DE69738248T2 - Bilddatenverarbeitungsverfahren und -system - Google Patents

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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00—Geometric image transformation in the plane of the image
    • G06T3/40—Scaling the whole image or part thereof
    • G06T3/4007—Interpolation-based scaling, e.g. bilinear interpolation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40—Picture signal circuits
    • H04N1/405—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels
    • H04N1/4051—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size
    • H04N1/4052—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size by error diffusion, i.e. transferring the binarising error to neighbouring dot decisions

Description

  • Die vorliegende Erfindung ist auf Verfahren zum Verarbeiten von Bilddaten gerichtet.
  • Fehlerverteilung ist ein übliches Verfahren zum Umwandeln eines Graustufenbildes in ein binäres Bild. Dieser Prozess setzt jedoch voraus, dass ein Drucker eine ideale Vorrichtung ist, von der schwarze Pixel und weiße Pixel unabhängig von ihrer effektiven Größe dargestellt werden können. 22 stellt ein Diagramm eines herkömmlichen Fehlerverteilungs-Prozesses dar, der in einem Gerät mit einer Fast-Scan-Richtung, in dem Abtasten (Scannen) elektronisch durchgeführt wird, und mit einer Slow-Scan-Richtung, in der Scannen mechanisch durchgeführt wird, implementiert ist.
  • Wie in 22 gezeigt, wird ein eingegebenes Graustufenvideo in eine Addiereinrichtung 10 eingegeben, wobei Slow-Scan-Fehler, die Fehler aus der Verarbeitung der vorangegangenen Abtastlinie von Pixeln darstellen und in einem FIFO 11 gespeichert werden, zu dem eingegebenen Graustufenvideo hinzugefügt werden. Darüber hinaus werden bei der Addiereinrichtung 10 auch Fast-Scan-Fehler aus einer Fehlerverteilungsschaltung 15 dem eingegebenen Graustufenvideo hinzugefügt. Der Fast-Scan-Fehler aus der Fehlerverteilungsschaltung 15 stellt den Fehler aus der Verarbeitung des vorangegangenen Pixels in derselben Abtastlinie dar. Das modifizierte eingegebene Graustufenvideo (PixN) wird anschließend einem Vergleichsglied 14 zugeführt, das das modifizierte eingegebene Graustufenvideo mit einem Grenzwert vergleicht. Auf Basis des Vergleichs mit dem Grenzwert gibt das Vergleichsglied 14 eine binäre Ausgabe aus, die entweder 1 oder 0 beträgt. Das modifizierte eingegebene Graustufenvideo wird darüber hinaus einer Subtraktionsschaltung 12 und einem Multiplexer 16 zugeführt. Die Subtraktionsschaltung 12 erzeugt einen Wert, der die Differenz zwischen einem Schwarz-Referenzwert und dem Wert des modifizierten eingegebenen Graustufenvideos darstellt. Diese Differenz wird ebenfalls dem Multiplexer 16 zugeführt. Der Multiplexer 16 wählt auf Basis der binären Ausgabe des Vergleichsgliedes 14 entweder den Differenzwert oder den Wert des modifizierten eingegebenen Graustufenvideos als den Pixelfehler für das aktuell verarbeitete Pixel aus. Dieser Pixelfehler wird der Fehlervertei lungsschaltung 15 zugeführt, die eine Vielzahl von Gewichtungskoeffizienten nutzt, um den Fehler auf verschiedene angrenzende Pixel zu verteilen.
  • Mit den aktuellen Verbesserungen der Fähigkeiten von Druckern kann jedoch eine herkömmliche Fehlerverteilung nicht mehr einfach genutzt werden, ohne dass Artefakte in dem dargestellten Bild auftreten. So nutzen viele Drucker jetzt beispielsweise hoch adressierbare Ausgaben; zwei oder mehr binäre Bits werden für jedes eingegebene graue Pixel erzeugt. Üblicherweise werden die mehreren Bits in der Fast-Scan-Richtung (die Ausrichtung, in der die einzelne Abtastlinie gedruckt wird) erzeugt.
  • Eine hohe Adressierbarkeit ist in Situationen wichtig, in denen die Vorrichtung die Bilddaten mit einer Auflösung verarbeiten, sie jedoch mit einer höheren Auflösung drucken kann. In einer derartigen Situation kann eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verarbeitungssystem, das für ein Bild mit einer geringeren Auflösung entworfen wurde (eine geringere Auflösung kann schneller und billiger verarbeitet werden), sowie eine Druckvorrichtung nutzen, die durch Manipulation eines Laserimpulses mit einer höheren Auflösung drucken kann. So kann das Bild beispielsweise mit einer Auflösung von 600×600×8 verarbeitet und mit einer Auflösung von 2400×600×1 gedruckt werden, wozu ein Prozess einer hohen Adressierbarkeit genutzt wird. In dem oben genannten Beispiel beträgt der Kennwert der hohen Adressierbarkeit 4. Ware das Bild mit 600×600×6 verarbeitet und mit 1200×600×1 gedruckt worden, betrüge der Kennwert der hohen Adressierbarkeit 2.
  • In einer solchen hoch adressierbaren Umgebung kann ein herkömmlicher Fehlerverteilungs-Prozess Bilder erzeugen, die viele isolierte Subpixel enthalten. Ein isoliertes Subpixel ist ein Subpixel, das von seinen benachbarten Subpixeln verschieden ist; beispielsweise wäre ein schwarzes (oder EIN-) Subpixel, das mit einem eindimensionalen Array gedruckt würde, dann isoliert, wenn es in der Fast-Scan-Richtung des Druckers von weißen (oder AUS-) Subpixeln umgeben wäre, dagegen wäre ein weißes (oder AUS-) Subpixel dann isoliert, wenn es von schwarzen (oder EIN-) Subpixeln umgeben wäre; mit einem zweidimensionalen Array kann ein Subpixel in beide Richtungen isoliert sein. Auf den ersten Blick scheint dies kein Problem zu sein, die Xerografie ist jedoch nicht empfindlich genug, um tatsächlich einzelne isolierte Subpixel zu drucken; das Er gebnis davon ist, dass in dem dargestellten Bild unerwünschte Artefakte erzeugt werden.
  • Ein derartiges Artefakt, das dadurch verursacht wird, dass ein xerografisches System nicht in der Lage ist, ein Subpixel darzustellen, ist eine Graustufenverschiebung in den ausgegebenen Daten. Genauer gesagt, wird die Graustufenverschiebung dadurch hervorgerufen, dass isolierte Subpixel, die auf Grund der zu geringen Empfindlichkeit eines xerografischen Druckers nicht gedruckt werden, nicht wie erwartet zu der Lichtabsorption beitragen, wodurch die tatsächlich wahrgenommene Graustufe nicht gleich der Graustufe des ursprünglichen Bildes ist.
  • Wird beispielsweise ein Graudurchlauf gedruckt, der einen Kennwert der hohen Adressierbarkeit größer als 1, beispielsweise 2, nutzt, sollte das Bild als ein sanfter Übergang von Grau zu Hellgrau zu Weiß erscheinen. Wird jedoch solch ein Graudurchlauf mit einer herkömmlichen Fehlerverteilung und einem Kennwert der hohen Adressierbarkeit größer als 1 gedruckt, erscheint in dem Bild nahe dem dunkleren Ende eine Unregelmäßigkeit. Diese Unregelmäßigkeit wird erzeugt, weil eine bestimmte Graustufe relativ wenig isolierte Subpixel erzeugen kann, die angrenzenden Graustufen jedoch können sehr viel mehr isolierte Subpixel erzeugen. Die Bereiche mit einem hohen Prozentsatz isolierter Subpixel erscheinen deutlich heller, da die Subpixel nicht getreu wiedergeben.
  • Ein weiteres Artefakt der Unfähigkeit, isolierte Subpixel darzustellen, besteht darin, dass bestimmte Graustufen weiße („ausgebrannte") Bereiche aufweisen. Dieses Artefakt wird durch viele isolierte Subpixel verursacht, die in einem umgrenzten Bereich gedruckt werden. Da mit anderen Worten die isolierten Pixel von dem Drucker nicht effizient dargestellt werden können, werden diese isolierten Pixel in dem erzeugten ausgegebenen Dokument weiße Bereiche. Somit kann ein grauer Bereich vollständig weiß werden, wenn die vielen isolierten Subpixel nicht ordnungsgemäß von dem Drucker wiedergegeben werden.
  • Die vorliegende Erfindung verringert diese Probleme mit Verfahren, die isolierte Subpixel eliminieren können. Die Verfahren können Pixel in Subpixelwerte umwandeln und wenn die Subpixelwerte ein isoliertes Subpixel enthalten, können sie die Subpixelwerte so modifizieren, dass diese kein isoliertes Subpixel mehr enthalten.
  • Das Verfahren kompensiert vorteilhaft die Unfähigkeit eines Druckers, isolierte Subpixel darzustellen, wenn eine Fehlerverteilung mit hoher Adressierbarkeit zum Verarbeiten von Bilddaten genutzt wird. Darüber hinaus kann das Verfahren implementiert werden, um einen in dem Fehlerverteilungsprozess fortgepflanzten Fehler zu aktualisieren, um Modifikationen in dem Subpixel-Datenstrom Rechnung zu tragen.
  • Die vorliegende Erfindung kann in einem Verfahren zur Verarbeitung von Bilddaten implementiert werden. Das Verfahren empfängt ein Pixel von Bilddaten mit einer ersten Auflösung und konvertiert das empfangene Pixel von Bilddaten in eine Vielzahl von Subpixeln, wobei die Vielzahl von Subpixeln eine zweite Auflösung darstellt und wobei die zweite Auflösung höher als die erste Auflösung ist. Die Vielzahl von Subpixeln wird einem Grenzwert unterworfen, um eine Gruppe von Subpixelwerten für jedes Pixel sowie einen Grenzwertfehler-Wert zu erhalten. Das Verfahren bestimmt, ob die Gruppe von Subpixelwerten aus dem Schwellenwert-Prozess ein Muster erzeugt, das ein isoliertes Subpixel enthält, und modifiziert die Gruppe von Subpixelwerten, um ein Muster ohne ein isoliertes Subpixel zu erzeugen, wenn die Gruppe von Subpixelwerten aus dem Schwellenwert-Prozess ein Muster erzeugt, das ein isoliertes Subpixel enthält.
  • Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls in einem System zur Verarbeitung von Bilddaten implementiert werden. Das System enthält eine Einrichtung zum Umwandeln eines Pixels von Bilddaten mit einer ersten Auflösung in eine Vielzahl von Subpixeln, wobei die Vielzahl von Subpixeln eine zweite Auflösung darstellt und wobei die zweite Auflösung höher als die erste Auflösung ist; eine Einrichtung, um damit die Vielzahl von Subpixeln einem Grenzwert zu unterwerten, um eine Gruppe von Subpixelwerten für jedes Pixel sowie einen Grenzwertfehler-Wert zu erzeugen; eine Einrichtung für isolierte Subpixel zum Festlegen, ob die Gruppe von Subpixelwerten ein Muster bildet, das ein isoliertes Subpixel enthält; und eine Modifikationseinrichtung zum Modifizieren der Gruppe von Subpixelwerten, um ein Muster ohne ein isoliertes Subpixel zu erzeugen, wenn die unmodifizierte Gruppe von Subpixelwerten ein Muster bildet, das ein isoliertes Subpixel enthält.
  • In einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Verarbeitung von Bilddaten bereitgestellt, das umfasst:
    • (a) Empfangen von Pixeln von Bilddaten mit einer ersten Auflösung;
    • (b) Umwandeln der empfangenen Pixel von Bilddaten in Werte für Subpixel, wobei die Subpixel eine zweite Auflösung haben und wobei die zweite Auflösung höher als die erste Auflösung ist; wobei die Umwandlung darüber hinaus umfasst: (b1) Gewinnen von zwei oder mehr interpolierten Subpixelwerten für jedes der empfangenen Pixel; (b2) Vergleichen jedes interpolierten Subpixelwertes mit einem Grenzwert, um einen binären Subpixelwert zu erhalten; und (b3) Gewinnen eines Grenzwertfehlers für das empfangene Pixel auf Basis der binären Subpixelwerte;
    • (c) Modifizieren des Subpixelwertes, wenn die Subpixelwerte ein isoliertes Subpixel enthalten, wobei die modifizierten Subpixelwerte kein isoliertes Subpixel mehr enthalten; und
    • (d) Verteilen des Grenzwertfehlers für das empfangene Pixel auf angrenzende Pixel auf Basis einer Menge von Gewichtungskoeffizienten; wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet wird:
    • (e) Erzeugen eines Subpixelfehlers auf Basis der in (c) durchgeführten Modifikation; und
    • (f) Verteilen des Subpixelfehlers auf angrenzende Pixel auf Basis einer Menge von Gewichtungskoeffizienten, bezogen auf die Gewichtungskoeffizienten, die verwendet werden, um den Grenzwertfehler zu verteilen.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein System zur Verarbeitung von Bilddaten bereitgestellt, das umfasst:
    eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von Pixeln von Bilddaten mit einer ersten Auflösung;
    eine Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln der empfangenen Pixel von Bilddaten in Werte für Subpixel, wobei die Subpixel eine zweite Auflösung haben und wobei die zweite Auflösung höher als die erste Auflösung ist; und
    eine Modifizierungseinrichtung zum Modifizieren der Subpixelwerte, wenn die Subpixelwerte ein isoliertes Subpixel enthalten, wobei die modifizierten Subpixelwerte kein isoliertes Subpixel enthalten;
    wobei die Umwandlungseinrichtung des Weiteren umfasst:
    eine Wertgewinnungseinrichtung zum Gewinnen von zwei oder mehr interpolierten Subpixelwerten für jedes der empfangenen Pixel;
    eine Grenzwerteinrichtung zum Vergleichen jedes interpolierten Subpixelwertes mit einem Grenzwert, um einen binären Subpixelwert zu erhalten;
    eine Fehlergewinnungseinrichtung zum Gewinnen eines Grenzwertfehlers für das empfangene Pixel auf Basis der binären Subpixelwerte; und
    eine Fehlerverteilungseinrichtung zum Verteilen des Grenzwertfehlers für das empfangene Pixel auf angrenzende Pixel auf Basis einer Menge von Gewichtungskoeffizienten; und
    das System ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerverteilungseinrichtung umfasst:
    eine Subpixelfehlereinrichtung zum Erzeugen eines Subpixelfehlers auf Basis der durch die Modifizierungseinrichtung durchgeführten Modifizierung; und
    eine Fehleranpassungseinrichtung zum Verteilen des Subpixelfehlers auf angrenzende Pixel auf Basis einer Menge von Gewichtungskoeffizienten, bezogen auf die Gewichtungskoeffizienten, die verwendet werden, um den Grenzwertfehler zu verteilen.
  • Die Erfindung wird nun beispielhaft und in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • 1 eine grafische Darstellung des Gewinnens von Grenz-Subpixelwerten zeigt;
  • 2 zeigt eine grafische Darstellung des Modifizierens der erhaltenen Grenz-Subpixelwerte mit einer Fehlerkomponente;
  • 3 zeigt eine grafische Darstellung des Interpolierens von Subpixelwerten zwischen den modifizierten Grenz-Subpixelwerten;
  • 4 zeigt eine grafische Darstellung des Vergleichens der interpolierten Subpixelwerte mit einem Grenzwert;
  • 5 zeigt eine grafische Darstellung des Berechnens eines gewünschten Ausgabewertes;
  • 6 zeigt eine grafische Darstellung des Berechnens eines tatsächlichen Ausgabewertes;
  • 7 zeigt eine grafische Darstellung des Berechnens eines Fehlerwertes, der auf nachfolgende Pixel fortgepflanzt werden soll;
  • 8 zeigt eine grafische Darstellung, die eine tatsächliche Verteilung des Fehlers in einer typischen Fehlerverteilungsroutine darstellt;
  • 9 zeigt ein Blockdiagramm eines Fehlerverteilungsprozesses mit hoher Adressierbarkeit;
  • 10 zeigt eine grafische Darstellung, die einen Decodierprozess darstellt, der in 9 gezeigt wurde;
  • 11 zeigt eine grafische Darstellung, die das Gewinnen von Grenz-Subpixelwerten parallel zu dem Berechnen eines gewünschten Ausgabewertes darstellt;
  • 12 zeigt eine grafische Darstellung, die das Interpolieren von Subpixelwerten zwischen den erhaltenen Grenz-Subpixelwerten parallel zu dem Modifizieren des gewünschten Ausgabewertes mit einer Fehlerkomponente darstellt;
  • 13 zeigt eine grafische Darstellung, die das Modifizieren der Subpixelwerte zwischen den erhaltenen Grenz-Subpixelwerten mit einer Fehlerkomponente darstellt;
  • 14 zeigt eine grafische Darstellung, die die Berechnung einer Vielzahl von partiellen möglichen Fehlerwerten darstellt;
  • 15 zeigt eine grafische Darstellung des weiteren Modifizierens der modifizierten Subpixelwerte aus 11 mit einer anderen Fehlerkomponente;
  • 16 zeigt eine grafische Darstellung, die die Berechnung einer Vielzahl von vollständig möglichen Fehlerwerten darstellt;
  • 17 zeigt eine grafische Darstellung des bewertenden Vergleichens der weiter modifizierten Subpixelwerte mit einem Schwellenwert;
  • 18 zeigt eine grafische Darstellung des Festlegens einer Anzahl von Subpixeln, die gleich einem Grenzwert sind oder diesen überschreiten;
  • 19 zeigt eine grafische Darstellung des Auswählens von einem Fehlerwert aus der Vielzahl möglicher vollständiger Fehlerwerte;
  • 20 ist ein Blockdiagramm, das eine Implementierung der in den 11 bis 19 dargestellten Prozesse darstellt;
  • 21 ist ein Blockdiagramm, das eine Implementierung von Schaltungen der in den 11 bis 19 dargestellten Prozesse darstellt;
  • 22 zeigt ein Blockdiagramm, das ein typisches Fehlerverteilungsverfahren darstellt;
  • 23 zeigt einen Graphen, der eine Subpixel-Interpolation darstellt;
  • 24 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Fehlerverteilungsverfahren darstellt, das die Interpolationsschemata aus 23 nutzt;
  • 25 zeigt einen Graphen, der ein anderes Subpixel-Interpolationsverfahren darstellt;
  • 26 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Fehlerverteilungsverfahren darstellt, das das Interpolationsschema aus 25 nutzt;
  • 27 zeigt ein Blockdiagramm eines morphologischen Filters eines Zustandsautomaten zum Eliminieren isolierter Subpixel;
  • 28 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Implementierung einer Schaltung zum Eliminieren isolierter Subpixel darstellt;
  • 29 zeigt ein Blockdiagramm, das eine andere Implementierung einer Schaltung zum Eliminieren isolierter Subpixel darstellt;
  • 30 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Eliminieren isolierter Subpixel darstellt; und
  • 31 zeigt ein Beispiel der Subpixeleliminierung für eine Situation, in der der Kennwert der hohen Adressierbarkeit drei beträgt.
  • In der folgenden Beschreibung sowie in den Zeichnungen stellen gleiche Referenz nummern gleiche Vorrichtungen und Schaltungen oder Schaltungen, die äquivalente Funktionen durchführen, dar.
  • Beim Beschreiben der vorliegenden Erfindung werden die Bezeichnungen Pixel und Subpixel genutzt. Diese Bezeichnungen können sich auf ein elektrisches (oder, wenn Faseroptiken genutzt werden, auf ein optisches) Signal beziehen, das die physikalisch messbaren optischen Eigenschaften eines physikalisch definierbaren Bereiches auf einem empfangenden Medium darstellt. Das empfangende Medium kann jedes materielle Dokument, jede lichtempfindliche Schicht oder jedes markierende Materialtransfermedium sein. Darüber hinaus können sich diese Bezeichnungen auf ein elektrisches (oder, wenn Faseroptiken genutzt werden, auf ein optisches) Signal beziehen, das die physikalisch messbaren optischen Eigenschaften eines physikalisch definierbaren Bereiches auf einem Anzeigemedium darstellt. Eine Vielzahl der physikalisch definierbaren Bereiche für beide Situationen stellt die physikalisch messbaren optischen Eigenschaften des gesamten, entweder durch eine Materialmarkierungsvorrichtung, eine elektrische oder magnetische Markierungsvorrichtung oder eine optische Anzeigevorrichtung wiederzugebenden physikalischen Bildes dar.
  • Schließlich kann sich die Bezeichnung Pixel auch auf ein elektrisches (oder, wenn Faseroptiken genutzt werden, auf ein optisches) Signal beziehen, das physikoptische Eigenschaftsdaten darstellt, die von einer einzelnen Fotosensorzelle erzeugt werden, wenn ein physikalisches Bild gescannt wird, um die physikoptischen Eigenschaften des physikalischen Bildes in eine elektronische oder elektrische Darstellung umzuwandeln. Mit anderen Worten ist in dieser Situation ein Pixel eine elektrische (oder optische) Darstellung der physikoptischen Eigenschaften eines physikalischen Bildes, die in einem physikalisch definierbaren Bereich an einem optischen Sensor gemessen wurden.
  • Zum Erweitern des herkömmlichen Fehlerverteilungsprozesses wie oben beschrieben auf eine Umgebung mit hoher Adressierbarkeit kann die Einarisierung (Grenzwert) mit einer höheren räumlichen Auflösung durchgeführt werden, die Fehlerberechnung und – fortpflanzung kann jedoch mit der ursprünglichen, geringeren räumlichen Auflösung durchgeführt werden. Dieses Aufteilen des Prozesses kann die Anzahl isolierter Subpixel im Wesentlichen unterdrücken oder verringern und somit eine hohe Bildqualität auf rechterhalten. Dieses Verfahren mit einer hohen Auflösung/niedrigen Auflösung wird im Folgenden ausführlicher beschrieben.
  • Beim Erläutern eines hoch adressierbaren Fehlerverteilungsprozesses wird angenommen, dass die eingegebenen Graustufen an dem Pixelstandort i und dem Pixelstandort i + 1 durch Vi beziehungsweise Vi+1 dargestellt werden. Es wird bemerkt, wenn der hoch adressierbare Fehlerverteilungsprozess ein hybrider hoch adressierbarer Fehlerverteilungsprozess ist, dass die in die hoch adressierbare Fehlerverteilungsschaltung eingegebenen Graustufen Vi = (Gi – Vini) + (Si – Th) sowie Vi+1 = (Gi – Vini+1) + (Si+1 – Th) sind, wobei Si gleich Bildschirmwerten ist, die von einem Halbton-Bildschirmmuster abgeleitet sind, Vini ist das graue Eingabevideo, Gi ist ein maximaler Graustufenwert für ein Pixel in dem System und Th ist der Grenzwert, der in dem Binarisierungsprozess genutzt wird. Der Darstellungsfehler bei der geringeren Auflösung, der von einem vorangehenden Pixel an den nachfolgenden Pixelstandort weitergegeben wird, wird durch ei gekennzeichnet.
  • Es wird bemerkt, dass eine Eigenschaft der hohen Adressierbarkeit die Interpolation zwischen Pixeln einschließt, das heißt, das Erzeugen von Subpixeln. Diese Interpolation beeinflusst den Prozess der Fehlerverteilung mit hoher Adressierbarkeit. Insbesondere können in Abhängigkeit von der Art, auf die die Interpolation vorgenommen wurde, zwei verschiedene Ausgaben erhalten werden, die den hoch adressierbaren Fehlerverteilungsprozess der vorliegenden Erfindung nutzen. Jede dieser beiden verschiedenen Ausgaben wird im Folgenden diskutiert.
  • In Bezug auf ein erstes Interpolationsschema sind die Schritte zum Bestimmen des Druckens oder Darstellens von einem Subpixel wie folgt.
  • Zuerst werden die modifizierten Pixelwerte P0i = Vi-1 + ei-1 und P1i = Vi + ei berechnet. Die Subpixel werden durch 0 bis N – 1 dargestellt, wobei der Kennwert der hohen Adressierbarkeit N ist. Der Kennwert der hohen Adressierbarkeit ist die Anzahl von Subpixeln, die ein Drucker erzeugen kann, im Vergleich mit der Durchsatzbandbreite des Bildverarbeitungssystems. Mit anderen Worten, der Kennwert der hohen Adressierbarkeit ist definiert als die Anzahl von Subpixeln, die der Bildausgabeanschluss aus einem Pixel von Bilddaten darstellen kann.
  • Die interpolierten Subpixelwerte werden berechnet als Bn = P0 + n(P1 – P0)/N für n = 0 bis N – 1. Anschließend werden die interpolierten Subpixelwerte mit einem Grenzwert verglichen, der in den meisten Fällen 128 ist, vorausgesetzt, dass der Videowert in dem Bereich zwischen 0 und 255 liegt. Wenn Bn größer ist als 128 oder gleich diesem Wert, wird das Subpixel EIN-geschaltet; anderenfalls wird das Subpixel AUS-geschaltet. Der Fehler, der auf nachfolgende Pixel fortgepflanzt werden soll, wird als die gewünschte Ausgabe (P0 + P1)/2 minus die tatsächliche Ausgabe, nämlich y·255/N, berechnet, wobei y die EIN-geschaltete Anzahl von Subpixeln ist. Anschließend wird der Fehler mit einer Reihe von Gewichtungskoeffizienten multipliziert und wie in der ersten Version auf die nachfolgenden Pixel verteilt.
  • Die Gewichtungskoeffizienten können die in dem Patent US-A-5.353.127 beschriebenen Koeffizienten oder jede andere Reihe von Koeffizienten sein, einschließlich von Reihen, in denen gleiche Koeffizienten Nullwerte besitzen oder in denen Fehler in nur eine Richtung, entweder in die Fast-Scan-Richtung oder die Slow-Scan-Richtung, oder in beide Richtungen, was typischer ist, verteilt werden.
  • Insbesondere wird das gerasterte eingegebene modifizierte Videosignal in N Subpixeleinheiten unterteilt. Die Werte für P0 und P1 werden berechnet wie oben dargestellt. Die berechneten Subpixelwerte werden mit einem Grenzwert verglichen, nämlich 128. Wenn der Subpixelwert größer ist als der Grenzwert oder gleich diesem, wird der Subpixelwert auf den EIN-Zustand gesetzt. Wenn jedoch der Subpixelwert geringer ist als 128, wird der Subpixelwert auf den AUS-Zustand gesetzt.
  • Ist das Vergleichen aller Subpixelwerte abgeschlossen, wird die Anzahl von EIN-Subpixeln berechnet. Darüber hinaus wird der Fehler aus dem Grenzwert-Prozess berechnet, so dass der Wert die ursprüngliche geringere räumliche Auflösung darstellt. Bei der Berechnung des Fehlers wird der Fehler mit Gewichtungskoeffizienten multipliziert und der Fehler wird auf nachfolgende Pixel verteilt.
  • Wie oben bemerkt, werden die modifizierten Pixelwerte P0i = Vi-1 + ei-1 = P1i-1 und P1i = Vi + ei an zwei Standorten entsprechend der eingegebenen Auflösung berechnet. Ein Beispiel hierfür wird in 23 gezeigt, wobei die Subpixel durch 0 bis N – 1 dargestellt werden. In 23 ist der Kennwert der hohen Adressierbarkeit, N, gleich 4.
  • Wie in 23 gezeigt, wird eine Linie gezogen, um die Werte P0 und P1 zu verbinden. (Die i-Indizes wurden der Einfachheit halber weggelassen.) Darüber hinaus wurde eine Punktlinie gezogen, um einen Grenzwert von 128 darzustellen. (Es wird erneut bemerkt, dass der Bereich der Videosignale 0 bis 255 ist; es kann jedoch jeder beliebige Bereich genutzt werden, und es kann jeder beliebige Grenzwert genutzt werden.) Der Schnittpunkt der Linie, die P0 und P1 verbindet, und der Linie, die den Grenzwert bei 128 darstellt, bestimmt, welche Subpixel dargestellt oder gedruckt werden. Die X-Koordinate des Schnittpunktes wird bestimmt und mit der Gleichung x = N (128 – P0)/(P1 – P0) auf N normalisiert.
  • Anschließend wird bestimmt, welche Subpixel EIN-zuschalten sind. Wenn x kleiner als oder gleich 0 ist und wenn P1 größer als oder gleich 128 ist, sind alle Subpixel EIN-geschaltet; anderenfalls, wenn x kleiner als oder gleich 0 ist, sind alle Subpixel AUS-geschaltet. Diese Entscheidung stellt das gesamte Darstellen oder Nicht-Darstellen der Pixel dar. Um eine partielle Darstellung des gesamten Pixels zu bestimmen, muss eine Subpixelanalyse durchgeführt werden. In dieser Instanz muss der Wert x mit den einzelnen Subpixelwerten verglichen werden.
  • Es wird bemerkt, wie in 23 dargestellt, dass der Wert von x bei der Berechnung nicht notwendigerweise eine ganze Zahl oder ein Subpixel ergibt, wodurch jede Analyse eine Bruchkomponente enthalten kann. Um dies zu vermeiden, wird x in eine ganze Zahl oder einen ganzen Subpixelwert umgewandelt. Für diese Umwandlung ist es zulässig, dass n gleich dem gestutzten ganzzahligen Wert von x ist. Die Werte n und x können anschließend genutzt werden, um zu bestimmen, welche Subpixel EIN-zuschalten und welche Subpixel AUS-zuschalten sind. Insbesondere dann, wenn x größer ist als 0, jedoch kleiner als N, und wenn P1 kleiner ist als 128, werden nur die Subpixel zwischen 0 und n EIN-geschaltet und der Rest der Subpixel wird AUS-geschaltet; anderenfalls werden die Subpixel zwischen 0 und n AUS-geschaltet und die restlichen Subpixel werden EIN-geschaltet. Wenn x größer ist als oder gleich N und wenn P0 grö ßer ist als oder gleich 128, werden alle Subpixel EIN-geschaltet; anderenfalls, wenn x größer ist als oder gleich N, werden alle Subpixel AUS-geschaltet.
  • Dieser Grenzwert-Prozess erzeugt einen Fehler, der auf nachfolgende Pixel fortgepflanzt werden muss. Darüber hinaus muss der Fehler, wie oben bemerkt, an der Eingabe mit der ursprünglichen niedrigen Auflösung sein. Die Umwandlung zu der ursprünglichen Auflösung wird gelöst, indem die Differenz zwischen der gewünschten Ausgabe, (P0 + P1)/2, und der tatsächlichen Ausgabe, nämlich b·255/N, bestimmt wird, wenn b die Anzahl von Subpixeln ist, die EIN-geschaltet wurden. Anschließend wird der umgewandelte Fehler mit einer Reihe von Gewichtungskoeffizienten multipliziert und auf die nachfolgenden Pixel verteilt.
  • In 24 wird das tatsächliche Verfahren dargestellt, das zum Durchführen des Interpolations- und Fehlerverteilungsprozesses, wie oben beschrieben, genutzt wird. In 24 bei Schritt S10 wird das modifizierte gerasterte Videoeingabesignal in N Subpixelwerte geteilt. Bei Schritt S20 werden die Werte P0i und P1i berechnet wie oben beschrieben. Anschließend wird bei Schritt S30 die X-Koordinate des Schnittpunktes bestimmt und normalisiert, indem die Differenz zwischen 128 und P0 mit dem Wert N multipliziert und dieses Produkt durch die Differenz von P1 und P0 geteilt wird. Bei Schritt S40 wird der normalisierte Wert x mit dem Wert 0 verglichen. Wenn x kleiner als oder gleich 0 ist, vergleicht Schritt S50 den Wert P1 mit dem Wert 128. Wenn der Wert P1 größer ist als oder gleich 128, werden bei Schritt S60 alle Subpixel in einen EIN-Zustand versetzt. Wenn jedoch P1 kleiner als 128 ist, versetzt Schritt S70 alle Subpixel in einen AUS-Zustand.
  • Wenn jedoch Schritt S40 bestimmt, dass x nicht kleiner als oder gleich 0 ist, bestimmt Schritt S90 den ganzzahligen Wert von x und setzt diesen ganzzahligen Wert gleich Y. Bei Schritt S100 wird der ganzzahlige Wert Y mit den Werten 0 und N verglichen.
  • Wenn der Wert Y zwischen 0 und N liegt, bestimmt Schritt S110, ob der Wert P1 kleiner als oder gleich 128 ist. Wenn der Wert P1 kleiner als oder gleich 128 ist, versetzt Schritt S120 die Subpixel 0 bis Y in den EIN-Zustand und die Subpixel Y + 1 bis N in den AUS-Zustand. Wenn jedoch Schritt S110 bestimmt, dass der Wert P1 größer ist als 128, ver setzt Schritt S130 die Subpixel 0 bis Y in den AUS-Zustand und die Subpixel Y + 1 bis N in den EIN-Zustand.
  • Wenn Schritt S100 bestimmt, dass der Wert Y nicht zwischen den Werten 0 und N liegt, bestimmt Schritt S140, ob der Wert P1 größer als oder gleich 128 ist. Wenn der Wert P1 größer als oder gleich 128 ist, versetzt Schritt S160 alle Subpixel in den EIN-Zustand. Wenn jedoch Schritt S140 bestimmt, dass der Wert P1 kleiner als 128 ist, versetzt Schritt S150 alle Subpixel in den AUS-Zustand.
  • Nach dem Abschließen der Prozesse bei den Schritten S60, S70, S120, S130, S150 oder S160 setzt das Fehlerverteilungsverfahren der vorliegenden Erfindung mit Schritt S170 fort. Bei Schritt S170 wird die Anzahl von Subpixeln im EIN-Zustand berechnet und gleich Z gesetzt. Anschließend wird bei Schritt S180 der Fehler berechnet, der auf die nachfolgenden Pixel fortgepflanzt werden soll. Der Fehler wird nämlich berechnet, um die ursprüngliche niedrige räumliche Auflösung darzustellen. Bei der Berechnung des Fehlers in Schritt S180 multipliziert Schritt S190 den Fehler mit Gewichtungskoeffizienten und verteilt die gewichteten Fehlerbezeichnungen auf nachfolgende Pixel.
  • In einem zweiten Interpolationsverfahren sind die modifizierten Pixelwerte P0i = Vi + ei und P1i = Vi+1 + ei. In 25 werden die Werte P0 und P1 für die zweite Version des Verfahrens der Fehlerverteilung mit hoher Adressierbarkeit dargestellt.
  • In 26 wird der Prozess dargestellt, der in der zweiten Interpolationsversion des Verfahrens der Fehlerverteilung mit hoher Adressierbarkeit genutzt wird. Wie in 24 wird das eingegebene modifizierte Videosignal bei Schritt S10 in N Subpixeleinheiten geteilt. Bei Schritt S200 werden die Werte für P0 und P1 berechnet wie oben dargestellt. Bei Schritt S210 werden die Werte Y und Z gleich 0 gesetzt, wobei Y die Anzahl von Subpixeln kennzeichnet, die EIN-zuschalten sind, und wobei Z den Adressierbarkeitsfaktor kennzeichnet. Bei Schritt S220 wird Z mit N verglichen, um zu bestimmen, ob alle Subpixel innerhalb der modifizierten Videosignale einem bewertenden Vergleichen mit einem Schwellenwert unterzogen wurden. Wenn bestimmt wird, dass noch Subpixel einem bewertenden Vergleichen mit einem Schwellenwert unterzogen werden müssen, setzt der Prozess zu Schritt S230 fort, wobei der nächste Subpixelwert berechnet wird.
  • Anschließend vergleicht Schritt S240 den berechneten Subpixelwert mit dem Grenzwert, nämlich 128. Wenn der Subpixelwert größer ist als der Grenzwert oder gleich diesem, versetzt Schritt S260 den Subpixelwert in den EIN-Zustand, und Schritt S270 inkrementiert den Wert Y, der die Anzahl von EIN-geschalteten Subpixeln anzeigt. Wenn jedoch der Subpixelwert geringer ist als 128, versetzt Schritt S250 den Subpixelwert in den AUS-Zustand.
  • Nach Abschluss des Schrittes S250 oder des Schrittes 270 setzt der Prozess mit Schritt S280 fort, wobei der Wert der hohen Adressierbarkeit Z inkrementiert wird. Diese Unterroutine wird wiederholt, bis alle Subpixelwerte innerhalb des modifizierten Videosignals mit dem Grenzwert verglichen wurden. Nach Abschluss des Vergleichens aller Subpixelwerte schreitet der Prozess zu Schritt S290 voran, wobei die Anzahl von Subpixeln im EIN-Zustand berechnet wird. Bei Schritt S300 wird der Fehler aus dem Grenzwert-Prozess berechnet, so dass der Wert die ursprüngliche geringere räumliche Auflösung darstellt. Bei der Berechnung des Fehlers multipliziert Schritt S310 den Fehler mit Gewichtungskoeffizienten und verteilt den Fehler auf nachfolgende Pixel.
  • Zum Bestimmen der EIN- oder AUS-Eigenschaften der Subpixel, wie oben beschrieben, werden die Subpixelwerte mit einer Anzahl von Vergleichsschritten verarbeitet. Ein Beispiel der tatsächlichen Architektur der zum Implementieren des hoch adressierbaren Fehlerverteilungsprozesses genutzten Schaltung wird im Folgenden diskutiert.
  • Die 1 bis 7 stellen die Berechnungsschritte dar, die zum Durchführen der Fehlerverteilung mit hoher Adressierbarkeit unter Nutzung eines bestimmten Interpolationsschemas erforderlich sind. Zuerst werden, wie in 1 dargestellt, die Pixelwerte Vi und Vi+1 erhalten. Die tatsächlichen Pixelwerte werden grafisch in 1 dargestellt, wobei der Pixelwert Vi den Pixelwert an der Subpixelposition 0 darstellt und der Pixelwert Vi+1 stellt den Pixelwert bei dem Subpixel N dar. In 1 erstrecken sich die Pixelwerte von 0 bis 255 und nutzen ein herkömmliches Acht-Bit-Datenwort, um den mehrstufigen Grauwert der zu verarbeitenden Bilddaten darzustellen. Es wird bemerkt, dass jeder Bereich genutzt werden kann, um den Graustufenwert der Bilddaten darzustellen; beispielsweise 0 bis 511, 0 bis 127 und dergleichen.
  • Nach dem Gewinnen der ersten Pixelwerte von Vi und Vi+1 wird eine verbreitete Fehlerkomponente ei (der kumulierte Fehler aus vorangegangenen Pixelbinarisierungsprozessen) zu den Pixelwerten Vi und Vi+1 addiert. Es wird bemerkt, dass die Fehlerkomponente ei aus zwei Komponenten eFIFO und eFB besteht, wobei eFIFO die summierte Fehlerkomponente ist, die in einem Zeilenpuffer gespeichert ist, und eFB ist die Rückkopplungs-Fehlerkomponente. Das Hinzufügen der Fehlerkomponente ei wird in 2 grafisch dargestellt.
  • Nach dem Addieren der verbreiteten Fehlerkomponente werden die interpolierten Subpixelwerte berechnet, wie in 3 dargestellt. So sind beispielsweise die interpolierten Subpixelwerte Bn = P0i + n(P1i – P0i)/N für n = 0 bis N – 1, wenn N der ausgewählte Kennwert der hohen Adressierbarkeit ist. Es wird bemerkt, dass der Wert P0i gleich Vi + ei ist und P1i ist gleich Vi+1 + ei.
  • Nach dem Berechnen der interpolierten Subpixelwerte wird jeder interpolierte Subpixelwert mit einer Grenzwertstufe verglichen. In dem in 4 dargestellten Beispiel beträgt der Grenzwert 128. Es wird bemerkt, dass dieser Grenzwert jeder Wert innerhalb des Bereiches der Bilddaten sein kann, abhängig von den gewünschten Ergebnissen. In diesem Beispiel ist jedes Subpixel, das einen Wert größer als oder gleich 128 besitzt, EIN-geschaltet.
  • Anschließend wird die gewünschte Ausgabe (P0i + P1i)/2 berechnet. Dieses Berechnen der gewünschten Ausgabe wird in 5 grafisch dargestellt. Nach dem Berechnen der gewünschten Ausgabe wird die tatsächliche Ausgabe berechnet. In diesem Beispiel ist die tatsächliche Ausgabe gleich n·255/N, wobei n die Anzahl von Subpixeln ist, die als Ergebnis des in 10 dargestellten Vergleiches EIN-geschaltet wurden. Eine grafische Darstellung der berechneten tatsächlichen Ausgabe wird in 6 dargestellt. Sobald die gewünschte Ausgabe und die tatsächliche Ausgabe berechnet wurden, berechnet das Fehlerverteilungsverfahren den Fehler, der auf nachfolgende Werte fortgepflanzt werden soll. Dieser Fehler wird als die gewünschte Ausgabe minus die tatsächliche Ausgabe berechnet. Eine grafische Darstellung dieser Berechnung wird in 7 dargestellt.
  • Wie in 7 dargestellt, wird berechnet, dass der Fehler ei+1 = (P0i + P1i)/2 – (n·255/N) ist. In dieser Instanz stellt der Fehler ei+1 den Fehler aus dem vorliegenden Binarisierungsprozess dar. Wie bei allen herkömmlichen Fehlerverteilungsprozessen wird der Fehler aus dem Binarisierungsprozess auf nachfolgende Pixel verteilt. Das Verteilen des Fehlers ei+1 auf nachfolgende Pixel wird in 8 dargestellt. In diesem Beispiel nutzt die Fehlerverteilung eine Reihe von Fehlerverteilungskoeffizienten, die eine schnelle Verarbeitung durch einfache Bitverschiebung zulassen.
  • In 8 wird das Verteilungsschema dargestellt, das jedem Pixelstandort zugeordnet ist.
  • In 9 wird das gerasterte Eingabevideosignal geteilt und in dem Signalspeicher 101 gespeichert, um somit die gerasterten Pixelwerte V0i und V1i zu erzeugen. V0i stellt das gespeicherte gerasterte Eingabevideosignal V1i dar, wie oben erwähnt, und V0i stellt den gerasterten Pixelwert dar, der dem gerasterten Pixelwert V1i in derselben Abtastlinie vorangeht. Der gerasterte Pixelwert V0i wird zusammen mit der Fehlerkomponente ei in eine Addiereinrichtung 103 eingegeben. Darüber hinaus wird die Fehlerkomponente ei zusammen mit dem gerasterten Eingabevideosignal V1i in eine Addiereinrichtung 105 eingegeben. Die Addiereinrichtung 103 erzeugt ein Ausgabesignal P0i, das in eine Zweier-Komplementschaltung 107 eingegeben wird, um einen negativen P0i zu erzeugen. Der negative P0i wird zusammen mit dem Wert P1i in eine Addiereinrichtung 109 eingegeben, um den Wert von P1i – P0i zu erzeugen. Der negative P0i wird darüber hinaus in eine Addiereinrichtung 111 eingegeben und wird zu dem Grenzwert addiert. In diesem Beispiel beträgt der Grenzwert 128.
  • Die Summe aus der Addiereinrichtung 111 wird in den Multiplikator 115 eingegeben, so dass der Wert (128 – P0i) mit dem Wert des Kennwertes der hohen Adressierbarkeit N multipliziert werden kann. Das daraus resultierende Produkt wird anschließend von einer Dividierschaltung 117 durch die Summe aus der Addiereinrichtung 109 geteilt. Der daraus resultierende Quotient wird in einen Decodierer 119 eingegeben. Die tatsächliche Funktion des Decodierers 119 wird in 10 grafisch dargestellt.
  • Spezifischer bestimmt der Decodierer 119, wie in 10 dargestellt, den Schnittpunkt der Linie P0i/P1i und des Wertes 128. Aus der Bestimmung dieses Schnittpunktes bestimmt der Decodierer 119 die Anzahl von Subpixeln n, die EIN-geschaltet sind. Die Ergebnisse aus dem Decodierer 119 werden als binarisierte Ausgabe einem Druckmodul sowie einem Multiplikator 121 zugeführt. Der Multiplikator 121 multipliziert die Ausgabe aus dem Decodierer 119 mit dem Wert (–255/N). Das Produkt des Multiplikators 121 wird in der Addiereinrichtung 123 zu einer Summe addiert, die von einer Addiereinrichtung 113 erzeugt wurde. Die Addiereinrichtung 113 addiert die Werte P0i und P11, um den Wert P1i + P0i zu erzeugen.
  • Die Ergebnisse der Addiereinrichtung 123 stellen die Fehlerkomponente ei+1 dar, die einer einfachen Bit-Verschiebungsschaltung 125 zugeführt wird, um verschiedene Fehlerwerte zu erzeugen, die in dem Verteilungsprozess genutzt werden. Die von der Bit-Verschiebungsschaltung 125 erzeugten Fehlerwerte werden in eine Fehlerverteilungsschaltung 127 eingegeben, wobei die eine Hälfte ErrB des Fehlers auf das anschließende Pixel in derselben Abtastlinie verteilt wird und die andere Hälfte ErrA des Fehlers wird auf verschiedene Pixel in der anschließenden Abtastlinie gemäß dem Gewichtungskoeffizienten verteilt, der in der Fehlerverteilungsschaltung 127 aufgebaut wurde.
  • In 11 werden zwei parallele Berechnungen dargestellt, die durchgeführt werden können. Insbesondere wird in 11 dargestellt, dass die gerasterten Pixelwerte Vi und Vi+1 parallel zu dem Beginn der Berechnung der gewünschten Ausgabe für ein einzelnes Subpixel erhalten werden, wobei die gewünschte Ausgabe berechnet wird, ohne die verbreiteten Fehlerkomponenten eFIFO oder eFB einzuschließen.
  • Nachdem diese parallelen Berechnungen abgeschlossen sind, können interpolierte Subpixelwerte auf dieselbe Weise, wie in 3 dargestellt, berechnet werden. Parallel zu dieser Berechnung der interpolierten Subpixelwerte Wirt jedoch weiterhin die gewünschte Ausgabe berechnet, indem die Fehlerkomponente eFIFO addiert wird. Dies wird in 12 grafisch dargestellt.
  • Anschließend wird die Fehlerkomponente eFIFO zu den gerasterten Pixelwerten Vi sowie Vi+1 und den interpolierten Subpixeln addiert, wie in 13 dargestellt.
  • Gleichzeitig (parallel dazu) werden alle möglichen tatsächlichen Subpixelausgaben von der gewünschten Ausgabe subtrahiert, ohne dabei die verbreitete Fehlerkomponente eFB einzuschließen. Mit anderen Worten, es werden N mögliche tatsächliche Subpixelausgaben von der in 12 berechneten gewünschten Ausgabe subtrahiert, um N mögliche Fehlerausgaben ep zu erzeugen (die gewünschte Ausgabe minus die tatsächliche Ausgabe ist gleich dem Fehler er). Die in 13 dargestellten Berechnungen werden parallel zu den in 14 dargestellten Berechnungen durchgeführt.
  • Die Fehlerkomponente eFB wird zu den gerasterten Pixelwerten Vi, Vi+1 sowie zu den verschiedenen interpolierten Subpixelwerten addiert, wie in 15 dargestellt. Gleichzeitig mit dem Addieren der zurückgeführten Fehlerkomponente eFB in 15 wird die Fehlerkomponente eFB zu allen möglichen gewünschten Subpixelausgaben addiert, wie in 16 dargestellt. Mit anderen Worten, die Fehlerkomponente eFB wird individuell zu allen N Fehlerergebnissen (ep) addiert, die aus den in 14 gezeigten Berechnungen stammen.
  • Nach dem Abschließen dieser parallelen Berechnungen umfasst der anschließende Schritt die Berechnungen, die in den 17, 18 und 19 dargestellt werden. In diesem anschließenden Schritt wird jeder interpolierte Subpixelwert mit einem Grenzwert von 128 verglichen, und diejenigen Subpixel mit einem Wert größer als der oder gleich dem Grenzwert werden EIN-geschaltet. Dieser Prozess wird in den 17 und 18 grafisch dargestellt, wobei 17 den Vergleich der interpolierten Subpixelwerte mit den Grenzwerten darstellt, und 18 stellt das EIN-Schalten der Subpixel dar, die einen Wert größer als der Grenzwert oder gleich diesem besitzen.
  • Da alle möglichen Fehlerwerte als ein Ergebnis der in 16 dargestellten Berechnungen gleichzeitig verfügbar gemacht wurden, kann nun der Fehler, der fortgepflanzt werden soll, unmittelbar ausgewählt werden; das heißt, über einen Multiplexer und auf Basis der Anzahl von Subpixeln, die EIN-geschaltet sind. Mit anderen Worten, in 19 wird der ordnungsgemäß ausgewählte Fehlerwert aus den verschiedenen gleichzeitig verfügbaren Fehlerwerten dargestellt, die durch die in 16 dargestellten Berechnungen erzeugt wurden. Der ausgewählte Fehlerwert wird anschließend auf nachfolgende Pixel verteilt, hierzu wird ein beliebiges herkömmliches Fehlerverteilungsverfah ren genutzt. Der Fehler kann mit den oben diskutierten Fehlerverteilungskoeffizienten auf nachfolgende Pixel verteilt werden.
  • In 20 wird ein Funktionsblockdiagramm einer Fehlerverteilungsschaltung mit hoher Adressierbarkeit mit parallelen Leitungen dargestellt. In 20 wird das Eingabevideosignal in eine Fehlerberechnungsschaltung 1 und eine Videomodifikationsschaltung 3 eingegeben. Die Fehlerkomponenten eFIFO(ErrB) und eFB(ErrA) werden außerdem in die Fehlerberechnungsschaltung 1 eingegeben. Die Fehlerberechnungsschaltung berechnet alle verschiedenen möglichen Fehlerwerte, die aus dem aktuell auftretenden Binarisierungsprozess resultieren können. Die Auswahl des richtigen, von der Fehlerberechnungsschaltung 1 auszugebenden Fehlers basiert auf dem empfangenen Fehlerauswahlsignal, das im Folgenden ausführlicher diskutiert wird.
  • Der von der Fehlerberechnungsschaltung 1 ausgewählte Fehlerwert wird in eine Koeffizientenmatrixschaltung 5 eingegeben, die den Fehler basierend auf einer Reihe von Gewichtungskoeffizienten verteilt, dies kann jeder beliebige geeignete Koeffizient sein, wie oben beschrieben. Die Koeffizientenmatrixschaltung 5 unterteilt die Fehlerwerte in die zwei Komponenten eFIFO(ErrB) und eFB(ErrA). Wie bereits bemerkt, wird der Rückkopplungsfehler, ErrA, von der Koeffizientenmatrixschaltung 5 erneut in die Videomodifikationsschaltung 3 und die Fehlerberechnungsschaltung 1 eingegeben. Die Videomodifikationsschaltung 3 empfängt darüber hinaus den Fehler ErrB von dem Zwischenspeicher 9.
  • Die Videomodifikationsschaltung 3 erzeugt die interpolierten Subpixelwerte für das Fehlerverteilungsverfahren mit hoher Adressierbarkeit, wobei die interpolierten Subpixelwerte zusammen mit einem Grenzwert in die Binarisierungsschaltung 7 eingegeben werden.
  • Der Grenzwert kann 128 sein. Es wird jedoch bemerkt, dass dieser Grenzwert jeden beliebigen Wert haben kann.
  • Die Binarisierungsschaltung 7 binarisiert die eingegebenen Videodaten, um binarisierte Bilddaten für die Verwendung durch eine Bildwiedergabevorrichtung auszugeben. Die Binarisierungsschaltung 7 erzeugt darüber hinaus das Fehlerauswahlsignal, das von der Fehlerberechnungsschaltung 1 genutzt wird, um den korrekten Fehlerwert auszuwählen, der in die Koeffizientenmatrixschaltung 5 eingegeben werden muss. Dieses Fehlerauswahlsignal stellt die Anzahl interpolierter Subpixel dar, die während des Binarisierungsprozesses EIN-geschaltet sind. Somit kann die Fehlerberechnungsschaltung 1 einen Multiplexer enthalten, um diese Auswahl zu treffen. Wie in 20 dargestellt, ist die Fehlerberechnungsschaltung 1 parallel zu der Videomodifikationsschaltung 3 und der Binarisierungsschaltung 7.
  • In 21 wird ein ausführliches Blockdiagramm der Schaltung einer anderen Ausführungsform einer hoch adressierbaren Fehlerverteilung dargestellt. Wie in 21 dargestellt, werden viele Berechnungen, wie vorstehend im Hinblick auf die 11 bis 19 beschrieben, parallel durchgeführt.
  • Die Pixelwerte Vi und Vi+1 werden durch die Nutzung eines Signalspeichers 205 erhalten, der die Videosignale speichert, so dass zwei angrenzende Fast-Scan-Pixel für die Verarbeitung verfügbar sind. Die Pixelwerte Vi und Vi+1 werden in der Addiereinrichtung 206 addiert und die Summe wird von der Divisionseinrichtung 207 durch zwei geteilt. Das Ergebnis der Divisionseinrichtung 207 wird mit der Fehlerbezeichnung eFIFO in die Addiereinrichtung 208 eingegeben. Die Summe stellt die gewünschte Ausgabe an den Drucker dar.
  • Parallel zu dem oben beschriebenen Prozess erzeugt eine Schaltung zum Erzeugen einer tatsächlichen Ausgabe 200 auf Basis des Kennwertes der hohen Adressierbarkeit alle möglichen Ausgaben an den Drucker. Es wird bemerkt, dass diese Werte negativ sind, da eine Addiereinrichtung für Subtraktionsoperationen genutzt wird. Wenn der Kennwert der hohen Adressierbarkeit N ist, werden N mögliche tatsächliche Ausgaben erzeugt. Darüber hinaus erzeugt eine Subpixelschaltung 209 parallel zu dem oben beschriebenen Prozess alle interpolierten Subpixel auf Basis der Pixelwerte Vi und Vi+1.
  • Anschließend wird die Fehlerkomponente eFIFO von der Addiereinrichtung 210 zu jedem der interpolierten Subpixel addiert. Gleichzeitig (parallel dazu) wird jede mögliche tatsächliche Ausgabe (negative Werte) durch die Addiereinrichtung 201 individuell zu der gewünschten Ausgabe aus der Addiereinrichtung 208 addiert. Mit anderen Worten, es werden N mögliche tatsächliche Subpixelausgaben von der gewünschten Ausgabe subtrahiert, um N mögliche Fehlerausgaben zu erzeugen.
  • In den Addiereinrichtungen 211 und 202 wird eine Rückkopplungsfehlerbezeichnung eFB zu jeder Summierung der Addiereinrichtungen 210 beziehungsweise 201 addiert. Diese Berechnungen werden parallel durchgeführt. Nach dem Abschließen dieser parallelen Berechnungen wird in der Grenzwertschaltung 212 jedes interpolierte Subpixel aus der Addiereinrichtung 211 mit einem Grenzwert verglichen. Subpixel mit einem Wert, der größer ist als der Grenzwert oder gleich diesem, werden EIN-geschaltet. Die Grenzwertschaltung 212 gibt eine Anzahl aus, die die EIN-geschaltete Anzahl von Subpixeln darstellt. Diese Informationen werden in eine Decodierer-Logikschaltung 213 eingegeben, die eine an einen Drucker (nicht dargestellt) zu sendende binäre Ausgabe davon erzeugt.
  • Darüber hinaus werden die Fehlerbezeichnungen aus der Addiereinrichtung 202 in einen Multiplexer 203 eingegeben, der auswählt, welche Fehlerbezeichnung auf nachfolgende Pixel fortzupflanzen ist. Die Fehlerbezeichnung wird auf Basis eines von der Decodierer-Logikschaltung 213 empfangenen Steuersignals ausgewählt. Die ausgewählte Fehlerbezeichnung wird in eine Verteilungsschaltung 204 eingegeben, die den anschließenden Rückkopplungsfehler eFB und den Fehler eFIFO erzeugt, der in einem Zwischenspeicher für eine Nutzung bei der Verarbeitung der anschließenden Abtastlinie gespeichert wird.
  • Wie oben bemerkt, können diese hoch adressierbaren Fehlerverteilungsschaltungen isolierte Subpixel erzeugen, die von dem angehängten Drucksystem möglicherweise nicht gedruckt werden können. Somit schlägt die vorliegende Erfindung zwei Ansätze vor, um das Durchleiten von isolierten Subpixeln an das Drucksystem zu verhindern.
  • Der erste Ansatz besteht darin, dem Fehlerverteilungsprozess Einschränkungen aufzuerlegen, indem bestimmte Zustände nicht zugelassen werden, die ein isoliertes Subpixel erzeugen würden. Die nicht zugelassenen Zustände werden von dem Bitausgabemuster des vorangegangenen Pixels bestimmt.
  • Ein Beispiel dieses Ansatzes wird diskutiert, hierzu wird ein System mit zwei hoch adressierbaren Bits in der Fast-Scan-Richtung genutzt. In diesem System werden für jeden Standort pro eingegebenes Pixel zwei Ausgabebits erzeugt. Angenommen, das vorangegangene Pixel besitzt das Ausgabebitmuster „01 ". Die vorliegende Erfindung würde die Bitausgabemuster „00" und „01" als nicht zugelassenene Zustände für das vorliegende Pixel zuweisen, da das verkettete Muster (kombinierte Muster des vorangegangenen Zustandes und des vorliegenden Zustandes) „0100" und „0101" ein isoliertes Subpixel (das zweite Bit von links für die beiden verketteten Muster) enthalten würde.
  • Obwohl dieser Ansatz für viele Systeme gilt, in denen Echtzeit kein Kriterium ist, beispielsweise bei Bildsystemen, die Software zur Fehlerverteilung einsetzen, oder bei Systemen, bei denen die Pixelrate nicht sehr hoch ist, kann in einem System, das mehr als 50 Millionen Pixel pro Sekunde verarbeitet, die Fähigkeit zum Überprüfen auf nicht zugelassene Zustände nicht in einer Echtzeit-Implementierung umgesetzt werden. Somit nutzt der zweite Ansatz der vorliegenden Erfindung einen anschließenden Fehlerverteilungsprozess, der die Erzeugung einzelner isolierter Subpixel überprüft und korrigiert, indem er den eingehenden Bitstrom manipuliert und die von dem Fehlerverteilungsprozess erzeugten Fehler modifiziert. Dieser Prozess nimmt Eingriffe an dem von dem Fehlerverteilungsprozess ausgegebenen Datenstrom vor.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Manipulation des eingehenden Bitstroms durch die Nutzung eines morphologischen Filters gelöst, der als ein Zustandsautomat implementiert ist. Der Zustandsautomat nutzt das fehlerverteilte Subpixelmuster für ein eingegebenes Pixel und das fehlerverteilte Subpixelmuster für den aktuellen Zustand, um eine korrigierte Subpixelmusterausgabe sowie das anschließende Zustandsmuster auszugeben. Ein derartiger Zustandsautomat wird in 27 dargestellt.
  • Wie in 27 dargestellt, wird das fehlerverteilte Subpixelmuster des aktuellen Zustandes in die Logikschaltungen 21 und 22 eingegeben, die darüber hinaus das fehlerverteilte Subpixelmuster für ein bestimmtes Pixel von der Verzögerungseinheit 23 erhalten. Die Logikschaltung 22 gibt das korrigierte Subpixelmuster auf Basis des Bitmusters des aktuellen Zustandes und des fehlerverteilten Bitmusters für das eingegebene Pixel aus. Andererseits gibt die Logikschaltung 21 das Subpixelmuster des nächsten Zustan des auf Basis des Bitmusters des aktuellen Zustandes und des fehlerverteilten Bitmusters für das eingegebene Pixel aus. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugen die Logikschaltungen 21 und 22 die Ausgabemuster gemäß den Tabellen 1 beziehungsweise 2, wie im Folgenden dargestellt. Tabelle 3 im Folgenden stellt den Gesamt-Filteraspekt des in 27 dargestellten Zustandsautomaten dar. Die Tabellen im Folgenden stellen Beispiele für ein Drucksystem mit einem Kennwert der hohen Adressierbarkeit von 2 dar. Tabelle 1
    BITMUSTER DES AKTUELLEN ZUSTANDES Z(i) BITMUSTER Vin(i, k) DES EINGEGEBENEN PIXELS BITMUSTER DES NACHSTEN ZUSTANDES Z(i+1)
    00 00 00
    00 01 01
    00 10 01
    00 11 11
    01 00 00
    01 01 11
    01 10 10
    01 11 11
    10 00 00
    10 01 01
    10 10 00
    10 11 11
    11 00 00
    11 01 10
    11 10 10
    11 11 11
    Tabelle 2
    BITMUSTER DES AKTUELLEN ZUSTANDES Z(i) BITMUSTER Vin(i, k) DES EINGEGEBENEN PIXELS AUSGABEBITMUSTER Vout(i + 1, k)
    00 00 00
    00 01 00
    00 10 00
    00 11 00
    01 00 00
    01 01 00
    01 10 01
    01 11 01
    10 00 10
    10 01 10
    10 10 11
    10 11 11
    11 00 11
    11 01 11
    11 10 11
    11 11 11
    Tabelle 3
    BITMUSTER DES AKTUELLEN ZUSTANDES Z(i) BITMUSTER Vin(i, k) DES EINGEGEBENEN PIXELS) AUSGABEBITMUSTER Vout(i + 1, k) BITMUSTER DES NÄCHSTEN ZUSTANDES Z(i + 1)
    00 00 00 00
    00 01 00 01
    00 10 00 01
    00 11 00 11
    01 00 00 00
    01 01 00 11
    01 10 01 10
    01 11 01 11
    10 00 10 00
    10 01 10 01
    10 10 11 00
    10 11 11 11
    11 00 11 00
    11 01 11 10
    11 10 11 10
    11 11 11 11
  • Eine Möglichkeit, das Filter 20 aus 27 zu betrachten, besteht darin, den Zustand Z(i) als eine Zwischenausgabe zu betrachten. Er ist das, was die anschließende Ausgabe, Vout(i + 1), werden wird, wenn das verkettete Pixelmuster C(i,k) = (Vin(i, k), Z(i)) keine isolierten Subpixel enthält. Genauer gesagt, wenn keine isolierten Subpixel in dem Fehlerverteilungsstrom entdeckt werden, bleibt die Ausgabe unverändert von der Eingabe.
  • An Mustern, die keine isolierten Subpixel enthalten, werden keine Korrekturen vorgenommen.
  • Wird ein einzelnes Subpixel in dem verketteten Pixelmuster C(i, k) entdeckt, wird entweder das anschließende Ausgabepixel oder der anschließende Zwischenzustand geändert, um das isolierte Subpixel zu eliminieren. Es wird bemerkt, wenn sich der Zwischenzustand ändert, dass sich die Änderung auf alle zukünftigen Eingaben fortsetzt, da das Zustandsautomat-Filter eine Rückkopplungsschleife ist. Es ist daher vorteilhaft, wenn möglich, das einzelne Subpixel zu eliminieren, indem der Ausgabezustand geändert wird, da dies dazu neigt, alle Änderungen in dem Ausgabemuster zu verorten.
  • Ein Beispiel für diesen Prozess des Eliminierens isolierter Subpixel ist in 31 darge stellt. Das in 31 dargestellte Beispiel bezieht sich auf eine Situation, in der der Kennwert der hohen Adressierbarkeit drei beträgt; das heißt, es werden für jedes ursprüngliche Bilddaten-Pixel drei Bilddaten-Subpixel erzeugt. Darüber hinaus stellt jedes waagerechte Oval in 31 einen Punkt in der Zeit für das Verarbeiten eines Bilddaten-Pixels dar.
  • Wie in 31 in dem Oval 300 dargestellt, wird das drei Subpixel enthaltende Bitmuster (111) für Pixel(N-1) mit dem drei Subpixel enthaltenden Bitmuster (000) für Pixel(N) verglichen. Aus diesem Vergleich bei Oval 301 gibt eine Subpixel-Eliminierungsschaltung ein Subpixel-Bitmuster (111) aus, das dem Pixel(N-1) entspricht, und verschiebt (speichert) das Subpixel-Bitmuster (000), das dem Pixel(N) entspricht, so, dass dieses für den anschließenden Vergleich verfügbar ist. Bei Oval 302 wird das Subpixel-Bitmuster (100) für Pixel(N+1) empfangen und mit dem Subpixel-Bitmuster (000) für Pixel(N) verglichen. Anschließend gibt bei Oval 303 die Subpixel-Eliminierungsschaltung ein Subpixel-Bitmuster (000) aus, das dem Pixel(N)entspricht, ändert das Subpixel-Bitmuster für Pixel(N+1) in (110), um das isolierte Subpixel zu eliminieren (das erste Subpixel in dem Bitmuster für Pixel(N+1), und verschiebt (speichert) das neue Subpixel-Bitmuster (110), das dem Pixel(N+1) entspricht, so, dass es für den anschließenden Vergleich verfügbar ist.
  • Bei Oval 304 wird das neue Subpixel-Bitmuster (110) für Pixel(N+1) mit dem empfangenen Subpixelbitmuster (110) für Pixel(N+2) verglichen. Aus diesem Vergleich gibt bei Oval 305 die Subpixel-Eliminierungsschaltung ein Subpixel-Bitmuster (111) aus, das dem Pixel(N+1) entspricht, ändert das Subpixel-Bitmuster für Pixel(N+2) in (100), um das isolierte Subpixel zu eliminieren (das letzte Subpixel in dem Bitmuster für Pixel(N+1)), und verschiebt (speichert) das neue Subpixel-Bitmuster (100), das dem Pixel(N+2) entspricht, so, dass es für den anschließenden Vergleich verfügbar ist. Bei Oval 306 wird das Subpixel-Bitmuster (001) für Pixel(N+3) empfangen und mit dem Subpixel-Bitmuster (100) für Pixel(N+2) verglichen. Anschließend gibt bei Oval 307 eine Subpixel-Eliminierungsschaltung ein Subpixel-Bitmuster (100) aus, das dem Pixel(N+2) entspricht, und verschiebt (speichert) das Subpixel-Bitmuster (001), das dem Pixel(N+3) entspricht, so, dass dieses für den anschließenden Vergleich verfügbar ist.
  • Bei Oval 308 wird das Subpixel-Bitmuster (001) für Pixel(N+3) empfangen und mit dem Subpixel-Bitmuster (001) für Pixel(N+4) verglichen. Aus diesem Vergleich gibt bei Oval 309 die Subpixel-Eliminierungsschaltung ein neues Subpixel-Bitmuster (000) aus, das dem Pixel(N+3) entspricht, ändert das
    Subpixel-Bitmuster für Pixel(N+4) in (011), um das isolierte Subpixel zu eliminieren (das letzte Subpixel in dem Bitmuster für Pixel(N+3)), und verschiebt (speichert) das neue Subpixel-Bitmuster (011), das dem Pixel(N+4) entspricht, so, dass es für den anschließenden Vergleich verfügbar ist. Bei Oval 310 wird das Subpixel-Bitmuster (011) für Pixel(N+5) empfangen und mit dem Subpixel-Bitmuster (011) für Pixel(N+4) verglichen. Anschließend gibt bei Oval 311 die Subpixel-Eliminierungsschaltung ein neues Subpixel-Bitmuster (001) aus, das dem Pixel(N+4) entspricht, ändert das Subpixel-Bitmuster für Pixel(N+5) in (111), um das isolierte Subpixel zu eliminieren (das erste Subpixel in dem Bitmuster für Pixel(N+5)), und verschiebt (speichert) das neue Subpixel-Bitmuster (111), das dem Pixel(N+5) entspricht, so, dass es für den anschließenden Vergleich verfügbar ist. Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis alle Pixel (Subpixelbitmuster) verarbeitet sind.
  • Der zweite Teil des Verfahrens beschäftigt sich mit dem Verändern des Fehlers, der in der Slow-Scan-Richtung verbreitet wird, um Änderungen Rechnung zu tragen, die am Ausgabebitmuster vorgenommen wurden. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Gesamtzahl schwarzer und weißer Subpixel durch den Subpixelmanipulationsprozess nicht verändert wird.
  • Wie bereits vorher festgestellt, ist in den meisten Drucksystemen nicht genug Zeit zum Ändern des Fehlerverteilungsprozesses vorhanden, um das Einschließen nicht zugelassener Zustände einzufügen. Darüber hinaus ist nicht genug Zeit vorhanden, um den Fehler, der in der Fast-Scan-Richtung fortgepflanzt wurde, zu modifizieren, da dies zu dem Zeitpunkt, wenn das Pixel-Ausgabemuster modifiziert worden ist, bereits genutzt wurde. Der an zukünftige Scanlinien weitergegebene Fehler (der Fehler, der in der Slow-Scan-Richtung verbreitet wird) kann jedoch variiert werden, da dies erst zu einem viel späteren Zeitpunkt benötigt wird. Dieses Weitergeben des Fehlers an Pixel in der Slow-Scan-Richtung erfolgt dort, wo Informationen hinsichtlich der Subpixelmanipulation in der weiteren Verarbeitung von Pixelinformationen berücksichtigt werden können.
  • Wie oben beschrieben, werden in einem typischen Fehlerverteilungsprozess eine eingegebene Graustufe sowie ein Ausgabepixelmuster zum Bestimmen des Fehlers, der gemäß einer Reihe von Gewichtungskoeffizienten auf zukünftige Pixel fortgepflanzt wird, genutzt. Gleichermaßen wird die Fehlerdifferenz zwischen dem fehlerverteilten erzeugten Bitmuster und dem Ausgabebitmuster nach der Subpixelmanipulation genutzt, um einen Fehler auf Pixel in der Slow-Scan-Richtung fortzupflanzen.
  • Als ein Beispiel für diesen Prozess wird angenommen, dass ein weißes Subpixel einen numerischen Wert Ws besitzt und dass ein schwarzes Subpixel einen numerischen Wert Bs besitzt. Wenn also ein einzelnes Pixel aus N weißen Subpixeln und M – N schwarzen Subpixeln besteht, wenn M eine Anzahl hoch adressierbarer Bits ist, besitzt das einzelne Pixel einen numerischen Wert (M·Bs + N·(Ws – Bs)). Wenn aufgrund der Manipulation, wie oben beschrieben, dieses Muster zu N + K weißen Pixeln und M – N – K schwarzen Subpixeln geändert wird, besitzt das einzelne Pixel einen neuen numerischen Wert (M·Bg + (N + K)·(Ws – Bs)). Diese Änderung des numerischen Wertes des einzelnen Pixels ist gleich K·(Ws – Bs). Ähnlich wie bei der herkömmlichen Fehlerverteilung ist der Fehler, der erzeugt wird, gleich der numerischen Differenz zwischen dem Eingabe- und dem Ausgabebitmuster. In der vorliegenden Erfindung ist der erzeugte Fehler gleich dem Subpixelfehler = K·(Bs – Ws), wobei K die Anzahl von Subpixeln in dem einzelnen Pixel ist, die von schwarz nach weiß geändert werden.
  • Dieser Fehler kann auf die anschließende Abtastlinie oder das Pixel in der Slow-Scan-Richtung mit jeder beliebigen Kombination von Gewichtungen fortgepflanzt werden, die in der Summe Eins ergeben. In einer bevorzugten Ausführungsform nutzt der Fehlerverteilungsprozess für den Prozess des Eliminierens isolierter Subpixel dieselbe Reihe von Slow-Scan-Koeffizientengewichtungen, die bereits von dem hoch adressierbaren Fehlerverteilungsprozess implementiert werden. Wenn diese Koeffizientengewichtungen genutzt werden, ist es möglich, den durch den herkömmlichen Fehlerverteilungsprozess fortgepflanzten Fehler mit der Fehlerkorrektur für Subpixelmanipulation zu kombinieren, wodurch das Bedürfnis nach zusätzlicher Hardware zum Implementieren des Prozesses verringert wird.
  • Es wird jedoch bemerkt, dass die Summe der Slow-Scan-Koeffizienten nicht eins ergibt, somit ist es notwendig, den Subpixelkorrekturfehler zu normalisieren, so dass der resultierende Fehler, der an die Pixel in der Slow-Scan-Richtung weitergegeben wird, unverändert bleibt. So wäre beispielsweise der in der Slow-Scan-Richtung weitergegebene Subpixelfehler gleich dem Subpixelfehler, dividiert durch die Summe der Slow-Scan-Koeffizienten.
  • Wenn der Fehler zusätzlich zu dem normalen, durch den Fehlerverteilungsprozess erzeugten Fehler in der Slow-Scan-Richtung fortgepflanzt wird, bleibt die Gesamtanzahl schwarzer und weißer Subpixel identisch. Mit anderen Worten, die durchschnittliche Graustufe wird durch dieses Verfahren nicht geändert.
  • In 30 wird ein einfaches Ablaufdiagramm dargestellt, das einen Prozess des Eliminierens isolierter Subpixel darstellt. Wie in 30 dargestellt, eliminiert Schritt S401 jedes isolierte Subpixel und nutzt dazu Filtern (Logik) wie oben beschrieben, ändert die binäre Ausgabe gemäß dieser Eliminierung und bestimmt die Anzahl von Subpixeln, die von weiß nach schwarz oder von schwarz nach weiß geändert wurden. Anschließend berechnet Schritt S402 den Fehler, der sich aus der Routine des Eliminierens isolierter Subpixel ergibt, indem die Anzahl von Subpixeln, die von weiß nach schwarz oder von schwarz nach weiß geändert wurden, mit der Differenz zwischen einem weißen Subpixelwert und einem schwarzen Subpixelwert multipliziert wird. Schließlich verteilt Schritt S403 den Fehler auf Slow-Scan-Pixelpositionen in einem FIFO-Zwischenspeicher.
  • In 28 wird ein Blockdiagramm zum Durchführen des Prozesses des Eliminierens isolierter Subpixel dargestellt. In 28 wird das Eingabevideosignal in eine Fehierberechnungsschaltung 1 und eine Videomodifikationsschaltung 3 eingegeben. Die Fehlerkomponenten eFIFO(ErrB) und eFB(ErrA) werden ebenfalls in die Fehlerberechnungsschaltung 1 eingegeben. Die Fehlerberechnungsschaltung 1 berechnet alle verschiedenen möglichen Fehlerwerte, die aus dem aktuell auftretenden Binarisierungsprozess resultieren können. Die Auswahl des richtigen, von der Fehlerberechnungsschaltung 1 auszugebenden Fehlers basiert auf dem empfangenen Fehlerauswahlsignal, das im Folgenden ausführlicher diskutiert wird.
  • Der von der Fehlerberechnungsschaltung 1 ausgewählte Fehlerwert wird in eine Koeffi zientenmatrixschaltung 5 eingegeben, die den Fehler basierend auf einer Reihe von Gewichtungskoeffizienten verteilt. Die Koeffizientenmatrixschaltung 5 unterteilt die Fehlerwerte in die zwei Komponenten eFIFO(ErrB) und eFB(ErrA). Wie bereits bemerkt, wird der Rückkopplungsfehler, ErrA, von der Koeffizientenmatrixschaltung 5 erneut in die Videomodifikationsschaltung 3 und die Fehlerberechnungsschaltung 1 eingegeben. Die Videomodifikationsschaltung 3 empfängt darüber hinaus den Fehler ErrB von dem Zwischenspeicher 9.
  • Die Videomodifikationsschaltung 3 erzeugt die interpolierten Subpixelwerte für das Fehlerverteilungsverfahren mit hoher Adressierbarkeit, wobei die interpolierten Subpixelwerte zusammen mit einem Grenzwert in die Binarisierungsschaltung 7 eingegeben werden. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der Grenzwert 128. Es wird jedoch bemerkt, dass dieser Grenzwert jeden beliebigen Wert haben kann.
  • Die Binarisierungsschaltung 7 binarisiert die eingegebenen Videodaten, um binarisierte Bilddaten auszugeben, die in eine Eliminierungsschaltung für einzelne Subpixel 20 und eine Schaltung für die Änderung der Anzahl der Subpixel 23 einzugeben sind. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Eliminierungsschaltung für einzelne Subpixel 20 der in 27 dargestellte Zustandsautomat.
  • Die Eliminierungsschaltung für einzelne Subpixel 20 gibt die Bilddaten für eine Nutzung durch eine Bilddarstellungsvorrichtung und die Schaltung für die Änderung der Anzahl der Subpixel 23 aus. Die Schaltung für die Änderung der Anzahl der Subpixel 23 bestimmt die Anzahl der Subpixel-Zustandsänderungen durch Vergleichen der in die Eliminierungsschaltung für einzelne Subpixel 20 eingegebenen Bilddaten und der von der Eliminierungsschaltung für einzelne Subpixel 20 erzeugten Bilddaten. Dieser Wert wird in einen Multiplikator 24 eingegeben, der den geänderten numerischen Wert mit einem Differenzwert multipliziert, der gleich einer Differenz zwischen einem weißen Subpixelwert und einem schwarzen Subpixelwert ist, um einen Subpixelfehlerwert zu erzeugen. Der Subpixelfehlerwert wird zusammen mit dem Slow-Scan-Fehler aus der Koeffizientenmatrixschaltung 5 in die Slow-Scan-Fehleranpassungsschaltung 25 eingegeben, und die Slow-Scan-Fehleranpassungsschaltung 25 verteilt Slow-Scan-Fehler gemäß dem Prozess, wie oben beschrieben, über einen FIFO-Zwischenspeicher 9 auf angrenzende Pixel.
  • Die Binarisierungsschaltung 7 erzeugt darüber das Fehlerauswahlsignal, das von der Fehlerberechnungsschaltung 1 genutzt wird, um den korrekten Fehlerwert auszuwählen, der in die Koeffizientenmatrixschaltung 5 eingegeben werden muss 5. Dieses Fehlerauswahlsignal stellt die Anzahl interpolierter Subpixel dar, die während des Binarisierungsprozesses EIN-geschaltet sind. Somit kann die Fehlerberechnungsschaltung 1 einen Multiplexer enthalten, um diese Auswahl zu treffen. Wie in 20 dargestellt, ist die Fehlerberechnungsschaltung 1 parallel zu der Videomodifikationsschaltung 3 und der Binarisierungsschaltung 7.
  • In 29 wird ein Blockdiagramm zum Durchführen des Prozesses des Eliminierens isolierter Subpixel gemäß einer anderen Ausführungsform dargestellt. Wie in 29 dargestellt, werden die Pixelwerte Vi und V1+i durch die Nutzung eines Signalspeichers 205 erhalten, der das Videosignal speichert, so dass zwei angrenzende Fast-Scan-Pixel für die Verarbeitung verfügbar sind. Die Pixelwerte Vi und Vi+1 werden in der Addiereinrichtung 206 addiert und die Summe wird von der Divisionseinrichtung 207 durch zwei geteilt. Das Ergebnis der Divisionseinrichtung 207 wird mit der Fehlerbezeichnung eFIFO in die Addiereinrichtung 208 eingegeben. Die Summe stellt die gewünschte Ausgabe an den Drucker dar.
  • Parallel zu dem oben beschriebenen Prozess erzeugt eine Schaltung zum Erzeugen einer tatsächlichen Ausgabe 200 auf Basis des Kennwertes der hohen Adressierbarkeit alle möglichen Ausgaben an den Drucker. Es wird bemerkt, dass diese Werte negativ sind, da eine Addiereinrichtung für Subtraktionsoperationen genutzt wird. Wenn der Kennwert der hohen Adressierbarkeit N ist, werden N mögliche tatsächliche Ausgaben erzeugt. Darüber hinaus erzeugt eine Subpixelschaltung 1 parallel zu dem oben beschriebenen Prozess alle interpolierten Subpixel auf Basis der Pixelwerte Vi und Vi+1.
  • Anschließend wird die Fehlerkomponente eFIFO von der Addiereinrichtung 210 zu jedem der interpolierten Subpixel addiert. Gleichzeitig (parallel dazu) wird jede mögliche tatsächliche Ausgabe (negative Werte) durch die Addiereinrichtung 201 individuell zu der gewünschten Ausgabe addiert. Mit anderen Worten, es werden N mögliche tatsächliche Subpixelausgaben von der gewünschten Ausgabe subtrahiert, um N mögliche Fehlerausgaben zu erzeugen.
  • In den Addiereinrichtungen 211 und 202 wird eine Rückkopplungsfehlerbezeichnung eFB zu jeder Summierung der Addiereinrichtungen 210 beziehungsweise 201 addiert. Diese Berechnungen werden parallel durchgeführt. Nach dem Abschließen dieser parallelen Berechnungen wird in der Grenzwertschaltung 212 jedes interpolierte Subpixel aus der Addiereinrichtung 211 mit einem Grenzwert verglichen. Subpixel mit einem Wert, der größer als der Grenzwert oder gleich diesem ist, werden EIN-geschaltet. Die Grenzwertschaltung 212 gibt eine Anzahl aus, die die Anzahl EIN-geschalteter Subpixel darstellt. Diese Informationen werden in eine Decodierer-Logikschaltung 213 eingegeben, die ein binäres Subpixel-Bitmuster daraus erzeugt, das in die Eliminierungsschaltung für einzelne Subpixel 20 und in die Schaltung für die Änderung der Anzahl der Subpixel 23 eingegeben wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Eliminierungsschaltung für einzelne Subpixel 20 der in 27 dargestellte Zustandsautomat.
  • Die Eliminierungsschaltung für einzelne Subpixel 20 gibt die Bilddaten für eine Nutzung durch eine Bilddarstellungsvorrichtung und die Schaltung für die Änderung der Anzahl der Subpixel 23 aus. Die Schaltung für die Änderung der Anzahl der Subpixel 23 bestimmt die Anzahl der Subpixel-Zustandsänderungen durch Vergleichen der in die Eliminierungsschaltung für einzelne Subpixel 20 eingegebenen Bilddaten und der von der Eliminierungsschaltung für einzelne Subpixel 20 erzeugten Bilddaten 20. Dieser Wert wird in einen Multiplikator 24 eingegeben, der den geänderten numerischen Wert mit einem Differenzwert multipliziert, der gleich einer Differenz zwischen einem weißen Subpixelwert und einem schwarzen Subpixelwert ist, um einen Subpixelfehlerwert zu erzeugen. Der Subpixelfehlerwert wird zusammen mit dem Slow-Scan-Fehler aus der Verteilungsschaltung 204 in die SIow-Scan-Fehieranpassungsschaitung 25 eingegeben, und die Slow-Scan-Fehleranpassungsschaltung 25 verteilt Slow-Scan-Fehler gemäß dem Prozess wie oben beschrieben zum Senden an einen Drucker (nicht dargestellt) auf angrenzende Pixel über einen FIFO-Zwischenspeicher (nicht dargestellt).
  • Darüber hinaus werden die Fehlerbezeichnungen aus der Addiereinrichtung 202 in einen Multiplexer 203 eingegeben, der auswählt, welche Fehlerbezeichnung auf nachfolgende Pixel fortzupflanzen ist. Die Fehlerbezeichnung wird auf Basis eines von der Decodierer-Logikschaltung 213 empfangenen Steuersignals ausgewählt. Die ausgewählte Fehlerbezeichnung wird in eine Verteilungsschaltung 204 eingegeben, die den anschließenden Rückkopplungsfehler und den Fehler erzeugt, der an die Slow-Scan-Fehleranpassungsschaltung 25 zu senden ist, um für eine Nutzung bei der Verarbeitung der anschließenden Abtastlinie an den FIFO-Zwischenspeicher weitergeleitet zu werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung ausführhlich oben beschrieben wurde, können verschiedene Modifikationen implementiert werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. So wurde beispielsweise eine Ausführungsform hinsichtlich eines Drucksystems beschrieben; das Verfahren kann jedoch auch einfach in einem Anzeigesystem implementiert werden. Darüber hinaus kann das Fehlerverteilungsverfahren mit hoher Adressierbarkeit einfach in einem ASIC, einer programmierbaren Gatteranordnung oder in Software implementiert werden, wodurch das Implementieren dieses Prozesses in einem Scanner, einem elektronischen Untersystem, einem Drucker oder einer Anzeigevorrichtung ermöglicht wird.
  • Die oben beschriebenen Implementierungen nutzen einige Parallelismen, die Verfahren sind jedoch ebenfalls einfach in einer vollständigeren seriellen Implementierung oder einer vollständigeren parallelen Implementierung anwendbar.
  • Darüber hinaus wurden verschiedene Beispiele in Bezug auf einen Videobereich zwischen 0 und 255 beschrieben. Es wird jedoch in Erwägung gezogen, dass der Videobereich jeder geeignete Bereich sein kann, mit dem die Graustufe des zu verarbeitenden Pixels beschrieben werden kann. Darüber hinaus sind die Verfahren einfach auf jedes beliebige Darstellungssystem anwendbar, dies muss nicht notwendigerweise eine binäre Ausgabevorrichtung sein. Es wird in Erwägung gezogen, dass die Konzepte leicht auf einen vierstufigen Ausgabeanschluss oder höher anwendbar sind.
  • Schließlich wurden Verfahren hinsichtlich einer monochromen oder Schwarzweiß- Umgebung beschrieben. Die Konzepte sind jedoch ebenfalls leicht auf eine Farbumgebung anwendbar. Der hoch adressierbare Fehlerverteilungsprozess kann nämlich auf jeden Farbraumwert angewendet werden, der das Farbpixel darstellt.
  • Zusammenfassend ermöglicht also eine Kombination aus einem Prozess des Eliminierens isolierter Subpixel und einem hoch adressierbaren Fehlerverteilungsverfahren oder -modul, dass ein Bildverarbeitungssystem ein elektronisches Dokument eines Formates in das eines anderen Formates zu konvertieren.
  • Während die vorliegende Erfindung in Bezug auf verschiedene vorstehend offenbarte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist sie nicht nur auf die oben genannten Einzelheiten beschränkt, sondern deckt auch solche Modifikationen oder Änderungen ab, die innerhalb des Umfanges der angehängten Ansprüche erfolgen.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Verarbeitung von Bilddaten, umfassend: (a) Empfangen von Pixeln (P0, P1) von Bilddaten mit einer ersten Auflösung, (b) Umwandeln (s20 bis s160) der empfangenen Pixel von Bilddaten in Werte für Subpixel, wobei die Subpixel eine zweite Auflösung haben, die zweite Auflösung höher als die erste Auflösung ist und die Umwandlung des Weiteren umfasst: (b1) für jedes der empfangenen Pixel (P0, P1), Gewinnen (s10) von zwei oder mehr interpolierten Subpixelwerten, (b2) Vergleichen jedes interpolierten Subpixelwertes mit einem Grenzwert, um einen binären Subpixelwert zu erhalten, und (b3) Gewinnen eines Grenzwertfehlers (s180) für das empfangene Pixel auf Basis der binären Subpixelwerte, (c) wenn die Subpixelwerte ein isoliertes Subpixel enthalten, Modifizieren (s401) des Subpixelwertes, wobei die modifizierten Subpixelwerte kein isoliertes Subpixel enthalten, und (d) Verteilen (s90) des Grenzwertfehlers für das empfangene Pixel auf angrenzende Pixel auf Basis einer Menge von Gewichtungskoeffizienten, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: (e) Erzeugen (s402) eines Subpixelfehlers auf Basis der in (c) durchgeführten Modifikation und (f) Verteilen (s403) des Subpixelfehlers auf angrenzende Pixel auf Basis einer Menge von Gewichtungskoeffizienten bezogen auf die Gewichtungskoeffizienten, die verwendet werden, um den Grenzwertfehler zu verteilen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Grenzwertfehler eine Auflösung hat, die der ersten Auflösung entspricht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei (f) den Subpixelfehler in einer Slow-Scan-Richtung auf angrenzende Pixel verteilt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Subpixelfehler gleich einer Anzahl von isolierten Subpixeln von (b) multipliziert mit einer Differenz zwischen einem Wert, der ein weißes Subpixel darstellt, und einem Wert, der ein schwarzes Subpixel darstellt, ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei (c) umfasst: (c1) Detektieren, ob die Subpixel, gewonnen durch Umwandeln eines ersten Pixels und eines zweiten Pixels, angrenzend an das erste Pixel in einer Fast-Scan-Richtung, wenn verkettet, ein isoliertes Pixel enthalten, und (c2) Falls ein isoliertes Pixel in (c1) detektiert wird, Modifizieren der Subpixel so, dass sie, wenn verkettet, keine isolierten Subpixel enthalten
  6. System zu Verarbeiten von Bilddaten, umfassend: eine Empfangseinrichtung (205) zum Empfangen von Pixeln von Bilddaten mit einer ersten Auflösung, eine Umwandlungseinrichtung (200 bis 204, 206 bis 213, 23 bis 25, 1, 3, 5, 7, 9, 23 bis 25) zum Umwandeln der empfangenen Pixel von Bilddaten in Werte für Subpixel, wobei die Subpixel eine zweite Auflösung haben, die zweite Auflösung höher als die erste Auflösung ist und eine Modifizierungseinrichtung (20) zum Modifizieren der Subpixelwerte, wenn die Subpixelwerte ein isoliertes Subpixel enthalten, wobei die modifizierten Subpixelwerte kein isoliertes Subpixel enthalten, und wobei die Umwandlungseinrichtung des Weiteren umfasst: eine Wertgewinnungseinrichtung (209 bis 211, 3) zum Gewinnen von zwei oder mehr interpolierten Subpixelwerten für jedes der empfangenen Pixel, eine Grenzwerteinrichtung (212, 7) zum Vergleichen jedes interpolierten Subpixelwertes mit einem Grenzwert, um einen binären Subpixelwert zu erhalten, und eine Fehlergewinnungseinrichtung (200 bis 203, 213, 1, 7) zum Gewinnen eines Grenzwertfehlers für empfangene Pixel auf Basis der binären Subpixelwerte und eine Fehlerverteilungseinrichtung (23 bis 25, 204, 5, 23 bis 25, 9) zum Verteilen des Grenzwertfehlers für die empfangenen Pixel auf angrenzende Pixel auf Basis einer Menge von Gewichtungskoeffizienten und das System dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fehlerverteilungseinrichtung (23 bis 25, 204, 5, 23 bis 25, 9) umfasst: eine Subpixelfehlereinrichtung (23, 24) zum Erzeugen eines Subpixelfehlers auf Basis der durch die Modifizierungseinrichtung (20) durchgeführten Modifizierung und eine Fehleranpassungseinrichtung (25) zum Verteilen des Subpixelfehlers auf angrenzende Pixel auf Basis einer Menge von den Gewichtungskoeffizienten be zogen auf die Gewichtungskoeffizienten, die verwendet werden, um den Grenzwertfehler zu verteilen.
  7. System nach Anspruch 6, wobei die Subpixelfehlereinrichtung (23, 24) einen Subpixelfehler erzeugt, der gleich einer Anzahl von isolierten Subpixeln in dem unmodifizierten Muster multipliziert mit einer Differenz zwischen einem Wert, der ein weißes Subpixel darstellt, und einem Wert, der ein schwarzes Subpixel darstellt, ist.
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