NL1001788C2 - Werkwijze en beeldreproductie-inrichting voor het reproduceren van grijswaarden. - Google Patents

Description

Werkwijze en bee Idre productie-in rtórting voor het reproduceren van grijswaarden 5 Inleiding

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het reproduceren van grijswaarden door middel van het toekennen van pixeiwaarden aan pixels van een in groepen van aaneengesloten pixels verdeeld beeld op een reproductiemedium, waarbij een pixel overeenkomt met een gebied van een gewenste afmeting en een 10 met een pixelwaarde corresponderende bedekkingsgraad, de werkwijze omvattende per grijswaarde voor een groep pixels : het selecteren van een groepswaarde uit een verzameling van mogelijke groepswaarden, het bepalen van een quantisatiefout welke het verschil is tussen de geselecteerde groepswaarde en de grijswaarde, het verdelen van ten minste een deel van de quantisatiefout over 15 grijswaarden voor naburige groepen van pixels en het toekennen van pixeiwaarden aan de pixels van de groep pixels op grond van de groepswaarde.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een beeldreproductie-inrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze.

Een dergelijke werkwijze om grijswaarden te reproduceren met behulp van 20 discrete pixels met een beperkt aantal mogelijke bedekkingsgraden, staat bekend onder de naam error-diffusion. Deze werkwijze staat ondermeer beschreven in bijvoorbeeld "DigitaJ Halftoning·· van Ulichney, Robert, MIT Press, 1987, hoofdstuk 8. Hierbij wordt een grijswaarde van een pixel, waarbij bijvoorbeeld 256 mogelijke grijswaarden kunnen worden gerepresenteerd door een digitaal 8-bits woord, 25 omgezet in een pixelwaarde die overeenkomt met een reproduceerbare bedekkingsgraad. Bij een printer gebaseerd op elektrofotografie of inkjet zijn in het algemeen maar twee reproduceerbare bedekkingsgraden mogelijk: wit of zwart. Dit is gebaseerd op de aan- of afwezigheid van een vaste dosering van tonerpoeder of inkt. In een dergelijk geval zijn er maar twee mogelijke pixeiwaarden voor een te 30 reproduceren pixel. De quantisatiefout die wordt gemaakt, door van 256 grijswaarden naar 2 grijswaarden te gaan, wordt, volgens een bepaalde verdeling, verdeeld over grijswaarden van een aantal naburige pixels. In Ulichney worden diverse mogelijke verdelingen beschreven, zoals bijvoorbeeld de verdeling volgens Floyd en Steinberg. Door de grijswaarden van omringende pixels aldus te corrigeren 35 voor een eerder gemaakte quantisatiefout, wordt uiteindelijk, door middeling over een aantal pixels, de juiste grijswaardeindruk verkregen.

Er zij opgemerkt dat een werkwijze om grijstinten weer te geven door middel 1 0 0 1 7 88.’ 2 9532 van maar twee bedekkingsgraden, wordt aangeduid als halftoning. Door een bepaalde verhouding van geplaatste zwarte en witte pixels wordt gemiddeld over een aantal pixels een bepaalde grijswaarde indruk verkregen.

Bij rangschikking van de afzonderlijke pixels in groepen van aaneengesloten 5 pixels, bijvoorbeeld in blokken van 2 bij 2 of 1 bij 4 pixels groot, kunnen deze pixels als groep worden aangestuurd. Een groepswaarde kan dan het aantal identieke pixels in een groep weergeven. In het voorbeeld van 4 pixels in een groep kan de groepswaarde weergeven of er 0, 1 ,2, 3 of 4 pixels zwart zijn. Dit correspondeert met een gemiddelde bedekkingsgraad voor de groep van 0, 25, 50, 75 of 100%.

10 Ondanks dat er meer dan 2 bedekkingsgraden voor een groep beschikbaar zijn, zal er nog steeds een quantisatiefout ontstaan bij het weergeven van een grijswaarde bestaande uit 8 bits of 256 niveau's door een groep pixels met maar 5 verschillende bedekkingsgraden.

In bepaalde uitvoeringsvormen zijn de pixels van een groep zelfs niet meer 15 afzonderlijk adresseerbaar in de betekenis van het aansturen van een individuele pixel in een groep. De aansturing is dan beperkt tot het speciferen van het aantal pixels die een bepaalde pixelwaarden krijgen. Dergelijke pixels worden ook wel aangeduid als sub-pixels.

In de Europese octrooiaanvrage EPA 0 201 674 van G. Goertzel wordt een 20 werkwijze overeenkomstig de hiervoor genoemde aanhef beschreven. Hier worden grijswaarden gereproduceerd door groepen van pixels met voorafbepaalde patronen van pixelwaarden te reproduceren. Doordat er maar een beperkt aantal patronen mogelijk zijn en daarmee een beperkt aantal bedekkingsgraden, ontstaat hier ook ' een quantisatiefout. Deze wordt met error diffusion verspreid over naburige 25 groepen.

Nu is een gevolg van een werkwijze zoals error diffusion het ontstaan van losse, geïsoleerde pixels. Dit stelt weer eisen aan het weergeven van de pixels op het reproductiemedium. De pixels moeten namelijk stabiel en reproduceerbaar weergeven kunnen worden om de gewenste grijswaardeindruk te verkrijgen. Vaak 30 wordt echter de hoogst mogelijke resolutie vereist en daarmee minimale pixelafmetingen. In combinatie met errordiffusion kan dit dan problemen geven voor wat betreft de reproduceerbaarheid van pixels.

In de hiervoor genoemde aanvrage bestaat, ondanks de ordening van pixels in groepen, ook de mogelijkheid van het optreden van een losse, geïsoleerde pixel 35 binnen een groep.

In de Europese octrooiaanvrage EP 0 581 561 van R. Eschbach wordt dit probleem van geïsoleerde pixels bij error diffusion genoemd. De hierin beschreven 10 01 788.

9532 3 oplossing berust op het plaatsen van een minimaal aantal aaneengesloten pixels met identieke pixelwaarden. Een door error-diffusion geselecteerde voorlopige pixelwaarde van een pixel wordt hierbij vergeleken met pixelwaarden van voorafgaande pixels. Als deze geselecteerde voorlopige pixelwaarde identiek is aan 5 de vorige pixelwaarde of als al een minimum aantal aaneengesloten pixels met een zelfde pixelwaarde is afgedrukt, wordt de voorlopige pixelwaarde aangemerkt als definitieve pixelwaarde. Anders wordt een andere, tegengestelde pixelwaarde genomen als definitieve pixelwaarde.

Het genoemde minimum aantal wordt bepaald door de minimale te 10 reproduceren grootte van een cluster van pixels.

Het nadeel van deze methode is echter dat wordt ingeleverd op de resolutie. Door de clustering zijn details nu minder goed weer te geven. De hogere resolutie was nu juist het voordeel van een werkwijze zoals errordiffusion ten opzichte van een andere halftoning methode zoals ditheren.

15 De werkwijze overeenkomstig de uitvinding beoogt dit bezwaar op te heffen en wordt daartoe gekarakteriseerd door het toekennen van pixelwaarden aan pixels van de groep pixels volgens hetzij een eerste voorschrift hetzij volgens een hiervan verschillend tweede voorschrift waarbij het tweede voorschrift verschilt van het eerste voorschrift door het uitsluitend toekennen van onderling identieke 20 pixelwaarden aan twee of meer aaneengesloten pixels van de groep pixels en het kiezen van één van deze voorschriften op grond van een voorafbepaald keuzecriterium gebaseerd op grijswaarden voor naburige pixelgroepen of pixelwaarden van naburige pixels.

Door alleen pixels te clusteren waar dit overeenkomstig een geschikt 25 keuzecriterium nodig is, kan het nadelige effect van een geringere resolutie beperkt blijven tot gebieden waar clustering van pixels voordeel oplevert. Waar clustering niet noodzakelijk is, kan de normale hoge resolutie behouden blijven.

Een voordelige uitvoeringswerkwijze wordt verkregen door overeenkomstig het keuzecriterium het onderscheiden van pixels welke deel uitmaken van randgebieden 30 in het beeld, het toekennen van pixelwaarden volgens het eerste voorschrift aan de pixels die corresponderen met een randgebied en het toekennen van pixelwaarden volgens het tweede voorschrift aan de overige pixels.

Dit is gebaseerd op het inzicht dat bij randen willekeurig clusteren van pixels niet gewenst is omdat juist daar een hoge resolutie nodig is. Dat nu de 35 mogelijkheid van losse pixels wordt toegestaan bij randen blijkt verrassenderwijs ook niet storend te zijn. Dit komt omdat geïsoleerde pixels in randgebieden juist minder vaak blijken voor te komen dan in niet randgebieden. In randgebieden, waar sprake 10 0 1 /SB.

4 9532 is van een snelle overgang van optische dichtheid, treedt al een zekere, naar de rand toe gerichte clustering op om deze snelle overgang te realiseren. Vaak zal een randopscherpende beeldbewerking ook bijdragen tot een bepaalde mate van randgerichte clustering bij randen. Dit is dan een zodanige clustering die bijdraagt 5 aan de scherpte van een rand in tegenstelling tot een willekeurige clustering. Het incidenteel onnauwkeurig afdrukken van een geïsoleerde pixel in een randgebied zal dan ook minder snel opvallen.

Een voordelige uitvoeringswerkwijze waarbij ten minste een aantal mogelijke groepswaarden elk corresponderen met twee of meer aaneengesloten pixels met 10 onderling identieke bedekkingsgraden in de groep, wordt verkregen door het verdelen van de verzameling groepswaarden in een eerste deelverzameling groepswaarden en een tweede deelverzameling groepswaarden waarbij de eerste deelverzameling de complete verzameling kan omvatten en de tweede verzameling uitsluitend groepswaarden omvat welke corresponderen met twee of meer 15 aaneengesloten pixels met onderling identieke pixelwaarden in de groep pixels, de werkwijze verder omvattend: overeenkomstig het eerste voorschirft het selecteren van een groepswaarde uit de eerste verzameling groepswaarden en overeenkomstig het tweede voorschrift het selecteren van een groepswaarde uit de tweede verzameling groepswaarden.

20 Door in de tweede verzameling groepswaarden uit te sluiten die niet leiden tot geclusterde pixels, kan eenvoudig een bestaande invulling van groepen worden gebruikt. Hierbij hoeft aan de werkwijze waarmee pixels uiteindelijk worden geplaatst vrijwel niets te worden veranderd. Door aansturing met specifieke groepswaarden, wordt zo een gewenste clustering verkregen.

25 Een eerste uitvoeringsvorm omvattend het toekennen van pixelwaarden in een groep pixels volgens een dithermatrix van het puntgecentreerde type waarbij de afzonderlijke groepswaarden corresponderen met de afzonderlijke dithermatrix niveau's, wordt verkregen door overeenkomstig het eerste voorschrift te selecteren uit alle groepswaarden en overeenkomstig het tweede voorschrift te selecteren uit 30 een eerste en een tweede groepswaarde welke corresponderen met het minimale respectievelijk het maximale dithermatrixniveau.

Een andere uitvoeringsvorm wordt verkregen door het toekennen van pixelwaarden volgens een dithermatrix van het puntverspreide type overeenkomstig het eerste voorschrift en het toekennen van pixelwaarden volgens een dithermatrix 35 van het puntgecentreerde type overeenkomstig het tweede voorschrift. In het laatste geval is een punt minimaal twee pixels groot.

In een dithermatrix correspondeert elk pixel met een bepaalde 10 0178?.- 9532 5 grijswaardedrempel. Het aantal pixels dat wordt geplaatst hangt af van hoeveel grijswaardedrempels in de dithermatrix worden overschreden door de te reproduceren groepswaarde. Een dithermatrix van het puntgecentreerde type omvat een groeikern van waaruit de afzonderlijke pixels aaneengesloten worden geplaatst. 5 Dit in tegenstelling tot dithermatrices van het gedispergeerde type waar de pixels meer verspreid over de dithermatrix worden geplaatst. Door aansturing met maar twee groepswaarden, bijvoorbeeld die corresponderend met wit en zwart, wordt dan of geen enkel niveau of juist alle niveau’s overschreden. Daarmee wordt dan of geen enkel pixel gereproduceerd of worden juist alle pixels met eenzelfde 10 pixelwaarde gereproduceerd.

Een tweede uitvoeringsvorm omvattende het toekennen van pixelwaarden aan een groep niet afzonderlijk adresseerbare pixels en waarbij de groepswaarden corresponderen met een aantal te reproduceren pixels in de groep, wordt gekarakteriseerd door in de eerste werkwijze te selecteren uit alle groepswaarden, 15 en in de tweede werkwijze te selecteren uit een eerste, respectievelijk tweede groepswaarde welke correspondeert met het minimaal, respectievelijk het maximaal aantal te reproduceren pixels in de groep.

Deze niet afzonderlijk adresseerbare pixels worden ook wel aangeduid als subpixels. Deze worden worden aangestuurd met een aantal te reproduceren pixels. 20 In de praktijk, om redenen van reproduceerbaarheid, worden deze vaak ook aaneengesloten geplaatst. Door specificatie met een aantal wordt dus de grootte van een cluster van subpixels bepaald. In het geval van selectie uit twee groepswaarden, bijvoorbeeld alleen wit en zwart, worden de subpixels dan of alle wel of juist alle niet met eenzelfde pixelwaarde gereproduceerd.

25 De werkwijze en inrichting overeenkomstig de uitvinding zal aan de hand van de volgende figuren worden toegelicht, waarbij:

Fig. 1 een bekende werkwijze voor het uitvoeren van error diffusion weergeeft;

Fig. 2 een bekende verdeling van een quantisatiefout volgens Floyd-Steinberg weergeeft; 30 Fig. 3 de relatie tussen grijswaarden, groepswaarden en subpixels in de werkwijze weergeeft;

Fig. 4 de plaatsing van subpixels in een pixel weergeeft;

Fig. 5 een eerste voorbeeld geeft van plaatsing van subpixels in een beeld overeenkomstig de uitvinding; 35 Fig. 6 een randgebied van het in Fig. 5 weergegeven beeld geeft;

Fig. 7 het selecteren van een groepswaarde overeenkomstig de uitvinding weergeeft; 1 0 5 1 7 Γ 3 ..

6 9532

Fig. 8 een eerste voorbeeld voor randgebieddetectie weergeeft;

Fig. 9 een tweede voorbeeld voor randgebieddetectie weergeeft;

Fig. 10 een tweede voorbeeld geeft van plaatsing van pixels in een dithermatrix in een beeld overeenkomstig de uitvinding; 5 Fig. 11 de plaatsing van pixels in een dithermatrix weergeeft;

Fig. 12 de relatie tussen grijswaarden, groepswaarden en pixels in een dithermatrix weergeeft en

Fig. 13 een beeldbewerkingsinrichting overeenkomstig de uitvinding weergeeft.

In Fig. 1 is schematisch een bekende werkwijze weergegeven voor het 10 omzetten van meenvaardige grijswaarden l(i,j) naar tweewaardige pixelwaarden B(i,j) volgens het error diffusion principe. Hierbij wordt het begrip grijswaarde l(i,j) gebruikt om aan te geven dat hiermee meer dan twee waarden kan worden gerepresenteerd. Bijvoorbeeld 256 mogelijke waarden in het geval van een digitale 8 bits representatie. Hierbij kan grijswaarde ook betrekking hebben op de intensiteit 15 van een elementaire kleur rood, groen of blauw van een hierin opgesplitst kleurenbeeld. De grijswaarden worden verder per pixel gespecificeerd waarbij i de kolom en j de rij weergeeft van een in rijen en kolommen verdeeld beeld. De grijswaarden l(i,j) worden achtereenvolgens verwerkt en worden daartoe achtereenvolgens per rij van links naar rechts ingelezen in stap 1. De grijswaarde 20 l(i,j) onder bewerking, wordt in stap 2 gemodificeerd door hier een van eerdere bewerkingen afkomstige quantisatiefout e(i,j) bij op te tellen. Vervolgens wordt deze gemodificeerde grijswaarde l(i,j)+e(i,j) bewaard in stap 3 en gebruikt om een corresponderende pixelwaarde B(i,j) te selecteren in stap 4. Dit selecteren komt neer op het vergelijken van de gemodificeerde grijswaarde met een drempelwaarde 25 en afhankelijk of de drempelwaarde wordt overschreden een bepaalde pixelwaarde te selecteren. In het geval van een twee-waardige pixelwaarde komt dit neer op het selecteren van een minimale of maximale bedekkingsgraad. Bij een 8-bits representatie van de pixelwaarde dus 0 of 255. In stap 5 wordt het verschil bepaald tussen de gemodificeerde grijswaarde l(i,j)-t-e(i.j) en de pixelwaarde B(i,j). Dit 30 verschil wordt aangeduid als quantisatiefout e. Deze quantisatiefout e wordt in stap 6 in fracties e(i,j) verdeeld en opgeslagen in stap 7. Deze fracties worden vervolgens, in volgende bewerkingsstappen, in stap 2 weer opgeteld bij grijswaarden van voorafbepaalde naburige, nog te bewerken pixels. Een gemaakte quantisatiefout wordt hierdoor gecompenseerd in volgende bewerkingsstappen zodat de 35 gemiddelde grijswaardeindruk over een groter aantal pixels overeenkomt met de gewenste grijswaarde.

In Fig. 2 is een mogelijke verdeling weergegeven van de quantisatiefout e IOC 788* 7 9532 volgens Floyd-Steinberg. De quantisatiefout e afkomstig van de onder bewerking zijnde pixel 8 in kolom i en rij j, wordt volgens de in de pixels 10 weergegeven fracties verdeeld over deze pixels. De al bewerkte pixels 9 zijn gearceerd weergegeven. Deze verdeling schuift mee met de volgende te bewerken pixel in rij j 5 en kolom h-1: en vervolgens verder in de lijn van links naar rechts en vervolgens per lijn van boven naar beneden.

In Fig. 4 is een mogelijke verdeling weergegeven van een pixel 14 in subpixels. Subpixels kunnen zich onderscheiden van pixels doordat ze bijvoorbeeld niet afzonderlijk addresseerbaar zijn. Dat is het geval als subpixels alleen 10 aanstuurbaar zijn door voor een pixelpositie (i,j) het aantal te plaatsen subpixels voor die positie op te geven. Zo kan het zijn dat een pixel niet met twee pixelwaarden maar met een aantal groepswaarden wordt aangestuurd waarbij een groepswaarde correspondeert met het aantal te reproduceren subpixels. In Fig. 4 zijn bijvoorbeeld in pixel 14, 4 mogelijke groepswaarden gegeven: 0, 65, 130 en 15 255 in het geval van een 8-bits representatie van een groepswaarde. Natuurlijk kan in dit geval ook worden volstaan met bijvoorbeeld een 3-bits representatie met 0, 1, 2, 3 en 4 voor het aantal te reproduceren subpixels. In dit voorbeeld corresponderen de respectievelijke groepswaarden 0, 65,130 en 255 met de pixelwaarden van de subpixels zoals weergegeven met respectievelijk de pixels 15, 20 16,17,18 en 19. In het geval van subpixels wordt vaak op de limiet van een betrouwbare reproduceerbaarheid gewerkt. Een losse, geïsoleerde subpixel is dan vaak niet meer reproduceerbaar te plaatsen. Daarom worden identieke pixelwaarden op bijvoorbeeld op de wijze zoals in Fig. 4 weergegeven, gegeven aan groepen aaneengesloten subpixels.

25 In Fig. 3 is de relatie tussen de mogelijke grijswaarden l(i,j)+e(i,j) in tabel 11, de mogelijke groepswaarden B(i,j) in tabel 12 en de corresponderende mogelijke aantallen subpixels in tabel 13 weergegeven. In tegenstelling tot het in samenhang met de in Fig. 1 beschreven werkwijze, wordt nu met B(i,j) een groepswaarde en geen pixelwaarde aangeduid. Plaatsing van deze subpixels vindt plaats 30 overeenkomstig zoals beschreven in Fig. 4.

Overeenkomstig de uitvinding, wordt de selectiestap 4 in Fig. 1 uitgebreid zoals weergegeven in Fig. 7. Hierin wordt in stap 26 eerst bepaald of de toegevoerde grijswaarde l(i,j)+e(i,j) behoort tot een pixel welke deel uitmaakt van een randgebied. Is dit het geval, dan wordt in stap 28 een groepswaarde B(i,j) 35 geselecteerd uit 5 mogelijk groepswaarden (0, 65,130,195, 255) zoals weergegeven in Fig. 3. Echter als de grijswaarde behoort tot een pixel welke niet deel uitmaakt van een randgebied, wordt in stap 27 een groepswaarde B(i,j) 10 0 /88 8 9532 geselecteerd uit hooguit twee mogelijke groepswaarden 0 en 255. Doordat dit de minimale en maximale groepswaarden zijn, wordt of geen enkel subpixel geplaatst of juist alle juist subpixels met eenzelfde pixelwaarde geplaatst. Hierdoor wordt een clustering van subpixels in niet-randgebieden bereikt. Dit voorkomt het plaatsen van 5 niet reproduceerbare losse subpixels tengevolge van door error-diffusion ontstane geïsoleerde subpixels. Anderszijds worden in randgebieden wel losse subpixels toegestaan. Dit geeft het voordeel van behoud van randscherpte. Het inzicht dat in randgebieden de kans op losse, geïsoleerde pixels juist kleiner is dan in niet randgebieden, ligt hieraan ten grondslag. Bij randen treedt namelijk meestal al een 10 naar de rand toe gerichte clustering van pixels op om de vereiste intensiteitsovergang te realiseren.

In Fig. 6 is in een voorbeeld gegeven hoe een verdeling van pixels naar randgebied eruit kan zien. De gearceerde pixels 24 behoren niet tot een randgebied terwijl de niet-gearceerde pixels 25 deel uitmaken van een randgebied. 15 De wijze waarop waarop deze indeling kan worden gemaakt zal later worden besproken.

Op basis van deze verdeling van pixels in randgebieden volgens Fig. 6, de selectiestap zoals weergegeven in Fig. 7 en het geven van pixelwaarde aan subpixels zoals weergegeven in Fig. 4, wordt een uiteindelijke reproductie 20 verkregen zoals weergegeven in Fig. 5. In de niet randgebieden linksboven en rechtsonder komen alleen hele pixels voor: of een blanko pixel 21 met geen enkele gereproduceerde subpixel of een geheel zwart pixel 20 met een maximaal aantal gereproduceerde subpixels met eenzelfde pixelwaarde. Daarentegen zijn van de pixels in het randgebied de afzonderlijk subpixels onderscheidbaar: bijvoorbeeld 25 pixel 22 met één gereproduceerde subpixel of pixel 23 met twee gereproducerde subpixels. In dit voorbeeld is het duidelijk dat in het randgebied dergelijk afzonderlijke subpixels niet geïsoleerd liggen. De reproduceerbaarheid van dergelijke, aan gehele pixels aangrenzende losse subpixels is meestal beter dan als deze geïsoleerd zouden liggen. Een voordelige uitvoeringswerkwijze zou kunnen 30 worden verkregen door onderscheid te maken aan welke zijde van een randgebied de gereproduceerde hele pixels liggen en dan hieraangrenzend de afzonderlijke subpixels te plaatsen. Of door de afzonderlijke subpixels te reproduceren in die gebieden waar de meeste subpixels liggen.

In Fig. 8 is schematisch in een eerste voorbeeld weergegeven hoe de 35 aanwezigheid van een randgebied zou kunnen worden bepaald. Het afgebeelde venster ter grootte van 5x5 pixels wordt over het ingangsbeeld met grijswaarden of het uitgangsbeeld met pixelwaarden geschoven waarbij voor elke positie voor de 10 0 1 7 88.ï 9 9532 centrale pixel 29 wordt bepaald of deze deel uitmaakt van een randgebied. Daartoe worden van de blanko, niet-gearceerde pixels 28 de minimale en maximale pixelwaarden bepaald. Als het verschil hiertussen een bepaalde waarde overschrijdt, is er sprake van een randovergang.

5 In Fig. 9 is schematisch een tweede voorbeeld weergeven hoe ook de aanwezigheid van een randgebied kan worden bepaald. Deze methode berust op het filteren van het pixelbeeld met een digitaal filter. Dit digitaal filter wordt gevormd door een matrixvermenigvuldiging van de in 30 weergegeven matrix met de pixel- of grijswaarden van de in 31 weergegeven pixelposities en dit te herhalen voor elke 10 pixelpositie IJ. Een dergelijke bewerking resulteert in een uitgangsbeeld waarin verticale randen sterk naar voren komen. Na een geschikte drempeling kunnen alleen deze randen overblijven. Evenzo kan voor de andere randen een soortgelijke filtering worden uitgevoerd. Bijvoorbeeld voor diagonale randen met een filter 32.

De werkwijze overeenkomstig de uitvinding is niet beperkt tot error diffusion 15 met subpixels. Alle methoden met error-diffusion waarbij een clustering van pixels of subpixels is te bereiken, komen in aanmerking. In een werkwijze waarbij dithermatrices geheel of voor een deel worden aangestuurd volgens een error-diffusion werkwijze, kan de uitvinding eveneens met voordeel worden toegepast.

In Fig. 11 is een voorbeeld gegeven van een dithermatrix 34 ter grootte van 20 een groep van 3 bij 3 pixels. Hierbij moet nu worden bedacht dat een groepswaarde B(i,j) hier nu ook, zoals in het hiervoor beschreven uitvoering met een groep subpixels, nu een dergelijk groep pixels als geheel aanstuurt en niet meer afzonderlijk elk pixel. De groep pixels wordt dan ook geadresseerd met één rij- en kolomwaarde. Dus in plaats van één pixel onderverdeeld in subpixels, zoals 25 beschreven in de eerste uitvoering, is er nu sprake van een soort superpixel onderverdeeld in een aantal pixels.

Bij een bepaalde groepsswaarde B(i,j) worden alleen die pixels geplaatst waarvan het corresponderende dithermatrixniveau lager is dan de groepswaarde B(i,j). De diverse dithermatrixniveau's zijn, voor een uitgangswaardebereik van 0 tot 30 255, eveneens in de dithermatrix 34 weergegeven. In 35 tot en met 44 zijn achtereenvolgens de pixelwaarden weergegeven bij toenemende grootte van de groepswaarden B(i,j). Het geven van pixelwaarden aan de pixels vindt gegroepeerd plaats teneinde de reproductie van geïsoleerde pixels te voorkomen. Een dithermatrix waarbij dit wordt bereikt wordt ook wel omschreven als zijnde van het 35 punt-gecentreerde type.

In Fig. 12 is in tabelvorm de relatie weergegeven tussen de grijswaarden l(i,j) (45), de mogelijke groepswaarden B(i,j) (46) en het aantal te reproduceren pixels 10 C i7QC.

10 9532 (47) zoals die gelden in het geval van de in Fig. 11 beschreven dithermatrix.

Evenals dit met de hiervoor beschreven subpixelreproductie het geval is, kan de wijze waarop een groepswaarde B(i,j) wordt geselecteerd, verschillen. Dit kan bijvoorbeeld of door middel van vergelijking van een grijswaarde met een 5 drempelwaarde of door middel van een LookUpTabel.

Verder kan de groepswaarde B(i,j) worden uitgedrukt door middel van een 8-bits digitaal woord met de in tabel 46 weergegeven waarden, of meteen bijvoorbeeld door middel van een 4-bits digitaal woord met de in tabel 47 weergegeven pixelaantallen. Essentieel voor de werkwijze overeenkomstig de uitvinding is echter 10 de selectiemogelijkheid uit een aantal mogelijke invullingen van pixelwaarden overeenkomstig het punt-gecentreerde type.

Overeenkomstig de tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de selectiestap 4 in Fig. 1 uitgevoerd analoog zoals weergegeven in Fig. 7. Hierbij wordt dan, in deze tweede uitvoeringsvorm, in stap 27 geselecteerd uit drie 15 mogelijke uitgangswaarden B(i,j) volgende uit een minimaal, een gemiddeld en maximaal dithermatrixniveau, te weten 0, 100 en 255. Dit leidt tot geclusterde pixels zoals weergegeven in 35, 39 en 44 in Fig. 11. In stap 8 wordt weer geselecteerd uit alle mogelijke groepswaarden B(i,j) zoals opgesomd in tabel 46 in Fig. 12.

Een voorbeeld van een uitgangsbeeld, met een randgebied zoals 20 weergegeven in Fig. 6, verkregen met het geven van pixelwarden aan pixels overeenkomstig de hiervoor beschreven dithermatrix en het bijbehorende selectiemechanisme, is weergegeven in Fig. 10.

De gebieden 33 in de niet-randgebieden zijn opgebouwd uit of alle 9 pixels zwart of alle 9 pixels wit. In het randgebied zijn alle mogelijke pixelwaarden toegestaan. In 25 bijvoorbeeld de kolom i-2 en rij j+2 hebben maar 2 pixels de pixelwaarde voor zwart. In dit voorbeeld is te zien dat deze 2 pixels toch niet geïsoleerd hoeven voor te komen, aangezien in een randgebied een clustering van overige pixels naar de rand plaatsvindt. De kans dat een dergelijk kleine cluster van pixels geïsoleerd voorkomt, is in een randgebied klein. Zelfs als een dergelijk klein cluster van pixels 30 in een randgebied geïsoleerd wordt geplaatst, dan zullen er nog voldoende grotere clusters van pixels in de naaste omgeving aanwezig zijn. Het niet stabiel genoeg reproduceren van een dergelijk kleine cluster, zal dan niet grote consequenties hebben.

De twee hiervoor beschreven uitvoeringswerkwijzen overeenkomstig de 35 uitvinding, kunnen op diverse wijzen worden gerealiseerd. Bijvoorbeeld als algorithms in een algemene rekenaar ten behoeve van het genereren van pixelsignalen voor een reproductieinrichting. Anderzijds als hardware in de vorm 10 01 7 88.' 9532 11 van de nodige elektronische schakelingen zoals vergelijkers, sommators, opzoektabellen zoals LookUpTables. Deze schakelingen kunnen in meer of mindere mate zijn geïntegreerd in één enkele bouwsteen zoals bijvoorbeeld in de vorm van een specifiek ontworpen IC of Logic Cell Array.

5 In Fig. 13 wordt schematisch een mogelijke opbouw weergegeven van een beeldreproductie-inrichting overeenkomstig de uitvinding. Grijswaardesignalen l(i,j) worden tijdelijk opgeslagen in een ingangsbuffer 46. In het geval van een 5 bij 5 pixels groot venster ten behoeve van detectie van randgebieden, omvat het ingangsbuffer 46 5 beeldlijnen. Een sommator 47 modificeert een ingangssignaal 10 l(i,j) met een, van een quantisatiefoutbuffer 48 afkomstig foutsignaal e(i,j). Het aldus gemodiceerde grijswaardesignaal l(i,j)+e(i,j) wordt, via een buffer 50, vervolgens toegevoerd aan selectiemiddelen 51. Deze selectiemiddelen 51 selecteren op basis van het hieraan toegevoerde gemodificeerde grijswaardesignaal, een groepsignaal B(i,j) welke genereerd is door hetzij generatiemiddelen 52 of hetzij 15 generatiemiddelen 53. Hierbij genereren generatiemiddelen 52 meer groepssignalen B(i,j) overeenkomstig Fig. 1 of Fig. 12. De generatiemiddelen 53 genereren echter een beperktere verzameling groepssignalen B(i,j) overeenkomstig de beschreven uitvoeringswerkwijze zodanig dat een minimaal aantal aaneengesloten pixels een identieke pixelwaarde krijgen. Volgens de eerste uitvoeringswerkwijze de 20 groepswaarden 0 en 255, volgens de tweede uitvoeringswerkwijze, de groepswaarden 0,125 en 255. De selectie van deze middelen wordt weer bepaald door het uitgangssignaal (R, R) van de randgebieddetectiemiddelen 49. R in het geval dat de onderhavige pixel tot een randgebied behoort, R indien dit niet het geval is. Met behulp van schakelmiddelen 54 stuurt dit uitgangssignaal R 25 respectievelijk R, de selectie van generatiemiddelen 52 respectievelijk 53.

De geselecteerde groepssignalen B(i,j) worden toegevoerd en opgeslagen in een uitgangsbuffer 55. Op basis van een groepssignaal B(i,j) worden door subpixelplaatsingmiddelen 60 de pixelwaarden van de reproduceren subpixels gekozen. Deze subpixelwaardesignalen worden vervolgens toegevoerd aan digitale 30 reproductiemidelen 61 zoals een elektrografische printer met een laser of een LED als afbeeldingseenheid of een inkjetprinter.

Bij een geïntegreerd reproductiesysteem, zoals een digitale copiëerinrichting, zijn de grijswaardesignalen l(i,j) afkomstig van een scanner. Het onderscheid tussen reproductiemiddelen en de beeldbewerkingsmiddelen zal dan ook minder strikt te 35 maken zijn. De reproductiemiddelen kunnen bijvoorbeeld een deel van de beeldbewerking uitvoeren zoals het geven van pixelwaarden aan de subpixels op basis van het toegevoerde groepssignaal.

1 0 0 1 7 88 .< 12 9532

Verder zij opgemerkt dat onder reproductiemiddelen 61 ook een display van een monitor kan worden verstaan.

10 0 4 ? e S; .

Claims (10)

9532

1. Werkwijze voor het reproduceren van grijswaarden door middel van het toekennen van pixelwaarden aan pixels van een in groepen van aaneengesloten 5 pixels verdeeld beeld op een reproductiemedium, waarbij een pixel overeenkomt met een gebied van een gewenste afmeting en een met een pixelwaarde corresponderende bedekkingsgraad, de werkwijze omvattende per grijswaarde voor een groep pixels: het selecteren van een groepswaarde uit een verzameling van mogelijke groeps-10 waarden, het bepalen van een quantisatiefout welke het verschil is tussen de geselecteerde groepswaarde en de grijswaarde, het verdelen van ten minste een deel van de quantisatiefout over grijswaarden voor naburige groepen van pixels, en 15 het toekennen van pixelwaarden aan de pixels van de groep pixels op grond van de groepswaarde, gekarakteriseerd door, het toekennen van pixelwaarden aan pixels van de groep pixels volgens hetzij een eerste voorschrift hetzij volgens een hiervan verschillend tweede voorschrift waarbij 20 het tweede voorschrift verschilt van het eerste door het uitsluitend toekennen van onderling identieke pixelwaarden aan twee of meer aaneengesloten pixels van de groep pixels en het kiezen van één van deze voorschriften op grond van een voorafbepaald keuzecriterium gebaseerd op grijswaarden voor naburige pixelgroepen of pixelwaarden van naburige pixels.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, gekarakteriseerd door overeenkomstig het keuzecriterium het onderscheiden van pixels welke deel uitmaken van randgebieden in het beeld, het toekennen van pixelwaarden volgens het eerste voorschrift aan de pixels die corresponderen met een randgebied en 30 het toekennen van pixelwaarden volgens het tweede voorschrift aan de overige pixels.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2 waarbij ten minste een aantal mogelijke groepswaarden elk corresponderen met twee of meer aaneengesloten pixels met onderling identieke bedekkingsgraden in de groep, gekarakteriseerd door 35 het verdelen van de verzameling groepswaarden in een eerste deelverzameling groepswaarden en een tweede deelverzameling groepswaarden waarbij de eerste deelverzameling de complete verzameling kan omvatten en 1 o ΰ: ? e 2. 9532 de tweede verzameling uitsluitend groepswaarden omvat welke corresponderen met twee of meer aaneengesloten pixels met onderling identieke pixelwaarden in de groep pixels, de werkwijze verder omvattend : overeenkomstig het eerste voorschrift het selecteren van een groepswaarde uit de 5 eerste verzameling groepswaarden, en overeenkomstig het tweede voorschrift het selecteren van een groepswaarde uit de tweede verzameling groepswaarden.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, omvattende het toekennen van pixelwaarden in een groep pixels volgens een dithermatrix van het puntgecentreerde 10 type waarbij de afzonderlijke groepswaarden corresponderen met de afzonderlijke dithermatrix niveau's, gekarakteriseerd door overeenkomstig het eerste voorschrift te selecteren uit alle groepswaarden en overeenkomstig het tweede voorschrift te selecteren uit een eerste en een tweede groepswaarde welke corresponderen met het minimale respectievelijk het maximale 15 dithermatrixniveau.

5. Werkwijze volgens conclusie 3, omvattende het toekennen van pixelwaarden aan een groep niet afzonderlijk adresseerbare pixels waarbij de groepswaarden corresponderen met een aantal te reproduceren pixels in de groep, gekarakteriseerd door 20 overeenkomstig het eerste voorschrift te selecteren uit alle groepswaarden en overeenkomstig het tweede voorschrift te selecteren uit een eerste, respectievelijk tweede groepswaarde welke correspondeert met het minimaal, respectievelijk het maximaal aantal te reproduceren pixels in de groep.

6. Beeldreproductie-inrichting voor het reproduceren van grijswaarden door 25 het genereren van pixelsignalen voor pixels van een in groepen van aaneengesloten pixels verdeeld beeld op een reproductiemedium waarbij een pixel overeenkomt met een gebied van gewenste afmeting en met een pixelsignaal corresponderende bedekkingsgraad, de inrichting omvattend: invoermiddelen voor het ontvangen van grijswaarden representerende 30 grijswaardesignalen, quantisatiemiddelen voor het omzetten van de grijswaardesignalen naar pixelsignalen geschikt voor de toevoer aan reproductiemiddelen, reproductiemiddeien voor het reproduceren van de pixels op het reproductiemedium als functie van de pixelsignalen, 35 waarbij de quantisatiemiddelen omvatten : generatiemiddelen om voor elk grijswaardesignaal voor een groep pixels een groepssignaal te genereren, 1. o · :· ta. 9532 quantisatiefoutbepalingsmiddelen voor het bepalen van een quantisatiefoutsignaal welke het verschil is tussen een gegenereerd groepsignaal en het corresponderende grijswaardesignaal en verdeelmiddelen voor het toevoegen van ten minste een deel van het 5 quantisatiefoutsignaal bij grijswaardesignalen voor naburige groepen pixels, de inrichting verder omvattend toewijzingsmiddelen voor het genereren van pixelsignalen voor de pixels van de groep pixels als functie van het groepsignaal, met het kenmerk dat, de inrichting geschikt is om een groepsignaal en corresponderende pixelsignalen te 10 genereren voor pixels van de groep pixels hetzij in eerste bedrijfstoestand hetzij in een hiervan verschillende tweede bedrijfstoestand waarbij de tweede bedrijfstoestand leidt tot uitsluitend onderling identieke pixelsignalen voor twee of meer aaneengesloten pixels en de inrichting segmentatiemiddelen omvat voor het activeren van één van deze 15 bedrijfstoestanden voor een groep pixels op basis van een voorafbepaald keuzecriterium gebaseerd op grijswaardesignalen voor naburige pixelgroepen of pixelsignalen van naburige pixels.

7. Beeldreproductie-inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk dat, de segmentatiemiddelen randdetectiemiddelen omvatten voor het onderscheiden 20 van pixels welke deel uitmaken van randgebieden in het beeld, de inrichting aan de hand van een door de randdetectiemiddelen toegevoerd schakelsignaal in de eerste bedrijfstoestand actief is voor pixels die deel uitmaken van randgebieden en in de tweede bedrijfstoestand actief is als dit niet het geval is.

8. Beeldreproductie-inrichting volgens conclusie 6 of 7 waarbij ten minste een 25 aantal mogelijke groepsignalen elk corresponderen met twee of meer aaneengesloten pixels met onderling identieke bedekkingsgraden in een groep, met het kenmerk dat, de inrichting geschikt zijn om eerste of tweede groepssignalen te genereren, de tweede groepsignalen uitsluitend corresponderen met onderlinge identieke 30 pixelsignalen voor twee of meer aaneengesloten pixels in de groep, waarbij verder de generatiemiddelen geschikt zijn voor het genereren van een eerste groepssignaal in de eerste bedrijfstoestand en het genereren van een tweede groepssignaal in de tweede bedrijfstoestand.

9. Beeldreproductie-inrichting volgens conclusie 8, waarbij de 35 generatiemiddelen geschikt zijn voor het genereren van pixelsignalen volgens een dithermatrix van het puntgecentreerde type en waarbij de afzonderlijke groepssignalen corresponderen met de afzonderlijke dithermatrix niveau's, met het 10 01 788/ 9532 kenmerk dat, de selectiemiddelen geschikt zijn om in de tweede bedrijfstoestand tweede groepsignalen te genereren welke corresponderen met hetzij het minimale hetzij het maximale dithermatrixniveau.

10. Beeldreproductie-inrichting volgens conclusie 8, waarbij de generatiemiddelen geschikt zijn voor het genereren van pixelsignalen voor een groep niet afzonderlijk adresseerbare pixels en waarbij de groepssignalen correponderen met een aantal te reproduceren pixels in de groep, met het kenmerk dat, 10 de generatiemiddelen geschikt zijn om in de tweede bedrijfstoestand een eerste en een tweede groepssignaal te genereren welk corresponderen met het minimale, respectievelijk het maximale aantal te reproduceren pixels in de groep. 10 01 7 8êjf