NL8501844A

NL8501844A - Werkwijze voor het vergroten/verkleinen van een ditherbeeld.

Info

Publication number: NL8501844A
Application number: NL8501844A
Authority: NL
Original assignee: Oce Nederland B V Patents And
Priority date: 1985-06-27
Filing date: 1985-06-27
Publication date: 1987-01-16
Also published as: JPS6243263A; EP0206401A1

Description

S' -

Océ-Nederland 3.V., te Venlo -1- Uitvinder: M.J.M.Waaijer

Werkwijze voor het vergroten/verkleinen van een ditherbeeld.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vergroten/verkleinen van een ditherbeeld dat met behulp van een dithermatrix is verkregen uit een gerasterd grijswaardenbeeld.

Werkwijzen voor het ditheren van analoge beeldinformatie zijn op 5 zich bekend. Bij deze werkwijzen wordt een te ditheren afbeelding met geschikte middelen punt voor punt afgetast en van elk punt wordt de grijswaarde bepaald. Vervolgens wordt het verkregen raster van grijswaarden onderverdeeld in aansluitende deelrasters waarvan de afmetingen overeenstemmen met die van een dithermatrix die ingevuld is met een 10 willekeurige vooraf gekozen verdeling van alle binnen een deelraster mogelijke grijswaardedrempels. In elk deelraster wordt nu het grijs-waardeniveau van elk rasterpunt vergeleken met de corresponderende drempelwaarde uit de dithermatrix. Is de grijswaarde groter dan de drempelwaarde, dan wordt een logische "1" toegekend aan het betreffende 15 rasterpunt, is de grijswaarde lager dan de drempelwaarde dan wordt een logische "0" toegekend aan het betreffende rasterpunt. Op deze wijze wordt de analoge beeldinformatie omgevormd tot een raster van tweewaardige pixels of beeldelementen door middel waarvan bijvoorbeeld een af-drukinrichting kan worden gestuurd om de afbeelding zichtbaar te maken, 20 of door middel waarvan de beeldinformatie kan worden overgedragen over transmissielijnen, bijvoorbeeld in faksimile-toepassingen.

In veel gevallen is het noodzakelijk of wenselijk om het beeld, waarvan de informatie in geditherde vorm aanwezig is, te kunnen vergroten of verkleinen. Bij faksimile-transmissie kan verkleinen wenselijk 25 zijn om het over te dragen aantal bits en daarmee de benodigde bandbreedte van de transmissielijn te verminderen. Bij het weergeven van een beeld gebruik makend van de ditherinformatie kan het nodig zijn om de informatie aan te passen aan de resolutie van de afdrukinrichting zodanig dat de verkregen afdruk een vooraf bepaalde grootte heeft.

30 Er zijn reeds werkwijzen bekend voor het vergroten/verkleinen van een ditherbeeld, bijvoorbeeld uit het US-A-4.394.693. Bij deze bekende werkwijzen wordt de vergroting,of verkleining,gerealiseerd door het toevoegen, of weglaten,van pixels aan, respectievelijk uit,het oorspronkelijke ditherbeeld. Wordt een min of meer regelmatige structuur toege-35 past voor het verwijderen of toevoegen van de pixels, dan ontstaat er Moiré-vervorming en/of verlies aan grijswaardenniveau's. Wordt een ran-domstructuur toegepast dan wordt weliswaar een verbetering in de kwaliteit verkregen van de verkleinde/vergrote afbeelding in die zin dat de 850184ί :X '-3 2

Moiré-vervorming meer of minder wordt gereduceerd, maar anderzijds neemt de ruis in de afbeelding op zichtbare wijze toe zodat zeker geen optimaal resultaat wordt verkregen.

De uitvinding heeft nu ten doel aan te geven op welke wijze een 5 ditherbeeld kan worden verkleind/vergroot zonder dat dit gepaard gaat met de bovengenoemde nadelen.

Aan deze doelstelling wordt volgens de uitvinding bij een werkwijze van in de aanhef genoemde soort voldaan, door de volgende stappen: a) het reconstrueren van het grijswaardenbeeld uit het ditherbeeld 10 b) het vergroten/verkleinen van het grijswaardenbeeld resulterend uit stap a), en c) het ditheren van het vergrote/verkleinde grijswaardenbeeld resulterend uit stap b) met behulp van een dithermatrix.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt het eigenlijke ver-15 groten/verkleinen derhalve uitgevoerd op een grijswaardenbeeld en niet op een ditherbeeld. Voor het vergroten/verkleinen van een grijswaardenbeeld zijn reeds lang diverse algoritmen bekend die op zich goed functioneren en die niet leiden tot de in het bovenstaande gesignaleerde nadelen zoals de vorming van Moirê-patronen of verlies aan grijswaarden-20 niveau’s.

Elk van de stappen van de werkwijze volgens de uitvinding zal in het volgende in meer detail worden toegelicht.

Een werkwijze voor het reconstrueren van het grijswaardenbeeld uit een ditherbeeld, die toegepast kan worden in stap a) van de werkwijze 25 volgens de uitvinding, is beschreven in een samenhangende octrooiaanvrage van aanvraagster, ingediend tegelijkertijd met de onderhavige aanvrage. Volgens deze reconstructiewerkwijze wordt de grijswaarde voor elk beeldelement bepaald door in een gesloten gebied rond het beschouwde beeldelement, welk gebied een aantal pixels omvat gelijk aan het 30 aantal verschillende drempelwaarden in de dithermatrix en elke pixel ontstaan is door ditheren met een verschillende drempelwaarde, het aantal pixels met de waarde 1 te tellen en de som van dit aantal gelijk te stellen aan de grijswaarde, waarbij de som 0 overeenkomt met geheel wit en een som gelijk aan het aantal beeldelementen in het genoemde gebied 35 overeenkomt met geheel zwart. Voor meer details wordt verwezen naar de bedoelde samenhangende aanvrage.

Methoden voor het vergroten/verkleinen van grijswaardenbeelden die toegepast kunnen worden in stap b) van de werkwijze volgens de uivin-ding, zijn zoals reeds werd opgemerkt, in diverse uitvoeringsvormen be-40 kend. Zoals in figuur 1 is aangegeven kan door vermenigvuldigen van de 8501844 * * 3 beeldpuntsafstanden met een voorafbepaalde vergrotings/verkleiningsfac-tor b/a een nieuw beeldpuntraster met tussenafstanden b worden verkre-gen.Dit nieuwe raster moet nu getransformeerd worden naar een volgend gewenst raster door de grijswaarden te berekenen van de tussenliggende 5 beeldpunten van het gewenste raster dat overeenstemt met het raster van de oorspronkelijke afbeelding. Een geschikt algoritme voor het bepalen van de grijswaarde van nieuwe beeldpunten, die door vergroten/verkleinen van het oorspronkelijke beeld op een andere plaats dan de oorspronkelijke beeldpunten komen te liggen, is de bi-lineaire interpolatie die 10 aan de hand van figuur 2 kort zal worden verklaard.

Figuur 1 toont een deel van een beeldraster met vier beeldpunten ¢0,0), (0,1), (1,0) en (1,1). De lengte van de vertikale lijn f(0,0), f(0,l), f(l,0) en f(l,l) die op elk van de beeldpunten is uitgezet vertegenwoordigt de grijswaarde van het respectieve beeldpunt. Ge- 15 vraagd wordt nu de waarde van f(x,y) behorend bij een verder beeldpunt (x,y) dat op de getoonde wijze gepositioneerd is tussen de vier bekende beeldpunten.

Uit de figuur blijkt dat: f(x,0) =* f(0,0) + x[f(1,0) - f(0,0)] 20 f(x,l) = f(0,l) + y[f(l,l) - f(0,l)] f(x,y) - f(x,0) + y[f(x,l) - f(x,0)]

Substitutie van de bovenste twee vergelijkingen in de oderste vergelijking levert op: f(x,y) = x[f(1»0) - f(0,0)] + y[f(0,l) - f(0,0)] + 25 xy[f(l,l) - f(0,l) - f(l,0) + f(0,0)]

De grijswaarde van elk punt van de vergrote/verkleinde afbeelding kan dus op eenvoudige wijze worden berekend.

Methoden voor het ditheren van het grijswaardenbeeld in stap c) van de werkwijze volgens de uitvinding zijn op zich genoegzaam bekend 30 en behoeven dan ook geen nadere toelichting.

85 0 1 S- -ï -*

Claims

1. Werkwijze voor het vergroten/verkleinen van een ditherbeeld dat met behulp van een dithermatrix is verkregen uit een gerasterd grijswaardenbeeld, gekenmerkt door de volgende stappen: 5 a) het reconstrueren van het grijswaardenbeeld uit het ditherbeeld, b) het vergroten/verkleinen van het grijswaardenbeeld resulterend uit stap a), en c) het ditheren van het vergrote/verkleinde grijswaardenbeeld resulterend uit stap b) met behulp van een dithermatrix.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in stap a) uit een ditherbeeld de grijswaarde voor elk beeldelement bepaald wordt door in een gesloten gebied rond het beschouwde beeldelement, welk gebied een aantal pixels omvat gelijk aan het aantal verschillende drempelwaarden in de dithermatrix en elke 15 pixel ontstaan is door ditheren met een verschillende drempelwaarde, het aantal pixels met de waarde 1 te tellen en de som van dit aantal gelijk te stellen aan de grijswaarde, waarbij de som 0 overeenkomt met geheel wit en een som gelijk aan het aantal beeldelementen in het genoemde gebied overeenkomt met geheel zwart.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat voor het vergroten/verkleinen van het grijswaardenbeeld in stap b) gebruik wordt gemaakt van een op zich bekende bi-lineaire interpolatie. 8501844 #· -w'*- «V Verbetering van errata in de beschrijving en conclusies behorende bij de octrooiaanvrage no- 8501844 ten name van Océ-Nederland B-V. Voorgesteld door Aanvraagster bij brief van 9 juli 1985. Op blz. 3 dient "+ f (0,0)" aan regel 25 te worden toegevoegd. Inlas, in te voegen op blz. 3» na regel 27i "De grijswaarden van de beeldpunten van het vergrote/verkleinde beeld kunnen ook op een alternatieve wijze door middeling bepaald worden. Deze alternatieve wijze zal in het hiernavolgende verduidelijkt worden. Zoals uit Fig. 1 blijkt bestaat het gereconstrueerde grijswaardenbeeld uit een aantal beeldelementen van a bij a, waarbij binnen elk beeldelement de grijswaarde overal gelijk is. Het nieuwe beeldpuntenraster verdeelt het gereconstrueerde grijswaardenbeeld in een aantal deelbeeldjes van b bij b. Elk deelbeeldje behoort bij een beeldpunt van het vergrote/verkleinde grijswaardenbeeld. Een goede maat voor de grijswaarde van het bij het deelbeeldje behorende beeldpunt blijkt de gemiddelde grijswaarde van het deelbeeldje te zijn. Dit gemiddelde wordt verkregen door integratie van de grijswaarden over het door het deelbeeldje bepaalde gebied van b bij b en vervolgens het integratieresultaat te delen door de oppervlakte b2. In het geval dat de grijswaarde zo veel verkleind moet worden dat de deelbeeldjes een groot aantal beeldelementen van het gereconstrueerde grijswaardenbeeld omvatten verdient de grijswaardebepaling door middel van middeling de voorkeur boven de grijswaardebepaling door middel van bilineaire transformatie. Bij de bilineaire transformatie worden namelijk voor de bepaling van de grijswaarden van het vergrote/verkleinde beeld slechts vier grijswaarden van het gereconstrueerde grijswaardenbeeld gebruikt. Echter bij de middeling worden alle in het deelbeeldje voorkomende grijswaarden gebruikt, zodat eventueel in het gereconstrueerde grijswaardenbeeld aanwezige hoogfrequent beeldinformatie bij de grijswaardebepaling door middeling weinig invloed heeft op de beeldkwaliteit van het verkleinde beeld. Dit in tegenstelling met de grijswaardebepaling door middel van bilineaire transformatie, waarbij in geval van aanwezigheid van hoogfrequente beeldinformatie als gevolg van de grote invloed van een individueel beeldelement de grijswaarde relatief vaak foutief bepaald zal worden." 8501844 Toe te voegen conclusies

"4. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat ten behoeve van de uitvoering van stap b), 1. het gereconstrueerde grijswaardenbeeld volgens een bepaald raster wordt verdeeld in een aantal gelijke deelbeeldjes, 2. aan elk deelbeeldje een beeldpunt van het vergrote/verkleinde beeld wordt toegekend op een wijze waarbij de onderlinge rangschikking van de beeldpunten overeenkomt met de onderlinge rangschikking van de deelbeeldjes, 3. de gemiddelde grijswaarde binnen elk deelbeeldje wordt bepaald, en 4. de bepaalde gemiddelde grijswaarde van elk deelbeeldje aan het met dit deelbeeldje overeenkomend beeldpunt wordt toegekend. 850