechnet. Das modifizierte Videosignal V_T' wird in einem System mit 256 Graustufen definiert als V_T' = (T + 255 – V)/2. Bei dieser Definition ist T der Soll-Schwellenpegel. Es wird darauf verwiesen, dass für T und V zwischen 0 und 255 das berechnete V' ebenfalls in dem Bereich von 0 bis 255 liegen wird.
Damit Pixel gerastert werden können, wird ein ähnliches modifiziertes Videosignal V_S' aus dem Videosignal V und dem Rasterwert S an dem Pixelort berechnet. Das modifizierte Videosignal V_S' wird für einen Rasterungsprozess in einem System mit 256 Graustufen als V_S' = (S + 255 – V)/2 definiert. Der Rasterwert S ist abhängig von dem Pixelort sowie von dem verwendeten Halbtonrasterungs-Muster. Es wird darauf verwiesen, dass entweder eine Zeilenrasterung oder eine Punktrasterung verwendet werden kann.
Damit Pixel durch Fehlerdiffusion gerendert werden, ist das modifizierte Videosignal einfach das umgekehrte Videosignal. Insbesondere wird das modifizierte Videosignal in einem System mit 256 Graustufen definiert als V_ED' = 255 – V.
In dem abschließenden Schritt der Binarisierung werden alle modifizierten Videosignale – V_T', V_S' und V_ED' – mit 128 verglichen, um die EIN-Charakteristik oder die AUS-Charakteristik des Pixels zu bestimmen. Das heißt, wenn das modifizierte Videosignal gleich oder größer als 128 ist, muss das Pixel AUS (schwarz) sein; im anderen Falle muss es EIN (weiß) sein. Es wird darauf verwiesen, dass dies das gleiche Ergebnis ergibt wie der üblichere Ansatz des Vergleichens des Videosignals V selbst mit dem Schwellenwert T oder dem Rasterwert S. In dem Fall der Fehlerdiffusion muss der entsprechende Fehler, der von den vorhergehenden Pixeln verbreitet wurde, zu V' hinzuge fügt werden, bevor der Vergleich mit 128 erfolgt, und danach muss der an nachgeschaltete Pixel zu verbreitende Fehler berechnet werden.
Es ist jedoch wünschenswert, das Videosignal mit einer höheren Frequenz zu rastern, während die verfügbare Anzahl von Graustufen aufrechterhalten wird. Um dieses Ergebnis zu erzielen, ist vorgeschlagen worden, ein Bildverarbeitungssystem zu verwenden, das einen Rasterprozess vor einem Fehlerdiffusionsprozess durchführt. Insbesondere berechnet dieser Hybrid-Fehlerdiffusionsprozess in einem System mit 256 Graustufen zuerst das modifizierte Videosignal V_S' unter Verwendung eines bevorzugten Rasterverfahrens von V_S' = (G_L – V_I) + (S_I – Th), wobei S_I die aus dem Halbton-Rastermuster abgeleiteten Rasterwerte sind, V_i das Grau-Eingangsvideosignal ist, G_I ein Maximal-Graustufenwert für ein Pixel in dem System ist und wobei Th der in dem Binarisierungsprozess verwendete Schwellenwert ist. Diese Berechnung verwendet Rasterwerte von einer kleinen Rasterzelle. Nach dem Berechnen des modifizierten Videosignals V_S' wird das Signal V_S' durch einen Fehlerdiffusionsprozess verarbeitet. In einem Ausführungsbeispiel des Hybrid-Fehlerdiffusionssystems ist dieser Fehlerdiffusionsprozess ein Fehlerdiffusionsprozess hoher Adressierbarkeit.
Ein Beispiel eines solchen Systems wird kurz diskutiert werden. In dem Hybridsystem wird ein nicht modifiziertes Videosignal oder Bildsignal durch einen Modulator gerastert, um ein modifiziertes Signal V_S' zu erzeugen, wobei die bevorzugte Gleichung V_S' = (G_L – V_I) + (S_I – Th) verwendet wird, wobei S_I das Grau-Eingangsvideosignal ist, G_I ein Maximal-Graustufenwert für ein Pixel in dem System ist und wobei Th der in dem Binarisierungsprozess verwendete Schwellenwert ist. Dieses modifizierte Signal V_S' wird an ein Addierglied übergeben, wo das Signal durch Addition eines von vorgeschalteten verarbeiteten Pixelorten verbreiteten Fehlerwertes weiter modifiziert wird, um V_S''' (V_S'' = V_S' + e_I) zu erzeugen. Die von dem Addierglied verwendete Fehlerkomponente (e_FIFO + e_FB) wird von einem Fehler-Pufferspeicher (e_FIFO) übergeben, der den ausgebreiteten Fehler speichert, sowie von einer Binarisierungsschaltung (e_FB).
Das weiter modifizierte Signal V_S'' wird an eine Binarisierungsschaltung übergeben, die das mehrstufig modifizierte Signal V_S'' unter Verwendung eines Diffusionsprozesses/Schwellenwert-Prozesses zu einem Binärausgang umwandelt. Ein Teil des Fehlers (e_FB) aus diesem Prozess wird direkt zu dem nächsten zu verarbeitenden Pixel rückgekoppelt, während der Rest (e_FIFO) in dem Fehler-Pufferspeicher für Verarbeitung von Pixeln in der nächsten Abtastzeile gespeichert wird. Die Verteilung oder Aufteilung des Fehlers erfolgt auf der Grundlage von Gewichtungskoeffizienten. Die Gewichtungskoeffizienten können die in US-A-5,353,127 beschriebenen Gewichtungskoeffizienten oder eine beliebige andere Menge von Koeffizienten sein, wie unter anderem Mengen, in denen einige Koeffizienten Null-Werte aufweisen oder in denen der Fehler nur in einer Richtung diffundiert wird, das heißt entweder in der Fast-Scan-Richtung oder in der Slow-Scan-Richtung, oder in beiden Richtungen, was üblicher ist.
In diesem Binarisierungsprozess stellt der Fehler, der erzeugt wird, die Differenz zwischen dem Soll-Ausgang, dem Mehrstufen-Bilddatenwert und dem Ist-Ausgangswert, welcher entweder 255 beziehungsweise 0 ist, wenn die Mehrstufen-Bilddaten durch acht Bits dargestellt werden, dar. Dieser Fehler wird diffundiert, wodurch möglichst viel Graustufeninformation beibehalten wird.
Wie weiter oben bereits angemerkt wurde, kann der Fehlerdiffusionsprozess ein Fehlerdiffusionsprozess hoher Adressierbarkeit sein, und daher wird der Fehlerdiffusionsprozess mit Rasterung/hoher Adressierbarkeit unten ausführlicher erläutert werden.
Um den oben beschriebenen herkömmlichen oder Hybrid-Fehlerdiffusionsprozess auf eine Umgebung hoher Adressierbarkeit zu erweitern, wird die Binarisierung (Schwellenwert) bei einer höheren räumlichen Auflösung durchgeführt, jedoch werden die Fehlerberechnung und die Fehlerausbreitung bei der ursprünglichen niedrigeren räumlichen Auflösung durchgeführt. Diese Teilung des Prozesses verhindert im Wesentlichen beziehungsweise reduziert die Anzahl von isolierten Teilpixeln, wodurch eine hohe Bildqualität aufrechterhalten wird. Dieser Prozess hoher Auflösung/niedriger Auflösung wird unten ausführlicher erläutert werden.
Bei der Erläuterung des Hybrid-Fehlerdiffusionsprozesses hoher Adressierbarkeit wird von der Annahme ausgegangen, dass die Eingangs-Graustufen an dem Pixelort i und dem Pixelort i + 1 durch V_i beziehungsweise V_i+1 dargestellt werden, wobei V_i = (G_L – V_i) + (S_i – Th) und V_i+1 = (G_L – V_i+1) + (S_i+1 – Th). Der Renderingfehler bei der niedrigeren Auflösung, der von den vorgeschalteten Pixeln auf den nachgelagerten Pixelort übergeht, wird als e_i bezeichnet.
Es wird darauf verwiesen, dass ein Merkmal hoher Adressierbarkeit Interpolation zwischen Pixeln, das Erzeugen von Teilpixeln, beinhaltet. Diese Interpolation wirkt sich auf den Fehlerdiffusionsprozess hoher Adressierbarkeit aus. Insbesondere, und in Abhängigkeit von der Art und Weise der Durchführung der Interpolation, können zwei unterscheidbare Ausgänge gewonnen werden, indem der Fehlerdiffusionsprozess hoher Adressierbarkeit verwendet wird. Ein jeder dieser unterscheidbaren Ausgänge wird unten beschrieben werden.
In Bezug auf ein erstes Interpolationsschema sind die Schritte zum Bestimmen des Druckens oder Renderns eines Teilpixels wie folgt.
Zuerst werden die modifizierten Pixelwerte PO_i = V_i' + e_i und P1_i = V_i+1' + e_i+1 berechnet, wobei V_i' = (G_L – V_i) + (_i – Th) und V_i+1' = (G_L – V_i+1) + (S_i+1 – Th). Die Teilpixel werden mit 0 bis N-1 bezeichnet, wobei die Charakteristik hoher Adressierbarkeit N ist. Die Charakteristik hoher Adressierbarkeit ist die Anzahl von Teilpixeln, die ein Drucker erzeugen kann, im Vergleich zu der Durchsatzbandbreite des Bildverarbeitungssystems. Mit anderen Worten wird die Charakteristik hoher Adressierbarkeit als die Anzahl von Teilpixeln definiert, die das Bildausgabeterminal aus einem Pixel von Bilddaten rendern kann.
Hohe Adressierbarkeit ist in Situationen von Bedeutung, in denen die Vorrichtung die Bilddaten mit einer Auflösung verarbeiten kann, sie jedoch mit einer höheren Auflösung drucken kann. In einer solchen Situation kann ein Verarbeitungssystem, das für ein Bild niedrigerer Auflösung ausgelegt ist (niedrigere Auflösung kann schneller und kostengünstiger verarbeitet werden) verwendet werden, und eine Druckvorrichtung kann verwendet werden, die durch Laserimpulsmanipulation mit einer höheren Auflösung drucken kann. Zum Beispiel kann das Bild bei 600 × 600 × 8 verarbeitet und bei 2400 × 600 × 1 gedruckt werden, wobei das Verfahren hoher Adressierbarkeit verwendet wird. In dem oben genannten Beispiel beträgt die Charakterstik hoher Adressierbarkeit 4. Wenn das Bild bei 600 × 600 × 8 verarbeitet und bei 1200 × 600 × 1 gedruckt würde, betrüge die Charakteristik hoher Adressierbarkeit 2.
Die interpolierten Teilpixelwerte werden als B_n = P0 + n (P1 – P0)/N für n = 0 bis N – 1 berechnet. Die interpolierten Teilpixelwerte werden danach mit einem Schwellen wert verglichen, der in den meisten Fällen 128 ist, wobei angenommen wird, dass der Videowert von 0 bis 255 reicht (G_I ist gleich 255). Wenn B_n größer als oder gleich 128 ist, wird das Teilpixel angeschaltet; im anderen Fall wird es abgeschaltet. Der auf nachgeschaltete Pixel zu verbreitende Fehler wird als der Soll-Ausgang (Po + P1)/2 minus den Ist-Ausgang, also y·255/N, berechnet, wobei y die Anzahl der angeschalteten Teilpixel ist. Der Fehler wird danach mit einer Menge von Gewichtungskoeffizienten multipliziert und in der ersten Version auf die nachgeschalteten Pixel verteilt.
Insbesondere wird das gerasterte eingegebene modifizierte Videosignal in N Teilpixeleinheiten unterteilt. Die Werte P0 und P1 werden wie oben angeführt berechnet. Die berechneten Teilpixelwerte werden mit einem Schwellenwert, das heißt mit 128, verglichen. Wenn der Teilpixelwert größer als oder gleich dem Schwellenwert ist, wird der Teilpixelwert auf den Zustand EIN gesetzt. Wenn der Teilpixelwert jedoch kleiner ist als 128, wird der Teilpixelwert auf den Zustand AUS gesetzt.
Bei Abschluss des Vergleiches aller Teilpixelwerte wird die Anzahl der EIN-Teilpixel berechnet. Darüber hinaus wird der Fehler aus dem Schwellenwertprozess so berechnet, dass der Wert die ursprüngliche niedrigere räumliche Auflösung darstellt. Bei der Berechnung des Fehlers wird der Fehler mit Gewichtungskoeffizienten multipliziert, und der Fehler wird auf nachgeschaltete Pixel verteilt.
Ein Beispiel des oben diskutierten Hybrid-Fehlerdiffusionsprozesses wird kurz beschrieben werden. Bei diesem Beispiel werden die Werte P0_i und P1_i wie oben beschrieben berechnet. Als Nächstes wird die X-Koordinate des Schnittpunktes einer Linie zwischen P0_i und P1_i und einer Linie, die einen Schwellenwert darstellt, berechnet und durch Multiplizieren der Differenz zwischen 128 und P0 mit dem Wert N und Teilen dieses Produktes durch die Differenz von P1 und P0 normalisiert. Der normalisierte Wert X wird mit dem Wert 0 verglichen. Wenn X kleiner als oder gleich 0 ist, vergleich der Prozess den Wert P1 mit dem Wert 128. Wenn der Wert P1 größer als oder gleich 128 ist, werden alle Teilpixel auf den Zustand EIN gesetzt. Wenn P1 jedoch kleiner als 128 ist, setzt der Prozess alle Teilpixel auf den Zustand AUS.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass X nicht kleiner als oder gleich 0 ist, wird der ganzzahlige Wert von X durch Abrunden ermittelt, wie zum Beispiel durch Trunkie ren von X, und dieser ganzzahlige Wert wird gleich Y gesetzt. Der ganzzahlige Wert Y wird mit den Werten 0 und N verglichen. Wenn der Wert Y zwischen 0 und N liegt, bestimmt der Prozess, ob der Wert P1 kleiner als oder gleich 128 ist. Wenn der Wert P1 kleiner als oder gleich 128 ist, setzt der Prozess die Teilpixel 0 bis Y auf den Zustand EIN und die Teilpixel Y + 1 bis N auf den Zustand AUS. Wenn jedoch bestimmt wird, dass der Wert P1 größer als 128 ist, setzt der Prozess die Teilpixel 0 bis Y auf den Zustand AUS und die Teilpixel Y + 1 bis N auf den Zustand EIN.
Wenn bestimmt wird, dass der Wert Y nicht zwischen den Werten 0 und N liegt, wird bestimmt, ob der Wert P1 größer als oder gleich 128 ist. Wenn der Wert P1 größer als oder gleich 128 ist, setzt der Prozess alle Teilpixel auf den Zustand EIN. Wenn jedoch bestimmt wird, dass der Wert P1 kleiner als 128 ist, setzt der Prozess alle Teilpixel auf den Zustand AUS.
Bei Abschluss des Teilpixel-Einstellprozesses wird der auf die nachgeschalteten Pixel auszubreitende Fehler berechnet. Das heißt, der Fehler wird berechnet, um die ursprüngliche niedrige räumliche Auflösung darzustellen. Bei Berechnung des Fehlers wird der Fehler mit Gewichtungskoeffizienten multipliziert, und die gewichteten Fehlerausdrücke werden auf nachgeschaltete Pixel verteilt.
Bei diesem zweiten Interpolationsverfahren werden die modifizierten Pixelwerte P0_i = V_i' + e_i und P1_i = V_i+1' + e_i berechnet, wobei V_i' = (G_L – V_i) + (S_i – Th) und V_i+1' = (G_L – V_i+1) + (S_i+1 – Th). Bei diesem Beispiel werden die Werte P0 und P1 wie oben angemerkt berechnet. Als Nächstes werden die Werte Y und Z gleich Null gesetzt, wobei Y die Anzahl von Teilpixeln, die einzuschalten sind, bezeichnet und Z ein Teilpixel-Zähler ist. Danach wird Z mit N verglichen, um zu bestimmen, ob alle Teilpixel innerhalb des modifizierten Videosignals nach dem Schwellenwertprozess behandelt worden sind. Wenn bestimmt wird, dass Teilpixel noch nach dem Schwellenwertprozess zu behandeln sind, wird der nächste Teilpixelwert berechnet. Der Prozess vergleicht danach den berechneten Teilpixelwert mit dem Schwellenwert, also 128. Wenn der Teilpixelwert größer als oder gleich dem Schwellenwert ist, setzt der Prozess den Teilpixelwert auf den Zustand EIN, und der Wert Y wird inkrementiert, was die Anzahl von Teilpixeln andeutet, die auf EIN gesetzt sind. Wenn jedoch der Teilpixelwert kleiner als 128 ist, wird der Teilpixelwert auf AUS gesetzt.
Bei Abschluss der vorstehenden Vergleiches inkrementiert der Prozess den Zähler Z. Dieses Unterprogramm wird wiederholt, bis alle Teilpixelwerte in dem modifizierten Videosignal mit dem Schwellenwert verglichen sind. Bei Abschluss des Vergleiches aller Teilpixelwerte wird die Anzahl von Teilpixeln EIN durch Y vorgegeben. Als Nächstes wird der Fehler von dem Schwellenwertprozess so berechnet, dass der Wert die ursprüngliche niedrigere räumliche Auflösung darstellt. Bei Berechnung des Fehlers multipliziert der Prozess den Fehler mit den Gewichtungskoeffizienten und verteilt den Fehler an nachgeschaltete Pixel.
Die 1 bis 7 veranschaulichen die Berechnungsschritte, die erforderlich sind, um die Fehlerdiffusion hoher Adressierbarkeit unter Verwendung eines jeweiligen Interpolationsschemas durchzuführen. Zuerst, wie in 1 veranschaulicht wird, werden der Pixelwert V_i' und V_i+1 ermittelt, wobei V_i' = (G_L – V_i) + (S_i – Th) und V_i+1' = (G_L – V_i+1) + (S_i+1 – Th). Die Ist-Pixelwerte werden in 1 grafisch veranschaulicht, wobei der Pixelwert V_i den Pixelwert an de Teilpixel-Position 0 darstellt und das Pixelwert V_i+1' den Pixelwert an dem Teilpixel N – 1 darstellt. In 1 reichen die Pixelwerte von 0 bis 255 unter Verwendung eines herkömmlichen Acht-Bit-Datenwortes, um den Mehrstufen-Grauskalenwert der zu verarbeitenden Bilddaten darzustellen. Es wird darauf verwiesen, dass ein beliebiger Bereich verwendet werden kann, um den Graustufenwert der Bilddaten darzustellen, wie zum Beispiel 0 bis 511, 0 bis 127 etc.
Nach dem Bestimmen der Anfangspixelwerte V_i' und V_i+1 wird eine diffundierte Fehlerkomponente e_i (der akkumulierte Fehler aus vorhergehenden Pixel-Binarisierungsprozessen) zu den Pixelwerten V_i' und V_i+1 addiert. Es wird darauf verwiesen, dass die Fehlerkomponente e_i aus den beiden Komponenten e_FIFO und e_FB besteht, wobei e_FIFO die summierte Fehlerkomponente ist, die in einem Zeilenspeicher gespeichert wird, und wobei e_FB die Rückkopplungs-Fehlerkomponente ist. Das Addieren der Fehlerkomponente e wird in 2 grafisch veranschaulicht.
Nach dem Addieren der diffundierten Fehlerkomponente werden die interpolierten Teilpixelwerte berechnet, wie in 3 veranschaulicht wird. Zum Beispiel sind die interpolierten Teilpixelwerte B_n = P0_i + n (P1_i – P0_i)/N für n = 0 bis N – 1, wobei N die ausgewählte Charakteristik hoher Adressierbarkeit ist. Es wird darauf verwiesen, dass der Wert P0 gleich V_i' + e_i ist und dass P1 gleich V_i+1' + e_i ist.
Nach dem Berechnen der interpolierten Teilpixelwerte wird ein jeder interpolierter Teilpixelwert mit einer Schwellenwertstufe verglichen. In dem in 4 veranschaulichten Beispiel ist der Schwellenwert 128. Es wird darauf verwiesen, dass dieser Schwellenwert ein beliebiger Wert innerhalb des Bereiches der Bilddaten sein kann, in Abhängigkeit von den gewünschten Ergebnissen. Bei diesem Beispiel wird ein jedes Teilpixel, das einen Wert von größer als oder gleich 128 aufweist, auf EIN gesetzt.
Als Nächstes wird der Soll-Ausgang (P0' + P1_i)/2 berechnet. Diese Berechnung des Soll-Ausgangs wird in 5 grafisch veranschaulicht. Nach dem Berechnen des Soll-Ausgangs wird der Ist-Ausgang berechnet. In diesem Beispiel ist der Ist-Ausgang gleich n·255/N, wobei n die Anzahl der Teilpixel ist, die als Ergebnis des in 10 veranschaulichten Vergleiches ausgeschaltet worden sind. Eine grafische Darstellung des berechneten Ist-Ausgangs wird in 8 gezeigt. Nachdem der Soll-Ausgang und der Ist-Ausgang berechnet worden sind, berechnet das Fehlerdiffusionsverfahren den nachgeschaltet zu verbreitenden Fehler. Dieser Fehler wird als der Soll-Ausgang minus dem Ist-Ausgang berechnet. Eine grafische Darstellung dieser Berechnung wird in 7 gezeigt.
Wie in 7 veranschaulicht wird, ist der Fehler als e_i+1 = (P0_i + P1_i)/2 – (n 255/N) zu berechnen. In diesem Fall stellt der Fehler e_i+1 den Fehler aus dem aktuellen Binarisierungsprozess dar. Wie bei allen herkömmlichen Fehlerdiffusionsprozessen, wird der Fehler aus dem Binarisierungsprozess auf nachgeschaltete Pixel verteilt. Die Verteilung des Fehlers e_i+1 auf nachgeschaltete Pixel wird in 8 veranschaulicht. Bei diesem Beispiel nutzt die Fehlerverteilung eine Menge von Fehlerdiffusions-Koeffizienten, die schnelle Verarbeitung durch einfache Bitverschiebung ermöglicht. 8 veranschaulicht die zu einem jeden Pixelort zugehörigen Koeffizienten.
9 veranschaulicht eine Schaltung zum Implementieren des oben beschriebenen Prozesses. In 9 wird das gerasterte Eingangs-Videosignal aufgeteilt und in dem Latch 101 verriegelt, um die gerasterten Pixelwerte Vo_i und V1_i zu erzeugen. V0_i stellt das verriegelte, gerasterte Eingangs-Videosignal V1 dar, wie oben angemerkt, und Vo_i stellt den gerasterten Pixelwert unmittelbar vor dem gerasterten Pixelwert V1 in der gleichen Abtastzeile dar. Der gerasterte Pixelwert V0_i wird an ein Addierglied 103 mit der Fehlerkomponente e_i übergeben. Darüber hinaus wird die Fehlerkomponente e_i zusammen mit dem gerasterten Eingangs-Videosignal V1i an ein Addierglied 105 übergeben. Das Addierglied 103 erzeugt ein Ausgangssignal P0_i, das an eine 2er-Komplement-Schaltung 107 übergeben wird, um negativen P0_i zu erzeugen. Negativer P0_i wird zusammen mit dem Wert P1_i an ein Addierglied 109 übergeben, um den Wert P1_i – P0_i zu erzeugen. Negativer P0_i wird weiterhin an ein Addierglied 111 übergeben, das mit dem Schwellenwert summiert wird. Bei diesem Beispiel ist der Schwellenwert 128.
Die Summe aus dem Addierglied 111 wird an den Vervielfacher 115 übergeben, so dass der Wert (128 – P0_i) mit dem Eigenwert N hoher Adressierbarkeit multipliziert werden kann. Das sich ergebende Produkt wird danach durch eine Teilerschaltung 117 durch die Summe aus dem Addierglied 109 geteilt. Der sich ergebende Quotient wird an einen Dekodierer 119 übergeben. Die Ist-Funktion des Dekodierers 119 wird in 10 grafisch veranschaulicht.
Insbesondere bestimmt der Dekodierer 119, wie in 10 veranschaulicht wird, den Schnittpunkt der Linie P0_i/P1 und des Wertes 128. Aus der Bestimmung dieses Schnittpunktes bestimmt der Dekodierer 119 die Anzahl von Teilpixeln n, die eingeschaltet werden. Die Ergebnisse von dem Dekodierer 119 werden als binarisierter Ausgang an eine Druckmaschine und ebenso an einen Vervielfacher 121 übergeben. Der Vervielfacher 121 multipliziert den Ausgang von dem Dekodierer 119 mit dem Wert (–255/N). Das Produkt des Vervielfachers 121 wird zu einer Summe addiert, die durch ein Addierglied 113 in dem Addierglied 123 erzeugt wird. Das Addierglied 113 addiert die Werte P0_i und P1, um den Wert P1_i + P0_i zu erzeugen.
Die Ergebnisse des Addiergliedes 123 stellen die Fehlerkomponente e_i+1 dar, die an eine einfache Bitverschiebungsschaltung 125 übergeben werden, um verschiedene Fehlerwerte zu erzeugen, die in dem Verteilungsprozess verwendet werden. Die von der Bitverschiebungsschaltung 125 erzeugten Fehlerwerte werden an eine Fehlerverteilungsschaltung 127 übergeben, in der die Hälfte des Fehlers Err_B auf das nächste Pixel in der gleichen Abtastzeile verteilt wird und die andere Hälfte des Fehlers Err_A auf ver schiedene Pixel in der nächsten Abtastzeile entsprechend den in der Fehlerverteilungsschaltung 127 eingerichteten Gewichtungskoeffizienten verteilt wird.
11 veranschaulicht zwei parallele Berechnungen, die ausgeführt werden können. Insbesondere veranschaulicht 11, dass die gerasterten Pixelwerte V_i und V_i+1 parallel zu Beginn der Berechnung des Soll-Ausgangs für ein einzelnes Teilpixel ermittelt werden, wobei der Soll-Ausgang ohne Einbeziehung der diffundierten Fehlerkomponenten e_FIFO beziehungsweise e_FB berechnet wird.
Nachdem diese parallelen Berechnungen abgeschlossen sind, können interpolierte Teilpixelwerte auf die gleiche Art und Weise berechnet werden, wie in 3 veranschaulicht wird. Parallel zu dieser Berechnung der interpolierten Teilpixelwerte wird jedoch weiterhin der Soll-Ausgang berechnet, indem die Fehlerkomponente e_FIFO addiert wird. Dies wird in 12 grafisch veranschaulicht.
Als Nächstes wird die Fehlerkomponente e_FIFO zu den gerasterten Pixelwerten V_i und V_i+1, und den interpolierten Teilpixeln addiert, wie in 13 veranschaulicht wird. Gleichzeitig (parallel dazu) werden alle möglichen Ist-Teilpixelausgänge von dem Soll-Ausgang subtrahiert, ohne Einbeziehung der diffundierten Fehlerkomponente e_FB. Mit anderen Worten werden N mögliche Ist-Teilpixelausgänge von dem in 12 berechneten Soll-Ausgang subtrahiert, um N mögliche Fehlerausgänge e_p zu erzeugen (der Soll-Ausgang minus der Ist-Ausgang ist gleich dem Fehler e_p). Die in 13 veranschaulichten Berechnungen werden parallel zu den in 14 veranschaulichten Berechnungen durchgeführt.
Die Fehlerkomponente e_FB wird zu den gerasterten Pixelwerten V_i, V_i+1 und den verschiedenen interpolierten Teilpixelwerten addiert, wie in 15 veranschaulicht wird. Gleichzeitig mit der Addition der Rückkopplungs-Fehlerkomponente e_FB in 15 wird die Fehlerkomponente e_FB zu allen möglichen Teilpixel-Soll-Ausgängen addiert, wie in 16 veranschaulicht wird. Mit anderen Worten wird die Fehlerkomponente e_FB einzeln zu allen N-Fehlerergebnissen (e_p) addiert, die aus den durch die 14 veranschaulichten Berechnungen stammen.
Nach dem Abschluss dieser Parallelberechnungen umfasst der nächste Schritt die in den 17, 18 und 19 veranschaulichten Berechnungen. In diesem nächsten Schritt wird ein jeder interpolierter Teilpixelwert mit einem Schwellenwert von 128 verglichen, und die Teilpixel mit einem Wert größer als oder gleich dem Schwellenwert werden eingeschaltet. Dieser Prozess wird in 17 und in 18 grafisch veranschaulicht, wohingegen 17 den Vergleich der interpolierten Teilpixelwerte mit den Schwellenwerten zeigt, und 18 zeigt das Einschalten der Teilpixel, die einen Wert größer als oder gleich dem Schwellenwert aufweisen.
Da alle möglichen Fehlerwerte gleichzeitig als Ergebnis der in 16 veranschaulichten Berechnungen bereitgestellt wurden, kann der nachgeschaltet zu verbreitende Fehler nun unmittelbar ausgewählt werden, das heißt über einen Multiplexer, auf Basis der Anzahl von Teilpixeln, die eingeschaltet werden. Mit anderen Worten veranschaulicht 19 den geeignet ausgewählten Fehlerwert aus den verschiedenen gleichzeitig bereitgestellten Fehlerwerten, die durch die in 16 veranschaulichten Berechnungen erzeugt werden. Der ausgewählte Fehlerwert wird danach unter Verwendung eines beliebigen herkömmlichen Fehlerdiffusionsverfahrens auf nachgeschaltete Pixel verteilt. Der Fehler kann unter Verwendung der oben diskutierten Fehlerdiffusions-Koeffizienten auf nachgeschaltete Pixel verteilt werden.
20 veranschaulicht ein Funktionsblockschaltbild einer Parallelleitungs-Fehlerdiffusionsschaltung hoher Adressierbarkeit. In 20 wird das gerasterte Eingangs-Videosignal an eine Fehlerberechnungsschaltung 1 und an eine Videomodifizierungsschaltung 3 übergeben. Die Fehlerberechnungsschaltung berechnet alle verschiedenen möglichen Fehlerwerte, die sich aus dem gegenwärtig ablaufenden Binarisierungsprozess ergeben können. Die Auswahl des geeigneten Fehlers, der durch die Fehlerberechnungsschaltung 1 auszugeben ist, basiert auf dem empfangenen Fehlerauswahlsignal, das weiter unten ausführlicher beschrieben werden wird.
Der von der Fehlerberechnungsschaltung 1 ausgewählte Fehlerwert wird an eine Koeffizient-Matrixschaltung 5 übergeben, die den Fehler auf Basis einer Menge von Gewichtungskoeffizienten, die beliebige geeignete Koeffizienten sein können, wie weiter oben beschrieben worden ist, verteilt. Die Koeffizient-Matrixschaltung 5 teilt die Fehlerwerte in zwei Komponenten e_FIFO (Err_B) und e_FB (Err_A) auf. Wie weiter oben angemerkt wurde, wird der Rückkopplungsfehler Err_A von der Koeffizient-Matrixschaltung 5 zu der Video-Modifikationsschaltung 3 und der Fehlerberechnungsschaltung 1 rückgekoppelt. Die Video-Modifikationsschaltung 3 empfängt weiterhin die Err_B von dem Pufferspeicher 9.
Die Video-Modifikationsschaltung 3 erzeugt die interpolierten Teilpixelwerte für das Fehlerdiffusionsverfahren hoher Adressierbarkeit, wobei die interpolierten Teilpixelwerte zusammen mit einem Schwellenwert an die Binarisierungsschaltung 7 übergeben werden. Der Schwellenwert kann 128 sein. Es wird jedoch darauf verwiesen, dass dieser Schwellenwert ein beliebiger Wert sein kann.
Die Binarisierungsschaltung 7 binarisiert die Eingangs-Videodaten so, dass binarisierte Bilddaten zur Nutzung durch eine Bildrendering-Vorrichtung ausgegeben werden. Die Binarisierungsschaltung 7 erzeugt weiterhin das Fehlerauswahlsignal, das durch die Fehlerberechnungsschaltung 1 genutzt wird, um den richtigen Fehlerwert auszuwählen, der an die Koeffizient-Matrixschaltung 5 zu übergeben ist. Dieses Fehlerauswahlsignal stellt die Anzahl der interpolierten Teilpixel dar, die während des Binarisierungsprozesses eingeschaltet sind. Somit kann die Fehlerberechnungsschaltung 1 einen Multiplexer zur Vornahme dieser Auswahl umfassen.
Wie in 20 veranschaulicht wird, ist die Fehlerberechnungsschaltung 1 parallel zu der Video-Modifikationsschaltung und der Binarisierungsschaltung angeordnet. Darüber hinaus kann die Fehlerdiffusionsarchitektur hoher Adressierbarkeit an einem ASIC-Schaltkreis implementiert werden, wodurch Hardwareimplementierung ermöglicht wird, so dass die Bilddaten innerhalb der Zeitvorgaben und Durchsatzvorgaben einer schnellen Bildrendering-Vorrichtung binarisiert werden können.
21 veranschaulicht ein Detailblockschema einer Fehlerdiffusionsschaltung hoher Adressierbarkeit. Wie in 21 veranschaulicht wird, werden zahlreiche der Berechnungen, wie unter Bezugnahme auf die 11 bis 19 bereits beschrieben worden ist, parallel durchgeführt.
Die gerasterten Pixelwerte V_i und V_i+1 werden unter Verwendung eines Latches 205 ermittelt, der das gerasterte Videosignal so verriegelt, dass zwei benachbarte Fast- Scan-Pixel für Verarbeitung bereitstehen. Die gerasterten Pixelwerte V_i und V_i+1 werden in dem Addierglied 206 summiert, und die Summe wird durch das Dividierwerk 207 in der Hälfte geteilt. Das Ergebnis von dem Dividierwerk 207 wird mit dem Fehlerterm e_FIFO an das Addierglied 208 übergeben. Die Summe stellt den Soll-Ausgang zu dem Drucker dar.
Parallel zu dem oben beschriebenen Prozess erzeugt eine Ist-Ausgangs-Erzeugungsschaltung 200 alle möglichen Ausgänge zu dem Drucker auf Basis der Charakteristik der hohen Adressierbarkeit. Es wird darauf verwiesen, dass diese Werte negativ sind, da ein Addierglied für Subtraktionsoperationen verwendet wird. Wenn die Charakteristik hoher Adressierbarkeit N ist, werden N + 1 mögliche Ist-Ausgänge erzeugt werden. Ebenfalls parallel zu dem oben beschriebenen Prozess erzeugt eine Teilpixelschaltung 209 alle interpolierten Teilpixel auf Basis der gerasterten Pixelwerte V_i und V_i+1.
Als Nächstes wird die Fehlerkomponente e_FIFO von dem Addierglied 210 zu einem jeden der interpolierten Teilpixel addiert. Gleichzeitig (parallel dazu) wird jeder mögliche Ist-Ausgang (negative Werte) einzeln durch das Addierglied 201 zu dem Soll-Ausgang von dem Addierglied 208 addiert. Mit anderen Worten werden N + 1 mögliche Ist-Teilpixelausgänge von dem Soll-Ausgang subtrahiert, um N + 1 mögliche Fehlerausgänge zu erzeugen.
In den Addiergliedern 211 und 202 wird ein Rückkopplungs-Fehlerterm e_FB zu einer jeden Summierung von den Addiergliedern 210 beziehungsweise 201 addiert. Diese Berechnungen werden parallel ausgeführt. Nachdem diese parallelen Berechnungen abgeschlossen sind, wird ein jedes interpoliertes Pixel von dem Addierglied 211 in der Schwellenwertschaltung 212 mit einem Schwellenwert verglichen. Teilpixel mit einem Wert größer als der oder gleich dem Schwellenwert werden eingeschaltet. Die Schwellenwertschaltung 212 gibt eine Zahl aus, die die Anzahl von eingeschalteten Teilpixeln darstellt. Diese Information wird an eine Dekodier-Logikschaltung 213 übergeben, die davon einen an einen Drucker (nicht gezeigt) zu sendenden binären Ausgang erzeugt.
Darüber hinaus werden die Fehlerterme von dem Addierglied 202 an einen Multiplexer 203 übergeben, der auswählt, welcher Fehlerterm auf nachgeschaltete Pixel zu verteilen ist. Der Fehlerterm wird auf Basis eines von der Dekodier-Logikschaltung 213 empfangenen Steuersignals ausgewählt. Der ausgewählte Fehlerterm wird an eine Verteilschaltung 204 übergeben, die den nächsten Rückkopplungsfehler (e_FB) und den Fehler (e_FIFO), die zur Verwendung bei der Verarbeitung der Abtastzeile in einem Pufferspeicher zu speichern sind, erzeugt.
Wie weiter oben angemerkt wurde, kann es bei der Verarbeitung eines segmentierten Dokumentes zahlreiche nicht fehlerdiffundierte Bereiche geben, in denen unterschiedliches Bildverarbeitungs-Rendern wünschenswert ist, wie zum Beispiel Rasterung oder Schwellenwertoperation, wo jedoch kein Fehler erzeugt wird. Insbesondere wird herkömmlich ein Bild in Bereiche segmentiert, die der Art von an dem jeweiligen Bereich durchzuführender Bildverarbeitungsroutine entspricht. Dies wird umgesetzt, indem ein herkömmliches Bildverarbeitungssystem, wie das in US-A-5,513,282 beschriebene, verwendet wird.
Wenn jedoch herkömmliche Segmentierungsroutinen verwendet werden, können aufgrund der Änderung in den Bildverarbeitungsroutinen verschiedene Artefakte an den Grenzen der Bereiche auftreten. Um zum Beispiel ein Bild unter Verwendung von Fehlerdiffusion geeignet zu verarbeiten, wird ein Fehler aus der Verarbeitung von umliegenden Pixeln benötigt, um den Bereich ohne unerwünschte Artefakte zu verarbeiten. Wenn der Bereich, der verlassen wird, ein nicht fehlerdiffundierter Bereich ist, wird kein Fehler für den Fehlerdiffusionsprozess zur Verfügung stehen, und somit werden Artefakte in den gerenderten Bildern erscheinen. Es folgt ein Beispiel für ein solches Artefakt.
Unstetigkeit ist ein Artefakt, das an den Grenzen zwischen nicht fehlerdiffundierten Bereichen und fehlerdiffundierten Bereichen anzutreffen ist. Insbesondere kann man Unstetigkeit zwischen einem fehlerdiffundierten und einem nicht fehlerdiffundierten segmentierten Bereich innerhalb eines Dokumentes beobachten, wenn der Fehler, der normalerweise von einem Pufferspeicher (Fehler aus einer Slow-Scan-Richtung) herrührt, der bei der Verarbeitung der ersten Abtastzeile des fehlerdiffundierten Fensters verwendet wird, Null ist. Wenn zum Beispiel eine Grauabtastung gerendert wird, bei der die obere Hälfte durch ein nicht fehlerdiffundiertes Verfahren, wie zum Beispiel Raste rung oder Schwellenwertoperation, gerendert wird, ist der Anfangseffekt, der in den hervorgehobenen Bereichen der Abtastung beobachtet wird, auf das Fehlen von Slow-Scan-Fehler-Informationen zurückzuführen, die zu Beginn fehlerdiffundierten Fensters nicht verfügbar sind. Es dauert eine Anzahl von Abtastzeilen, bis der Fehler in diesen Bereichen einen stationären Zustandswert erreicht, wodurch schließlich ein glatter periodischer Ausgang gerendert wird.
22 veranschaulicht eine Schaltung, die im Wesentlichen den Anfangseffekt eliminiert, der an den Grenzen zwischen fehlerdiffundierten und nicht fehlerdiffundierten Bereichen auftritt. Wie in 22 veranschaulicht wird, werden zahlreiche der Berechnungen parallel ausgeführt, wie bereits unter Bezugnahme auf die 11 bis 19 beschrieben worden ist.
Gerasterte Pixelwerte V_i und V_i+1 werden durch Verwendung eines Latches 205 gewonnen, der das gerasterte Videosignal verriegelt, so dass zwei benachbarte Fast-Scan-Pixels für Verarbeitung verfügbar sind. Wenn keine Rasterung gewünscht ist, nehmen die zu den Videosignalen addierten Rasterwerte Null oder einen anderen vorgegebenen konstanten Wert an. Die gerasterten Pixelwerte V_i und V_i+1 werden in dem Addierglied 206 summiert und die Summe wird in dem Dividierwerk 207 in die Hälfte geteilt. Das Ergebnis von dem Dividierwerk 207 wird mit dem Fehlerterm e_FIFO an das Addierglied 208 übergeben. Die Summe stellt den Soll-Ausgang zu dem Drucker dar.
Parallel zu dem oben beschriebenen Prozess erzeugt eine Ist-Ausgangs-Erzeugungsschaltung 200 alle möglichen Ausgänge zu dem Drucker auf Basis der Charakteristik hoher Adressierbarkeit. Es wird darauf verwiesen, dass diese Werte negativ sind, da ein Addierglied für Subtraktionsoperationen verwendet wird. Wenn die Charakteristik hoher Adressierbarkeit N ist, werden N + 1 mögliche Ist-Ausgänge erzeugt. Weiterhin erzeugt ein Teilpixel-Schaltkreis 209 parallel zu dem oben beschriebenen Prozess Werte für alle interpolierten Teilpixel auf Basis der gerasterten Pixelwerte V_i und V_i+1.
Als Nächstes addiert das Addierglied 210 einen jeden der Werte von dem Teilpixel-Schaltkreis 209 zu einem Wert von dem Multiplexer 233. Der Multiplexer 233 wählt zwischen dem Pixelwert V_i und dem Sollwert von dem Addierglied 208 auf Basis des Wertes eines Fensterbits. Dieses Fensterbit ist abhängig von dem Stufenreduzierungs prozess (oder dem Binarisierungsprozess), der für die Pixelklassifizierung geeignet ist, was durch einen Bildsegmentierungsprozess bestimmt wird. Insbesondere kann der Bildsegmentierungsprozess ein beliebiger herkömmlicher Segmentierungsprozess sein, der bestimmt, ob ein jedes Segment, das ein Bereich sein kann, der so klein wie ein einzelnes Pixel ist, geeignet für einen Fehlerdiffusionsprozess ist, wie zum Beispiel für herkömmliche Fehlerdiffusion, für Hybrid-Fehlerdiffusion, für Fehlerdiffusion hoher Adressierbarkeit, für Hybrid-Fehlerdiffusion hoher Adressierbarkeit, für Vektor-Fehlerdiffusion, für andere Farbfehler-Diffusionsprozesse etc. Der Bildsegmentierungsprozess stellt daher das Fensterbit bereit, das, wenn es einen Wert aufweist, andeutet, dass der Stufenreduzierungsprozess für Pixel in dem aktuellen Segment ein Fehlerdiffusionsprozess ist, und das, wenn es einen anderen Wert aufweist, andeutet, dass der Stufenreduzierungsprozess für das aktuelle Segment ein Nicht-Fehlerdiffusionsprozess ist, wie zum Beispiel Schwellenwertoperation, Grauschwellenwertoperation, Rasterung, Zellen-TRC-Verarbeitung oder ein Bypassmodus. Wenn der aktuelle Stufenreduzierungsprozess des Pixels die Fehlerdiffusion ist, wählt der Multiplexer 233 den Sollwert von dem Addierglied 208 aus, das die Fehlerkomponente e_FIFO enthält. Wenn der aktuelle Stufenreduzierungsprozess des Pixels nicht Fehlerdiffusion ist, wählt der Multiplexer 233 den Pixelwert V_i so aus, dass eine Fehlerkomponente nicht an das Addierglied 210 übergeben wird.
Gleichzeitig (parallel dazu) wird ein jeder mögliche Ist-Ausgang (negative Werte) einzeln von dem Addierwerk 201 zu dem Soll-Ausgang addiert. Mit anderen Worten werden N + 1 mögliche Ist-Teilpixel-Ausgänge von dem Soll-Ausgang subtrahiert, um N + 1 mögliche Fehlerausgänge zu erzeugen.
In den Addiergliedern 211 und 202 wird ein Rückkopplungsfehlerterm e_FB zu einer jeden Summierung von den Addiergliedern 210 beziehungsweise 201 addiert. In Bezug auf das Addierglied 211 kommt der Rückkopplungsfehlerterm e_FB von dem Multiplexer 217, der eine Auswahl zwischen einem Ist-Rückkopplungsfehler und Null vornimmt. Die Auswahl beruht ebenso auf dem Wert des Fensterbits. Wenn das Fensterbit deklariert wird (Fehlerdiffusionsverarbeitung oder Hybrid-Fehlerdiffusionsverarbeitung ist die Soll-Verarbeitungsroutine), wird der Ist-Fehlerrückkopplungswert ausgewählt. Wenn das Fensterbit andererseits nicht deklariert wird (Schwellenwertoperation, Grauschwellenwertoperation, Rasterung, Zellen-TRC-Verarbeitung oder Bypassmodus ist die Soll- Verarbeitungsroutine), wird der Wert Null ausgewählt. Diese Berechnungen werden parallel ausgeführt.
Nach dem Abschluss dieser parallelen Berechnungen wird ein jedes interpolierte Teilpixel von dem Addierglied 211 in der Schwellenwertschaltung 212 mit einem Schwellenwert verglichen. Teilpixel, die einen Wert von größer Eins oder von gleich dem Schwellenwert haben, werden eingeschaltet. Die Schwellenwertschaltung 212 gibt eine Zahl aus, die die Anzahl der eingeschalteten Teilpixel darstellt. Diese Information wird an die Dekodier-Logikschaltung 243 übergeben, die davon eine Binärzahl erzeugt, die an einen Drucker gesendet wird. Parallel zu diesen Schwellenwertprozessen wird der Wert V_i + E_FIFO + E_FB durch die Vergleichseinrichtung 221 mit dem Schwellenwert verglichen. Die Ergebnisse des Vergleiches werden an die Dekodier-Logikschaltung 243 übergeben.
Darüber hinaus werden die Fehlerterme von dem Addierglied 202 an einen Multiplexer 203 übergeben, der auswählt, welcher Fehlerterm auf nachgeschaltete Pixel zu verteilen ist. Der Fehlerterm wird auf Basis eines Steuersignals ausgewählt, das von der Dekodier-Logikschaltung 243 übergeben wird. Der ausgewählte Fehlerterm wird an eine Verteilungsschaltung 204 übergeben, die den nächsten Rückkopplungsfehler und den Fehler erzeugt, der für Anwendung bei der Verarbeitung der nächsten Abtastzeile in einem Pufferspeicher zu speichern ist.
Der von dem Multiplexer 203 ausgewählte Fehler basiert auf dem Ausgang von der Dekodier-Logikschaltung 243. Wenn das Fensterbit (das Fensterbit wird an die Dekodier-Logikschaltung 243 übergeben) behauptet wird (Fehlerdiffusionsverarbeitung und Hybrid-Fehlerdiffusionsverarbeitung), erzeugt die Dekodier-Logikschaltung ein Signal, das den Multiplexer in die Lage versetzt, den geeigneten Fehler auf Basis der Anzahl eingeschalteter Teilpixel auszuwählen. Wenn das Fenster andererseits nicht behauptet wird (Fehlerdiffusionsverarbeitung oder Hybrid-Fehlerdiffusionsverarbeitung ist nicht die Soll-Verarbeitungsroutine), erzeugt die Dekodier-Logikschaltung ein Signal, das den Multiplexer in die Lage versetzt, einen Maximal-Fehlerwert (den obersten Kanal der möglichen Fehlerwerte zwischen den Schaltungen 202 und 203, wie in 22 veranschaulicht) auszuwählen, wenn die Vergleichseinrichtung bestimmt, dass der Wert V_i + E_FIFO + E_FB unter dem Schwellenwert liegt, und einen Minimal-Fehlerwert (den untersten Kanal der möglichen Fehlerwerte zwischen den Schaltungen 202 und 203, wie in 22 veranschaulicht wird) auszuwählen, wenn die Vergleichseinrichtung bestimmt, dass der Wert V_i + E_FIFO + E_FB über dem Schwellenwert liegt.
In dem oben beschriebenen Beispiel wird die Hintergrund-Fehlerdiffusionsberechnung auf die gleiche Art und Weise erzielt wie in einer herkömmlichen Fehlerdiffusionsschaltung, das heißt die hohe Adressierbarkeit von 1. In als nicht fehlerdiffundierte Bereiche bezeichneten segmentierten Bereichen mit hoher Adressierbarkeit von größer als 1 ist die Berechnung der Hintergrund-Fehlerdiffusion unter Verwendung dieser Schaltung weniger genau. Jedoch stellt sie eine kontinuierliche Fehlerberechnung für alle Pixel in dem Bild bereit, einschließlich derjenigen in dem nicht fehlerdiffundierten Bereich. Darüber hinaus ist die Fehlerberechnung in fehlerdiffundierten Bereichen gleich der Anzahl ausgewählter Bits hoher Adressierbarkeit.
Unter Verwendung von Hintergrund-Fehlerdiffusion werden die Artefakte, die in der Grauabtastung in den hervorgehobenen Bereichen sichtbar sind, signifikant reduziert. Insbesondere wird bei Verwendung von Hintergrund-Fehlerdiffusion der Anlaufeffekt um den Fenster-Schnittstellenbereich herum wesentlich reduziert. Somit resultiert Hintergrund-Fehlerdiffusion in einer wesentlich glatteren Grenzfläche zwischen den beiden segmentierten Bereichen.
In der obenstehenden Beschreibung sind die Ausdrücke Pixel und Teilpixel verwendet worden. Diese Ausdrücke können sich auf ein elektrisches Signal (oder ein optischen Signal, wenn Lichtwellenleitertechnik verwendet wird) beziehen, das die physisch messbaren optischen Eigenschaften an einem physisch definierbaren Bereich an einem Empfangsmedium darstellt. Das Empfangsmedium kann ein beliebiges materielles oder greifbares Dokument, ein lichtempfindliches oder lichtaufnehmendes Element oder ein Kennzeichnungsmaterial-Übertragungsmedium sein. Darüber hinaus können sich die Ausdrücke Pixel und Teilpixel auf ein elektrisches Signal (oder ein optisches Signal, wenn Lichtwellenleitertechnik verwendet wird) beziehen, das die physisch messbaren optischen Eigenschaften an einem physisch definierbaren Bereich auf einem Anzeigemedium darstellt. Eine Vielzahl der physisch definierbaren Bereiche für beide Situationen stellen die physisch messbaren optischen Eigenschaften des gesamten physischen Bildes dar, das entweder durch eine Materialkennzeichnungs-Vorrichtung, durch eine elektrische oder eine magnetische Kennzeichnungsvorrichtung oder durch eine optische Anzeigevorrichtung zu rendern ist.
Schließlich kann sich der Ausdruck Pixel auf ein elektrisches Signal (oder ein optisches Signal, wenn Lichtwellenleitertechnik verwendet wird) beziehen, das physische optische Eigenschaftsdaten darstellt, die von einer einzelnen Photodetektorzelle erzeugt werden, wenn ein physisches Bild abgetastet wird, um die physischen optischen Eigenschaften des physischen Bildes in eine elektronische oder elektrische Darstellung umzuwandeln. Mit anderen Worten ist ein Pixel in dieser Situation eine elektrische Darstellung (oder eine optische Darstellung) der physischen Eigenschaften eines physischen Bildes, gemessen an einem physisch definierbaren Bereich an einem optischen Sensor.
Darüber hinaus sind in der obenstehenden Beschreibung die Ausdrücke fehlerdiffundierter Bereich und nicht fehlerdiffundierter Bereich verwendet worden. Diese Ausdrücke betreffen Bereiche in einem Bild, die für bestimmte Bildverarbeitungsoperationen segmentiert worden sind. In den fehlerdiffundierten Bereichen zum Beispiel wurde der Bereich (das Fenster) des Bildes als ein Bereich, an dem eine Fehlerdiffusionsroutine durchgeführt werden wird (herkömmliche Fehlerdiffusion, Hybrid-Fehlerdiffusion, Fehlerdiffusion hoher Adressierbarkeit oder Hybrid-Fehlerdiffusion hoher Adressierbarkeit), segmentiert oder klassifiziert. In nicht fehlerdiffundierten Bereichen sind andere Routinen als die Fehlerdiffusion durchzuführen, wie zum Beispiel Schwellenwertoperation, Rasterung etc.
Wenngleich die vorliegende Erfindung oben ausführlich beschrieben worden ist, können verschiedene Änderungen durchgeführt werden, ohne dass hiervon von dem Erfindungsbereich der vorliegenden Erfindung abgewichen würde. Zum Beispiel ist ein Ausführungsbeispiel in Bezug auf ein Drucksystem beschrieben worden; jedoch kann dieses Rasterungs-/Fehlerdiffusionsverfahren auch ohne Weiteres in einem Anzeigesystem implementiert werden. Darüber hinaus kann das Rasterungs- und Fehlerdiffusionsverfahren hoher Adressierbarkeit auch gut an einem ASIC-Schaltkreis, an einem programmierbaren Gatterfeld oder in Software implementiert werden, wodurch die Anordnung dieses Verfahrens in einem Scanner, in einem elektronischen Teilsystem, in einem Drucker oder in einer Anzeigevorrichtung ermöglicht wird.
Die oben beschriebene Implementierung nutzt einige Parallelitäten, jedoch sind die Verfahren gut in einer stärker seriellen Implementierung beziehungsweise in einer stärker parallelen Implementierung anwendbar.
Darüber hinaus sind verschiedene Beispiele in Bezug auf einen Videobereich von 0 bis 255 beschrieben worden. Es wird jedoch angenommen, dass der Videobereich ein beliebiger geeigneter Bereich zur Beschreibung der Graustufe der zu verarbeitenden Pixel sein kann. Weiterhin sind die Verfahren problemlos auf ein beliebiges Renderingsystem anwendbar und nicht mit Notwendigkeit auf ein binäres Ausgabegerät. Es wird angenommen, dass die Konzepte problemlos auf ein vierstufiges Ausgabeterminal oder höher anwendbar sind.
Weiterhin sind Verfahren in einer Umgebung hoher Adressierbarkeit beschrieben worden; diese können jedoch auch problemlos in einer beliebigen Bildverarbeitungsumgebung implementiert werden, die das Bild in Klassifizierungen segmentiert, wobei eine der Klassifizierungen zu Fehlerdiffusion zugehörig ist. Somit kann der oben beschriebene Prozess hoher Adressierbarkeit eine Charakteristik hoher Adressierbarkeit von 1 aufweisen.
Schließlich sind Verfahren in Bezug auf eine Monochrom-Umgebung oder eine Schwarz-Weiß-Umgebung beschrieben worden. Die Konzepte sind jedoch gut auf eine Farbumgebung anwendbar, in der Vektor-Fehlerdiffusion oder andere Farbfehler-Diffusionsprozesse auf Bildsegmente angewendet werden können. Das heißt, ein wie oben beschriebener Fehlerdiffusionsprozess kann auf einen jeden Farbraumwert angewendet werden, der das Farbpixel darstellt.
Zusammenfassend setzt ein Fehlerdiffusionsverfahren oder Fehlerdiffusionsmodul ein Bildverarbeitungssystem in die Lage, ein elektronisches Dokument eines Formates in das eines anderen Formates ohne wesentliche Rundungseffekt-Artefakte umzuwandeln.
Wenngleich die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf verschiedene oben offengelegte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist sie nicht auf die obenste hende Beschreibung begrenzt, sondern soll Änderungen und Modifikationen, die innerhalb des Erfindungsbereiches der anhängenden Patentansprüche vorgenommen oder durchgeführt werden, mit einbeziehen und erfassen.

Claims

Verfahren zum Reduzieren einer Zahl von Graustufen jedes einer Vielzahl von Pixeln, das für jedes Pixel umfasst: (a) Bestimmen eines Stufenreduzierungsprozesses für das Pixel, wobei der Stufenreduzierungsprozess entweder ein Nicht-Fehlerdiffusionsprozess oder ein Fehlerdiffusionsprozess ist; (b) Ermitteln eines Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwertes (V₁) für das Pixel; (c) Modifizieren des Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwertes auf Basis des Stufenreduzierungsprozesses des Pixels, um einen Satz aus einem oder mehreren stufenreduzierten Pixelwerten für das Pixel zu ermitteln; und (d) Erzeugen eines Fehlers (E_rr) auf Basis des Satzes stufenreduzierter Pixelwerte; Modifizieren des Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwertes, das umfasst: (c1) wenn der Stufenreduzierungsprozess des Pixels ein Fehlerdiffusionsprozess ist, Verwendung wenigstens eines Teils des für das vorher verarbeitete Pixel erzeugten Fehlers beim Ermitteln des Satzes stufenreduzierter Pixelwerte bei einer zweiten Auflösung; und (c2) wenn der Stufenreduzierungsprozess des Pixels ein Nicht-Fehlerdiffusionsprozess ist, keine Verwendung des aus zuvor bearbeiteten Pixeln erzeugten Fehlers, um den Satz stufenreduzierter Pixelwerte bei einer zweiten Auflösung zu ermitteln; dadurch gekennzeichnet, dass Erzeugen eines Fehlers (E_rr) umfasst: (d1) wenn der Stufenreduzierungsprozess des Pixels ein Nicht-Fehlerdiffusionsprozess ist und der für einen für zuvor verarbeitete Pixel erzeugten Fehler eingestellte modifizierte Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert größer ist als ein Schwellenwert, Auswählen einer Minimal-Fehlerwert-Ausgabe; und (d2) wenn der Stufenreduzierungsprozess des Pixels ein Nicht-Fehlerdiffusionsprozess ist und der für einen für zuvor verarbeitete Pixel erzeugten Fehler eingestellte modifizierte Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert kleiner ist als ein Schwellenwert, Auswählen einer Maximal-Fehlerwert-Augabe.
Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren umfasst: (e) Diffusion eines ersten Teils des Fehlers (E_FB) auf ein nächstes Pixel in einer Fast-Scan-Richtung; und (f) Diffusion eines zweiten Teils des Fehlers (E_FIFO) auf Pixel in einer Slow-Scan-Richtung.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei (c1) umfasst: (c1a) Addieren des Teils des für ein zuvor verarbeitetes Pixel erzeugten Fehlers zu dem Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei: (b) Ermitteln des Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwertes bei einer ersten Auflösung umfasst; (c) Ermitteln des Satzes stufenreduzierter Pixelwerte bei einer zweiten Auflösung umfasst, wobei die zweite Auflösung höher ist als die erste Auflösung; und (d) Erzeugen eines Fehlerwertes (E_rr) umfasst, der eine Auflösung hat, die der ersten Auflösung entspricht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei (c) des Weiteren umfasst: (c3) Berechnen einer Vielzahl von Mehrstufen-Grauskalen-Teilpixelwerten B_n, wobei die Mehrstufen-Grauskalen-Teilpixelwerte B_n gleich P0 + n(P1 – P0)/N sind und n gleich 0 bis N – 1 ist, P0 gleich dem Mehrstufengrauskalen-Pixelwert (V₁) ist, P₁ gleich dem Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert (V₁+₁) eines folgenden Pixels ist und N gleich einer Charakteristik hoher Adressierbarkeit ist.
Verfahren nach Anspruch 5, weil (d) umfasst: (d1) Berechnen einer gewünschten Ausgabe, wobei die gewünschte Ausgabe gleich einer Summe der Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwerte des Pixels und des folgenden Pixels dividiert durch 2 ist; (d2) Berechnen einer tatsächlichen Ausgabe, wobei die tatsächliche Ausgabe gleich einer Anzahl von Teilpixeln, die genauso groß ist wie oder größer ist als ein Schwellenwert multipliziert mit einem maximalen Grauskalenwert eines Pixels dividiert durch die Charakteristik hoher Adressierbarkeit ist; (d3) wenn der Stufenreduzierungsprozess des Pixels ein Fehlerdiffusionsprozess ist, Berechnen des Fehlerwertes, so dass er der gewünschten Ausgabe minus der tatsächlichen Ausgabe gleich ist.
System zum Reduzieren einer Anzahl von Graustufen jedes einer Vielzahl von Pixeln, das umfasst: eine Klassifizierungseinrichtung zum Bestimmen eines Stufenreduzierungsprozesses für jedes der Vielzahl von Pixeln, wobei der Stufenreduzierungsprozess entweder ein Nicht-Fehlerdiffusionsprozess oder ein Fehlerdiffusionsprozess ist; eine Eingabeeinrichtung (205) zum Ermitteln eines Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwertes (V₁); und eine Stufenreduzierungseinrichtung (200–204, 206-212, 215, 217, 219, 221, 233, 243) zum Modifizieren des Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwertes für jedes der Vielzahl von Pixeln auf Basis des Stufenreduzierungsprozesses des Pixels, um einen Satz eines oder mehrerer stufenreduzierten Pixelwerte für das Pixel zu ermitteln, und zum Erzeugen eines Fehlers (E_rr) auf Basis des Satzes stufenreduzierter Pixelwerte; eine Vergleichseinrichtung (215, 219, 221) zum Vergleichen des für für zuvor verarbeitete Pixel erzeugten Fehler eingestellten Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwertes (V_i) des Pixels mit einem Schwellenwert (Threshold); wobei die Stufenreduzierungseinrichtung eine Auswähleinrichtung (217, 233) umfasst, mit der für jedes der Vielzahl von Pixeln ausgewählt wird, ob ein für ein zuvor verarbeitetes Pixel erzeugter Fehler beim Ermitteln des Satzes stufenreduzierter Pixelwerte verwendet wird oder nicht; wobei, wenn der Stufenreduzierungsprozess des Pixels ein Fehlerdiffusionsprozess ist, die Auswähleinrichtung Verwendung wenigstens eines Teils des für einen zuvor verarbeiteten Pixels erzeugten Fehlers auswählt, und wenn der Stufenreduzierungsprozess des Pixels ein Nicht-Fehlerdiffusionsprozess ist, die Auswähleinrichtung Verwendung des für zuvor verarbeitete Pixel erzeugten Fehlers nicht auswählt; eine Fehlerauswähleinrichtung (203, 243), mit der für jedes der Vielzahl von Pixeln ein Fehlerwert auf Basis des Stufenreduzierungsprozesses und des durch die Vergleichseinrichtung durchgeführten Vergleichs ausgewählt wird, wobei, wenn der Stufenreduzierungsprozess des Pixels ein Fehlerdiffusionsprozess ist, die Fehlerauswähleinrichtung einen Fehlerwert auf Basis eines Satzes stufenreduzierter Pixelwerte auswählt; dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Fehlerreduzierungsprozess des Pixels ein Nicht-Fehlerdiffusionsprozess ist, die Fehlerauswähleinrichtung einen Maximal-Fehlerwert auswählt, wenn der regulierte Pixelwert unterhalb des Schwellenwertes liegt, und einen Minimal-Fehlerwert auswählt, wenn der reduzierte Pixelwert über dem Schwellenwert liegt.
System nach Anspruch 7, wobei die Fehlerreduzierungseinrichtung (200–204, 206–212, 215, 217, 219, 221, 233, 243) des Weiteren eine Verteilungseinrichtung (204) zur Diffusion eines ersten Teils des Fehlers (E_FB) auf ein nächste Pixel in einer Fast-Scan-Richtung und zur Diffusion eines zweiten Teils des Fehlers (E_FI _Fo) auf Pixel in einer Slow-Scan-Richtung umfasst.
System nach Anspruch 7 und Anspruch 8, wobei die Eingabeeinrichtung (205) den Mehrstufen-Grauskalen-Pixelwert (V_i) bei einer ersten Auflösung ermittelt und die Stufenreduzierungseinrichtung (200–204, 206–212, 215, 217, 221, 219, 233, 243) den Satz stufenreduzierter Pixelwerte bei einer zweiten Auflösung ermittelt, wobei die zweite Auflösung höher ist als die erste Auflösung und die Stufenreduzierungseinrichtung des Weiteren umfasst: eine Fehlerrechnungseinrichtung (200–202, 206–208) zum Rechnen eine Fehlerwertes für jeden des Satzes stufenreduzierter Pixelwerte.