NL9100275A - Werkwijze voor beeldbewerking, scan/afdruksysteem voor uitvoeren van de werkwijze en beeldselectieeenheid voor toepassing in het scan/afdruksysteem. - Google Patents

Description

WERKWIJZE VOOR BEELDBEWERKING, SCAN/AFDRUKSYSTEEM VOOR UITVOEREN VAN DE WERKWIJZE EN BEELDSELECTIEEENHEID VOOR TOEPASSING IN HET SCAN/AFDRUKSYSTEEM

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bewerken van een reeks beeldsignalen welke zijn verkregen door foto-elektrisch een document af te tasten en waarbij elk beeldsignaal de optische dichtheid van een beeldpunt op het document representeert, omvattende - het genereren van een selectiesignaal aan de hand van de beeldsignalen waarbij de waarde van het selectiesignaal afhankelijk is van verschillen tussen de optische dichtheden van naburige beeldpunten, - ten minste twee onderling verschillende beeldbewerkingen op een reeks beeldsignalen waarbij elke beeldbewerking een groep van bewerkte beeldsignalen oplevert, - het aan de hand van het selectiesignaal selecteren van bewerkte beeldsignalen uit één van de groepen bewerkte beeldsignalen.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een scan/afdruksysteem omvattende - een scaneenheid voor het verkrijgen van meerwaardige beeldsignalen door foto-elektrisch een document af te tasten en waarbij een waarde van een meerwaardig beeldsignaal de optische dichtheid van een beeldpunt op het document representeert, - een afdrukeenheid voor het afdrukken van tweewaardige beeldsignalen, - een beeldselectieeenheid omvattende - een beeldbewerkingseenheid voor het bewerken van een reeks hieraan toegevoerde meerwaardige beeldsignalen waarbij de beeldbewerkingseenheid ten minste twee onderling verschillende groepen bewerkte beeldsignalen genereert - selectiemiddelen voor het genereren van een selectiesignaal aan de hand van aan de selectiemiddelen toe te voeren meerwaardige beeldsignalen waarbij de waarde van het selectiesignaal afhankelijk is van verschillen tussen de optische dichtheden van naburige beeldpunten, en - schakelmiddelen voor het aan de hand van het selectiesignaal selecteren van bewerkte beeldsignalen uit één van de twee groepen bewerkte beeldsignalen.

Een dergelijke werkwijze en inrichting is bekend uit US-A 4,742,400. Een hierin beschreven digitaal kopieerapparaat omvat een als laserprinter uitgevoerde afdrukeenheid welke hooguit twee grijswaardeniveau's kan afdrukken. Een scaneenheid levert met beeldpunten corresponderende beeldsignalen welke 64 grijswaardeniveau's kunnen representeren. Om voorde laserprinter geschikte tweewaardige beeldsignalen te verkrijgen, wordt gebruik gemaakt van een omzetbewerking waarbij meerwaardige beeldsignalen zodanig worden omgezet naar tweewaardige beeldsignalen dat hiermee een voor het oog met de oorspronkelijke grijswaarde corresponderende indruk wordt verkregen.

De bekende inrichting omvat een beeldbewerkingseenheid welke een eerste groep tweewaardige beeldsignalen genereert welke verkregen worden na een omzetbewerking waarbij een met de gewenste grijswaarde overeenkomend aantal beeldpunten in een matrix van 8 bij 8 beeldpunten volgens een vast patroon worden gerangschikt. Deze bewerking wordt vaak ditheren genoemd.

Een nadeel van ditheren is echter dat bij scherpe overgangen in een afgetast beeld, zoals bijvoorbeeld bij letters of lijnen, deze overgangen door het resolutieverlagend effect van de gebruikte matrix onscherp worden afgedrukt. Bij dergelijke beeldinformatie kan dan beter worden volstaan met een omzetbewerking gebaseerd op een drempeling per beeldpunt en niet per matrix van beeldpunten.

Echter in het geval dat letters of lijnen verschillende grijswaarden kunnen aannemen, zoals bijvoorbeeld bij gekleurde teksten, of de achtergrond gekleurd is, kan ditheren met een matrix met minder beeldpunten een acceptabele tussenweg zijn.

In de bekende inrichting genereert de beeldbewerkingseenheid dan ook een tweede groep van tweewaardige beeldsignalen welke verkregen zijn door een omzetbewerking volgens dit principe. De beeldbewerkingseenheid omvat daartoe een middelingseenheid welke beeldpunten over een sub-matrix van 2 bij 2 middelt en een sub-matrix eenheid welke deze gemiddelde waarden weer onderwerpt aan een ditherbewerking met een 8 bij 8 matrix. Hierdoor wordt enerzijds een redelijke randscherpte behouden terwijl een grijswaarde niet geheel verloren gaat.

Een ander nadeel van ditheren is de interferentie door de dithermatrix met rasterpatronen hetgeen aanleiding geeft tot Moiré-effecten in de afdruk. Dan kan weer beter gebruik worden gemaakt van een omzetbewerking gebaseerd op het bekende error-diffusion algoritme. Hierbij wordt gedrempeld per beeldpunt en wordt de gemaakte afrondingsfout doorgegeven aan één of meerdere naburige beeldpunten.

Bij gebruik van meer dan één omzetbewerking voor het omzetten van meerwaardige signalen naar tweewaardige signalen, zoals het geval is bij de bekende inrichting, is het noodzakelijk om de beeldsignalen te selecteren naar informatieinhoud zoals tekst of foto. Op basis van een dergelijke selectie kunnen de beeldsignalen, afhankelijk van de door de beeldsignalen gerepresenteerde beeldinformatie, selectief door één van de omzetbewerkingen worden omgezet of kunnen de door verschillende omzetbewerkingen gegenereerde beeldsignalen selectief worden gekozen.

In de bekende beeldbewerkingseenheid vindt door de selectiemiddelen een selectie van beeldsignalen plaats uit één van de twee groepen van tweewaardige beeldsignalen waarbij de selectie per beeldgebied wordt bepaald door de grootte van randovergangen in het beeldgebied. Via de schakelmiddelen worden de geselecteerde tweewaardige beeldsignalen dan toegevoerd aan de laserprinter.

Echter, een bij het selecteren gemaakte fout betekent dat een niet optimale groep tweewaardige signalen wordt gekozen waardoor de uiteindelijk afdruk, zeker plaatselijk, van een slechtere kwaliteit kan zijn dan het origineel.

Het optreden van een fout in het selecteren zal bijvoorbeeld kunnen optreden bij zwakke informatie zoals bijvoorbeeld weinig contrastrijke letters of lijnen.

Voorts kunnen, in een beeldgebied met beeldinformatie waarbij de selectie plaatsvindt vlak tegen een selectiedrempel aan, kleine veranderingen in beeldinformatie aanleiding geven tot veel wisselende selecties. Hierdoor kan een uniform karakter van een beeldgebied worden verstoord.

Verder kunnen beeldgebieden met beeldinformatie welke gelijkmatig toe- of afneemt met betrekking tot bijvoorbeeld ruimtelijke frequentie, een abrupte overgang krijgen door een bij een bepaalde frequentie optredende andere selectie.

De uitvinding stelt zich ten doel dit bezwaar en andere bezwaren te voorkomen.

De werkwijze overeenkomstig de uitvinding bereikt dit doel doordat de ten minste twee beeldbewerkingen beeldfilterbewerkingen en de bewerkte beeldsignalen gefilterde beeldsignalen zijn waarbij de geselecteerde gefilterde beeldsignalen worden onderworpen aan eenzelfde omzetbewerking voor het omzetten van meerwaardige beeldsignalen in tweewaardige rastersignalen geschikt voor het afdrukken door een afdrukinrichting.

Hierdoor wordt bereikt dat geselecteerd wordt uit de, door de filterbewerkingen gefilterde beeldsignalen in tegenstelling tot uit door omzetbewerkingen omgezette beeldsignalen. Doordat deze geselecteerde gefilterde beeldsignalen vervolgens aan eenzelfde omzetbewerking worden onderworpen, treden de eerder genoemde nadelen verbonden met werkwijzen met meer dan één omzetbewerking niet meer op. Foutieve selecties van omzetbewerkingen kunnen namelijk nu niet meer worden gemaakt.

Doordat de beeldsignalen eerst worden bewerkt door een beeldfilterbewerking, zijn deze beter geschikt om te worden onderworpen aan dezelfde omzeteenheid. Een eventuele foutieve selectie van een beeldfilterbewerking blijkt uiteindelijk minder storend te zijn dan een foutieve selectie van een omzetbewerking.

Het scan/afdruksysteem overeenkomstig de uitvinding bereikt dit doel doordat de beeldbewerkingseenheid is uitgevoerd als een beeldfiltereenheid en de gegenereerde bewerkte beeldsignalen gefilterde beeldsignalen zijn waarbij de geselecteerde gefilterde beeldsignalen worden toegevoerd aan eenzelfde, door het scan/afdruksysteem omvatte omzeteenheid voor het omzetten van meerwaardige beeldsignalen in tweewaardige beeldsignalen.

De beeldbewerkingseenheid omvat, in tegenstelling tot de bekende inrichting, geen omzetbewerkingen uitvoerende omzeteenheden maar een, verschillende groepen gefilterde beeldsignalen genererende beeldfiltereenheid. Dit heeft ten gevolge dat een selectie plaatsvindt van beeldsignalen verkregen door beeldfilterbewerkingen en niet door omzetbewerkingen zoals in de bekende inrichting. De geselecteerde gefilterde beeldsignalen worden vervolgens altijd naar eenzelfde omzeteenheid toegevoerd.

Verschillende categorieën beeldinformatie, zoals bijvoorbeeld tekst- en lijninformatie, grijswaardeinformatie of zwakke informatie, zoals weinig contrastrijke tekst en lijnen, welke normaliter niet aan eenzelfde omzetbewerking kunnen worden onderworpen, moeten nu door de verschillende beeldfilterbewerkingen zodanig worden aangepast of gefilterd, dat dit nu wel kan.

Voor dit doel zijn verschillende geschikte beeldfilterbewerkingen mogelijk.

Voor de omzetbewerking kan worden gekozen uit bekende omzetbewerkingen zoals bijvoorbeeld ditheren of error diffusion.

Een mogelijke uitvoeringswerkwijze wórdt gekenmerkt doordat ten minste één beeldfilterbewerking successievelijk een middelingsbewerking en een randscherpteverhogingsbewerking omvat.

Deze beeldfilterbewerking is geschikt voor beeldgebieden waar gemiddelde contrastovergangen optreden. De middelingsbewerking dient voor het onderdrukken van eventuele hoogfrequente ruis of rasters terwijl de randscherpteverhogingsbewerking dient om de door de middelingsbewerking ontstane uitsmering weer te compenseren. De gefilterde beeldsignalen zullen nu minder aanleiding geven tot het introduceren van Moiré-effecten of versterking van ruis door de omzetbewerking.

Een andere uitvoeringswerkwijze wordt gekenmerkt doordat ten minste één beeldfilterbewerking successievelijk een middelingsbewerking en een niet-lineaire randscherpteverhogingsbewerking omvat

Deze filterbewerking is geschikt voor beeldgebieden waar geringe of geen contrastovergangen optreden, zoals bijvoorbeeld weinig contrastrijke lijnen of letters en zeer fijne rasters. Het belangrijkste doel van deze bewerking is dan ook om het na de middelingsbewerking resterend contrast zodanig te verbeteren dat de informatie door de omzetbewerking niet verloren gaat. Dit wordt bereikt door de niet-lineaire randscherpteverhogingsbewerking.

Een volgende uitvoeringswerkwijze wordt gekenmerkt doordat ten minste één beeldfilterbewerking een randscherpteverhogingsbewerking omvat.

Deze beeldfilterbewerking is geschikt voor beeldgebieden waar sterke contrastovergangen optreden zoals bij scherp afstekende teksten, lijnen of grove rasters. Hier mag geen ruimtelijke uitsmering optreden zodat een middelingsbewerking hier ontbreekt. Om een ruimtelijke uitsmering door de omzetbewerking te compenseren worden de contrastovergangen extra versterkt.

Een, in combinatie met de genoemde filterbewerkingen geschikte selectie van beeldsignalen, wordt bij een scan/afdrukinrichting waarbij de selectiemiddelen een laagdoorlaatfilter en hiermee verbonden randdetectiemiddelen omvatten, verkregen doordat - de randdetectiemiddelen randsignalen genereren welke een maximaal absoluut verschil in waarde van binnen een reeks aan de randdetectiemiddelen toegevoerde - beeldsignalen representeren, en - de selectiemiddelen een het selectiesignaal genererende beslissingseenheid omvatten waaraan de randsignalen worden toegevoerd.

Op basis van deze, aan de selectiemiddelen toe te voeren randsignalen kunnen nu met voordeel de genoemde filterbewerkingen worden geselecteerd.

De werkwijze, het scan/afdruksysteem en de beeldselectieeenheid zullen, met de hierbij genoemde voordelen en andere nog niet genoemde voordelen, worden toegelicht aan de hand van de volgende figuren, waarin :

Fig. 1 een werkwijze weergeeft volgens de stand van de techniek voor het bewerken van beeldinformatie ten behoeve van het verkrijgen van tweewaardige afdruksignalen,

Fig. 2 de werkwijze weergeeft volgens de uitvinding voor het bewerken van beeldinformatie ten behoeve van het verkrijgen van tweewaardige afdruksignalen,

Fig. 3 een uitvoering van de werkwijze uit Fig. 2 weergeeft Fig. 4 een beeldselectieeenheid overeenkomstig de uitvinding weergeeft, en Fig.5 de werking van een, door de beeldselectieeenheid van Fig. 4 omvatte beslissingseenheid weergeeft.

In Fig. 1 is een uit de stand van techniek bekende werkwijze 1 weergegeven voor het zodanig bewerken van door aftasting verkregen beeldinformatie dat deze geschikt is om met twee intensiteitsniveau's te worden afgedrukt. De afgetaste beeldinformatie wordt gerepresenteerd door beeldsignalen f welke zijn verkregen door foto-elektrisch, met bijvoorbeeld een CCD-array een document 2 te scannen in een aftaststap 3. Bij een digitale werkwijze worden de analoge beeldsignalen via een, niet weergegeven analoog-digitaal conversiestap geconverteerd naar digitale beeldsignalen f. Een door een digitaal beeldsignaal f gerepresenteerd getal correspondeert dan met de optische dichtheid of grijswaarde van een beeldpunt of pixel van het afgetaste document 2. Het oplossend vermogen kan hierbij bijvoorbeeld 400 dpi (beeldpunten of dots per inch) bedragen terwijl de grijswaarde bijvoorbeeld 256 waarden kan weergeven (bij een 8-bits getal). Deze werkwijze komt bijvoorbeeld voor bij documentscanners toegepast in facsimile-systemen of digitale kopieersystemen zoals beschreven in het US-A 4,707,745.

De verkregen digitale beeldsignalen f worden, al dan niet via digitale buffergeheugens, gelijktijdig onderworpen aan een selectiestap 4 en aan een eerste en tweede omzetbewerking 5 en 6.

De onderling verschillende omzetbewerkingen 5 respectievelijk 6 zetten de meerwaardige, bijvoorbeeld 8-bits getallen representerende beeldsignalen f om in tweewaardige 1-bitsgetallen representerende rastersignalen g1 respectievelijk g2.

Hierbij zijn de rastersignalen g1 en g2 dan geschikt voor toevoer aan bijvoorbeeld zwart-wit afdrukkende inrichtingen, zoals matrix-, laser- of LED-printers. Dergelijke omzetbewerkingen worden ook wel aangeduid als halftoning.

Er zijn verschillende uitvoeringen voor omzetbewerkingen bekend. Een eenvoudige omzetbewerking wordt verkregen door alleen te drempelen ten opzichte van een grijsniveau. Een grijswaarde boven dit grijsniveau of drempel krijgt bijvoorbeeld de waarde 1 en beneden dit niveau de waarde 0. Meer geavanceerde omzetbewerkingen zijn gebaseerd op ditheren en error-diffusion zoals beschreven in bijvoorbeeld "Digital Halftoning" van Robert Ulichney, MIT Press 1987.

Een gegeven omzetbewerking is echter alleen optimaal voor een bepaalde categorie beeldinformatie. Bijvoorbeeld drempelen voor tekst, ditheren voor foto's en errordiffusion voor rasters. Hierom wordt ook vaak gebruik gemaakt van verschillende omzetbewerkingen waarbij elke omzetbewerking alleen maar wordt toegepast op voor de omzetbewerking optimale beeldinformatie.

In de bekende werkwijze volgens Fig. 1 wordt dit gerealiseerd door in de selectiestap 4 te schakelen 7 tussen de door de eerste omzetbewerking 5, respectievelijk tweede omzetbewerking 6 gegenereerde eerste en tweede groep bewerkte tweewaardige rastersignalen g1 respectievelijk g2. De geselecteerde rastersignalen worden vervolgens in een afdrukstap 8 gebruikt voor het maken van een afdruk 9. In de selectiestap 4 wordt op basis van de hieraan eveneens onderworpen beeldsignalen f, bepaald welke met de beeldsignalen corresponderende beeldgebieden geschikt zijn voor öf de eerste omzetbewerking 5 óf de tweede omzetbewerking 6. Op basis van in deze selectiestap 4 geselecteerde beeldgebieden, wordt het schakelen 7 bepaald.

De selectiestap 4 omvat het onderscheiden van de beeldsignalen f op basis van verschillen in optische dichtheden van naburige beeldpunten. Dit onderscheiden, vaak ook wel aangeduid met segmenteren, kan op verschillende bekende wijzen worden gerealiseerd. Afhankelijk van de gekozen omzetbewerking, 5 of 6, kan de selectiestap 4 het detecteren van een raster omvatten door het bepalen van de afzonderlijke rasterpunten (EP-A 0 291 000) of door het tellen van het aantal zwart/wit overgangen (US-A 4,782,399). Ook kan de selectiestap 4 het detecteren van contrasten omvatten door middel van het bepalen van een maximaal contrast in een analysegebied (EP-A 0 318 950) of het bepalen van het aantal contrastovergangen. In het algemeen worden door de selectiestap 4 lokaal en per document zogenaamde karaktergebieden onderscheiden van zogenaamde fotogebieden. Deze laatste kunnen zelf gerasterde informatie bevatten.

Het schakelen 7 kan, in een eenvoudige uitvoering, worden uitgevoerd via een logische schakeling van AND- en OR-poorten (US-A 4,742,400) waardoor, afhankelijk van een door de selectiestap 4 verkregen logisch signaal, de bewerkte rastersignalen g1 of g2 automatisch en per beeldelement worden geschreven in bijvoorbeeld een, ten behoeve van het afdrukken 8 aanwezig bitmapgeheugen.

In Fig. 2 is een werkwijze 10 voor het converteren van de beeldsignalen f naar de rastersignalen g volgens de uitvinding weergegeven. De beeldsignalen f zijn evenals in Fig. 1, verkregen door in een aftaststap 3 een document 2 foto-elektrisch af te tasten. De rastersignalen g worden gebruikt, evenals de in Fig. 1 weergegeven rastersignalen g1/g2, voor het maken, in een afdrukstap 8, van een afdruk 9. Evenals in de in Fig 1 weergegeven werkwijze 1, wordt hier aan de hand van de selectiestap 4, geschakeld 7 tussen verschillende groepen bewerkte beeldsignalen. Het verschil met de bekende werkwijze 1 is dat dit schakelen 7 nu plaatsvindt tussen verschillende, door verschillende beeldfilterbewerkingen 11,12 en 13 gefilterde groepen beeldsignalen f1, f2 en f3. Met deze beeldfilterbewerkingen 11,12 en 13 worden de toegevoerde, grijswaarden representerende beeldsignalen f niet omgezet in tweewaardige, zwart/wit waarden representerende rastersignalen g, maar in, met de toegevoerde beeldsignalen f gecorreleerde, gefilterde grijswaardesignalen f1, f2 en f3. De door het schakelen 7 geselecteerde gefilterde beeldsignalen f1, f2 en f3 worden vervolgens door hooguit één omzetbewerking 5/6 omgezet naar tweewaardige rastersignalen g. De beeldfilterbewerkingen 11,12 en 13 bewerken de beeldsignalen f zodanig dat althans een volgens de selectiestap 4 bepaalde selectie hieruit beter geschikt is om te worden onderworpen aan één omzetbewerking 5/6 dan eenzelfde selectie uit de oorspronkelijke beeldsignalen f. Hiertoe geschikte beeldfilterbewerkingen worden hierna besproken.

In Fig. 3 is een eerste uitvoeringsvorm weergegeven van de in Fig. 2 weergegeven werkwijze 10. Hierin is met name een uitvoering aangegeven van de beeldfilterbewerkingen 11,12 en 13 waarbij voor de omzetbewerking 5/6 is gekozen voor error-diffusion.

De beeldfilterbewerking 11 omvat een eerste middelingsbewerking 14 en een niet-lineaire randscherpteverhogingsbewerking 15.

De eerste middelingsbewerking 14 heeft als eerste functie het onderdrukken van hoogfrequente ruis zoals bijvoorbeeld kleine clusters van contrastrijke beeldpunten. Eert tweede functie is het laten dichtvloeien van fijne rasters vanaf ongeveer 28 punten/cm in diagonale richting. Dit onderdrukt bij het afdrukken Moiré-effecten tengevolge van de omzetbewerking 5/6.

Een geschikte middelingsbewerking 14 wordt verkregen door per beeldelement (i,j), met i en j de coördinaatassen in de hoofdscanrichting respectievelijk de doorvoerrichting, het corresponderende beeldsignaal f(i,j) te vervangen door een gemiddelde e1 (i,j) van een aantal naburige beeldsignalen. Het hiervoor toegepaste algoritme is:

[1] waarin - a1 = 1/8 - N = 1

[2]

Hierbij is a1 instelbaar en kan een waarde tussen O en 2 aannemen.

De niet-lineaire randscherpteverhogingsbewerking 15 heeft als eerste functie de door het middelen 14 ontstane onscherpte in nog te onderscheiden randovergangen weer op te heffen voorzover dit nog mogelijk is. Een tweede functie is het versterken van zeer zwakke of contrastarme randinformatie zodat deze bij de omzetbewerking 5/6 niet verloren gaat. Het behoud van deze informatie heeft dan ook de prioriteit bij de beeldfilterbewerking 11. Vandaar dat bij voorkeur is gekozen voor een niet-lineaire in plaats van een lineaire bewerking. Door het niet-lineaire karakter zullen randovergangen extra worden versterkt.

Een geschikte niet-lineaire bewerking is het per beeldelement (if j) bepalen van een maximale absolute waarde a(i,j) van verschillen in de waarden voor e1 van naburige beeldelementen en het per beeldelement met een bepaalde gewichtsfactor a2 optellen van de aldus bepaalde waarde a(i,j) bij de oorspronkelijke waarde e1 (i,j) voor het verkrijgen van het uiteindelijke signaal f1 (i,j).

Stel het deel van het beeld rond e1(i,j) wordt gegeven door de volgende waarden (met e1(U) = pc):

[3]

Hieruit worden de onderlinge verschillen bepaald: difr = pc - pr difu = pc-pu [4] difl = pc-pl difd = pc - pd

Vervolgens wordt het maximale en het minimale verschil bepaald : maxdif = MAX(difr,difu,difl,difd) en [5] mindif = MIN(difr,difu,difl,difd)

Voora(i,j) geldt dan: a(i,j)= maxdif als maxdif > ABS(mindif) mindif als maxdif < ABS(mindif) of [6]

Het uiteindelijke signaal wordt dan verkregen via: f1(i,j) = e1(i,j) + a2.a(i,j) [7]

Hierbij is a2 instelbaar en kan een waarde tussen 0 en 2 bezitten. Een geschikt gebleken waarde voor a2 is 1.5.

De beeldfilterbewerking 12 omvat een tweede middelingsbewerking 16 en een eerste lineaire randscherpteverhogingsbewerking 17.

De tweede middelingsbewerking 16 heeft dezelfde functies als de eerste middelingsbewerking 14 en is op parameters na identiek aan deze. De gefilterde signalen worden weergegeven met e2 (i, j).

De eerste lineaire randscherpteverhogingsbewerking 17 heeft, overeenkomstig de niet-lineaire randscherpteverhogingsbewerking 15, de functie de door de tweede middelingsbewerking 16 ontstane onscherpte in nog te onderscheiden randovergangen weer op te heffen. Aangezien de beeldfilterbewerking 12 is bedoeld voor informatie met een gemiddeld contrast heeft een randscherpteverbetering niet meer de hoogste prioriteit.

De informatie gaat dankzij het al aanwezig gemiddeld contrast bij het afdrukken niet meer verloren. Daarom is nu bewust gekozen voor een lineaire bewerking teneinde eventuele vervorming, zoals een lokale grijswaardeversterking bij randen te voorkomen. Een hiervoor geschikte bewerking is een zogenaamd Laplace-algoritme. Deze wordt gegeven door:

[8] waarin - N = 2

Hierbij is a3 instelbaar en kan een waarde tussen O en 2 aannemen.

De derde beeldfilterbewerking 13 is bedoeld voor contrastrijke en sterke informatie zoals bijvoorbeeld duidelijk ten opzichte van de ondergrond afstekende letters en grove i rasters. Hierbij is, om informatieverlies te voorkomen een ruimtelijke vervorming niet toegestaan.

De beeldfilterbewerking 13 bevat dan ook alleen een tweede lineaire randscherpteverhogingsbewerking 18. Deze heeft als doel de randscherpte te versterken als compensatie van een uitsmerende werking van de omzetbewerking 5/6. Een geschikt i algoritme hiervoor is, op parameters na identiek aan het algoritme toepast bij de eerste lineaire randscherpteverhogingsbewerking 17.

Binnen de uitvinding vallende andere werkwijzen worden verkregen door weglaten van één van de beschreven beeldfilterbewerkingen 11,12 en 13. Een andere werkwijze wordt verkregen door bijvoorbeeld het weglaten van de beeldfilterbewerking 11. Eveneens wordt een binnen de uitvinding vallende werkwijze verkregen door het toevoegen van een vierde beeldfilterbewerking aan de drie genoemde.

Voor een vakman is het voorts duidelijk dat er, naast de genoemde algoritmen voor middeling en randscherpteverhoging andere, eenzelfde functionaliteit bezittende alternatieve algoritmen mogelijk zijn. Afhankelijk van scannereigenschappen, zoals oplossend vermogen of grijswaardeonderscheidend vermogen, de te verwachten informatieinhoud van documenten of het type omzetbewerking in relatie met de afdrukeigenschappen van een afdruksysteem, kan het noodzakelijk zijn de algoritmen hierop aan te passen om dezelfde functionaliteit te behouden.

De genoemde algoritmen zijn bijvoorbeeld geschikt gebleken als de omzetbewerking 5/6 voor het afdrukken gebaseerd is op error-diffusion.

In het geval van de middelingsbewerkingen14 en 16 kan bijvoorbeeld een ander middelingsgebied of een andere weging van in het middelingsgebied liggende waarden worden gekozen. Daarnaast is een algoritme gebaseerd op een ander middelingsprincipe, zoals bijvoorbeeld het zogenaamd mediaan filteren, ook mogelijk.

In het geval van de niet-lineaire randscherpteverhogingsbewerking 15zijn ervoor de vakman eveneens andere, niet-lineaire algoritmen voor randscherpte verhoging beschikbaar zoals een, eveneens eenvoudige niet-lineaire diagonaal bewerking ( deze staat bekend als de kwadratische Roberts bewerking): f1(U) = {[e1(i,j)-e1(i + 1,j + 1)]2 + [e1(i,j + 1)-e1(i + 1,j)]2}1/2 [9]

Deze en andere alternatieve niet-lineaire randscherpte verhogingsbewerkingen worden bijvoorbeeld beschreven in 'Digital Image Processing', William K. Pratt, John Wiley & Sons, New York 1978, pagina 487 e.v. 'Nonlinear Edge Enhancement Methods'.

Met betrekking tot alternatieve lineaire randscherpteverhogingsbewerkingen wordt hierbij volstaan naar de bovengenoemde literatuur te verwijzen.

De beschreven bewerkingen kunnen enerzijds volledig in software worden uitgevoerd met behulp van een programma in een zogenaamde 'general purpose' rekenaar en anderzijds met elektronische hardware componenten zoals vertragingseenheden, comparatoren, flip-flops, lijnbuffers, multiplexers en dergelijke. Daarbij kan weer gebruik worden gemaakt van algemeen verkrijgbare zogenaamde 'dedicated' componenten voor gestandaardiseerde bewerkingen. De overwegingen die hierbij een rol spelen zijn van bedrijfseconomische aard.

In Fig. 4 is een beeldselectieeenheid overeenkomstig de uitvinding weergegeven. Deze is geschikt om de in Fig. 3 weergegeven werkwijze 10 uit te voeren

Een eerste beeldfiltereenheid, geschikt voor het uitvoeren van de beeldfilterbewerking 11, wordt gevormd door een laagdoorlaatfilter 20 en een niet-lineair hoogdoorlaatfilter21.

Een tweede beeldfiltereenheid, geschikt voor het uitvoeren van de beeldfilterbewerking 12, wordt gevormd door eveneens het laagdoorlaatfilter 20 en een eerste lineair hoogdoorlaatfilter 22.

Een derde beeldfiltereenheid, geschikt voor het uitvoeren van de beeldfilterbewerking 13, wordt gevormd door een tweede lineair hoogdoorlaatfilter 23.

Selectiemiddelen voor het uitvoeren van de selectiestap 4, worden gevormd door het laagdoorlaatfilter 20, het niet-lineaire hoogdoorlaatfilter 21 en een beslissingseenheid 24.

Schakelmiddelen voor het schakelen 7 worden gevormd door een multiplexer 25.

Het laagdoorlaatfilter 20 is geschikt voor het uitvoeren van de middelingsbewerking volgens [1] en [2], het niet-lineaire hoogdoorlaatfilter 21 is geschikt voor het uitvoeren van de niet-lineaire randscherpteverhogingsbewerking volgens [3] tot en met [7] en het eerste en tweede lineaire hoogdoorlaatfilter 22 en 23 zijn geschikt voor het uitvoeren van de lineaire randscherpteverhogingsbewerking volgens [8].

De beslissingseenheid 24 genereert een selectiesignaal mode (i,j) op basis waarvan de multiplexer 25 één van de door de drie genoemde beeldfiltereenheden gegenereerde signalen, f1 (i,j), f2(i,j) en f3(i,j), doorschakelt. De beslissingseenheid 24 bepaalt het selectiesignaal mode(i,j) op basis van de door het niet-lineaire hoogdoorlaatfilter 21 gegenereerde signalen a(i,j) (zie [6]). Het door het laagdoorlaatfilter 20 gegenereerde signaal e(i,j) wordt hierbij zowel aan het niet-lineaire hoogdoorlaatfilter 21 alswel aan het eerste lineaire hoogdoorlaatfilter 22 toegevoerd. Het niet-lineaire hoogdoorlaatfilter 21 genereert dus behalve het signaal f1 (i,j), ook het randsignaal a(i,j).

Aan de beslissingseenhéid 24 worden nog signalen tl, t2 en m toegevoerd. Deze signalen beïnvloeden de werking van de beslissingseenheid 24. De werking hiervan zal verderop nog worden beschreven.

Verder omvat de beeldselectieeenheid de lijnbuffereenheden 26 en 27 voor het opslaan van in lijnen j gerangschikte beeldsignalen. De door aftasting verkregen beeldsignalen f(i,j) worden lijnsgewijs aangeboden aan de lijnbuffereenheid 26 en het laagdoorlaatfilter 20. In dit geval eerst de lijn met beeldsignalen gegeven door j=0, vervolgens de lijn met j = 1 en zo verder tot de laatste afgetaste lijn van een pagina. Binnen een lijn worden de beeldsignalen achtereenvolgens afzonderlijk aangeboden. In dit geval eerst het beeldsignaal met i = 0, vervolgens met i = 1 en zo verder tot het laatste beeldsignaal van een afgetaste lijn. Voor de signalen e(i,j) geldt hetzelfde.

De lijnbuffereenheid 26 kan 6 en de lijnbuffereenheid 27 kan 5 lijnen opslaan.

Verder omvat de beeldselectieseenheid een geheugeneenheid 28 voor het opslaan van de, voor de genoemde filters bedoelde, parameters a1 tot en met a4.

Verder is aanwezig een stuureenheid 29 voor het genereren van lees- en schrijfsignalen R en W voor de lijnbuffereenheden 26 en 27, het genereren van kloksignalen C voor het synchroniseren van de in- en uitvoer van de genoemde filters, de beslissingseenheid 24 en multiplexer 25 en voor het genereren van algemene stuursignalen S ten behoeve van initialisatie. Ten behoeve van deze initialisatie worden van een scanner afkomstige pagina- en lijnstart/stopsignalen zoals SOP (Start Of Page, SOL(Start Of Line), EOL(End Of Line) en EOP (End OF Page) aan de stuureenheid 29 toegevoerd. Bij een SOP worden alle eenheden geïnitialiseerd. Dit houdt bijvoorbeeld in dat externe signalen zoals tl, t2 en m worden binnengéhaald en dat de parameters a1 tot en meta4in daartoe bestemde registers worden geplaatst. Verder worden bepaalde registers gereset. Bij een SOL wordt gestart met het bewerken van de beeldsignalen terwijl bij een EOL de bewerking voor een lijn, met inachtneming van randen, wordt afgemaakt. Bij een EOP wordt de beeldselectie-eenheid inactief.

Als laatste is nog een vertragingseenheid 30 aanwezig voor het over één kloksignaal C vertragen van een toegevoerd beeldsignaal f3(i,j).

De multiplexer 25 genereert tevens een nieuw SOLO en SOPO signaal ter indicatie aan een volgende eenheid (in casu een omzet- of halftoning eenheid) dat een gefilterde lijn, respectievelijk gefilterde pagina beschikbaar is

Tussen de in Fig. 4 weergegeven filters bestaat een functionele vertraging: bijvoorbeeld als een beeldsignaal f(i + 3,j +3) aan het laagdoorlaatfilter 20 wordt toegevoerd, zal deze nog bezig zijn met het berekenen van e(i + 2,j + 2), het filter 23 met f3(i + 1,j), het filter 21 met a(i,j) en f1 (i,j) en het filter 22 met f2(i,j). Een vertraging in de beslissingseenheid 24 wordt gecompenseerd door, niet in de figuur weergegeven extra vertragingseenheden tussen de uitgangen van de filters 21, 22, 23 en de multiplexer 25.

Het ingangssignaal f, bijvoorbeeld f(i + 3, j + 3), wordt aan de lijnbuffereenheid 26 en aan het laagdoorlaatfilter 20 toegevoerd. Het opslaan en uitlezen uit de lijnbuffereenheid 26 wordt gestuurd door het van de stuureenheid 29 afkomstige leessignaal R en i schrijfsignaal W. Om het aantal geheugen-'accessen’ te beperken wordt kolomsgewijs gelezen en geschreven. Dus, bij een bepaalde waarde van i corresponderend met een door de stuureenheid 29 gegenereerd adres, worden de verschillende lijnbuffers van de lijnbuffereenheid 26 parallel gelezen en beschreven.

Het laagdoorlaatfilter 20 leest, op een door het kloksignaal C bepaald tijdstip, uit de ) lijnbuffereenheid 26 de beeldsignalenf(i + 3,j + 1) enf(i + 3,j + 2) en krijgt rechtstreeks f(i + 3,j + 3) toegevoerd. Het laagdoorlaatfilter 20 genereert zelf het signaal e(i + 2, j + 2) welke rechtstreeks aan het niet-lineaire hoogdoorlaatfilter 21 en het eerste lineaire hoogdoorlaatfilter 22 wordt toegevoerd. Het niet-lineaire hoogdoorlaatfilter leest, ook op het door het kloksignaal C bepaalde tijdstip, uit de lijnbuffereenheid 27 de beeldsignalen j e(i + 2,j-2) en e(i + 2,j) en genereert zelf de signalen a(i,j) enf1(i,j). Het eerste lineaire hoogdoorlaatfilter 22 leest eveneens op hetzelfde tijdstip, uit de lijnbuffereeneenheid 27 de signalen e(i + 2,j-2) en e(i + 2,j) en genereert zelf het signaal f2(i,j). Het tweede lineaire hoogdoorlaatfilter 23 leest op hetzelfde tijdstip uit het lijnbuffergeheugen 26, de signalen f(i + 3, j-2), f(i+3,j) enf(i + 3,j + 2) en genereert zelf het signaal f3(i + 1,j) welke, een i volgend kloksignaal C later, via de vertragingseenheid 30 aan de multiplexer 25 wordt toegevoerd.

De lijnbuffereenheden 26 en 27 compenseren dus de door de gebruikte algoritmen opgelegde functionele vertragingen. Daarnaast kunnen nog door de hardware bepaalde vertragingen bestaan waarmee ook nog rekening moet worden gehouden.

In Fig. 5 wordt door middel van een stroomschema, de werking van de beslissingseenheid 24 uit Fig. 4 beschreven. Deze eenheid vergelijkt de toegevoerde randsignalen a(i,j) met de instelbare drempelwaarden t1 en t2 en beslist op basis hiervan tot de waarde van het uitgangssignaal mode(i,j). Bij mode(i,jj = 0 wordt f1 (i,j), bij mode(i,j) = 1 wordt f2(i,j) en bij mode(i,j) = 2 wordt f3(i,j) geselecteerd door de multiplexer 25.

De beslissingseenheid 24 kan, afhankelijk van de waarde van de instelbare parameter m in drie verschillende bedrijfstoestanden verkeren.

Na het paginastartsignaal SOP worden eerst in een initialisatiestap 31, interne statusregisters de waarde nul gegeven. Deze statusregisters omvatten aan de hoofdscanrichting x gerelateerde statusregisters Sx(i) met i de index van opeenvolgende scanlijnen en aan een beeldpunt j op een scanlijn i gerelateerde statusregisters Sy(i,j). Vervolgens wordt, voor iedere combinatie van i en j, een hierna te beschrijven beslissingsproces doorlopen. Dit beslissingsproces kan, afhankelijk van de waarde van de instelbare parameter m, op drie onderling verschillende wijzen worden doorlopen. In het schema is dit geconcretiseerd door de stand van een schakelaar S welke drie verschillende standen kan innemen afhankelijk van de waarde van m. Eerst zal het beslissingsproces worden beschreven met de schakelaar S in de getekende, met m = 0 overeenkomende stand.

In een vergelijkingstap 32, wordt de absolute waarde van een aan de beslissingseenheid 24 toegevoerd en met het beeldpunt i,j corresponderend randsignaal a(i,j) vergeleken met de drempelwaarde tl. Is de absolute waarde van a(i,j), kleiner dan tl, dan wordt aan het uitvoersignaal mode(i,j) de waarde nul toegekend (33). Vervolgens wordt in een ophoogstap 34 de waarde van i of j opgehoogd waarna opnieuw de vergelijkingstap 32 wordt uitgevoerd.

Als de absolute waarde van a(i,j) groter is dan de drempelwaarde tl, wordt in de vergelijkingstap 35 gekeken of de absolute waarde van a(i,j) nog onder de drempelwaarde t2 blijft waarbij t2 groter is dan t1. Is dit het geval dan wordt aan het uitvoersignaal mode(i,j) de waarde 1 toegekend (36) waarna het beslissingsproces verder gaat met een nieuwe combinatie van i en j.

Is de absolute waarde van a(i,j) zelfs groter dan t2, dan wordt aan het uitgangssignaal mode(i,j) de waarde 2 toegekend (37).

In de met m = 0 aangeduide instelbare bedrijfstoestand van de beslissingseenheid 24 wordt de selectie van een met een beeldpunt i,j corresponderend gefilterd beeldsignaal dus alleen bepaald door de waarde van het met dit beeldpunt i,j corresponderende randsignaal.

In de met m = 1 en m = 2 aangeduide tweede respectievelijk derde bedrijfstoestand, wordt de selectie daarnaast ook nog bepaald door de waarde van het randsignaal van naburige beeldpunten. In deze bedrijfstoestanden worden voor dit doel de statusregisters Sx en Sy gebruikt.

In de bedrijfstoestand met m = 1 krijgen (38) de statusregisters Sx(i +1) en Sy(i,j +1) de waarde 1 als de absolute waarde van het randsignaal a(i,j) groter is dan t2.

In de bedrijfstoestand met m = 2 krijgen (39) dan daarnaast ook de statusregisters Sx(i + 2) en Sy(i,j) de waarde 1.

In een, voor een volgende combinatie van i en j volgend beslissingsproces, wordt in het geval dat de absolute waarde van a(i,j) kleiner is dan t1, in een controlestap 40 gekeken of Sx(i) of Sy(i,j) de waarde 1 hebben. Is dit het geval dan wordt aan het uitgangssignaal mode(i,j) nu de waarde 2 in plaats van 0 toegekend (41).

In het geval dat de absolute waarde van a(i,j) groter is dan t1 maar kleiner dan t2, wordt via een aan (40) identieke controlestap (42) eveneens aan het uitgangssignaal mode(i,j) de waarde 2 toegekend (43).

Vervolgens wordt na toewijzing van een waarde aan mode(i,j), bij de bedrijfstoestand met m = 1 de statusregisters Sy(i,j +1) en Sx(i +1) op nul (44) gezet Bij de bedrijfstoestand met m=2 worden daarnaast ook nog de statusregisters Sy(i,j + 2) en Sx(i + 2) op nul gezet(45).

In de met m = 1 en m = 2 aangegeven bedrijfstoestanden wordt aan het uitgangssignaal modë(i,j) dus altijd de waarde 2 toegekend als in één van de naburige beeldpunten een met deze punten corresponderend randsignaal groter is dan t2.

De keuze met betrekking tot van welke naburige elementen de status door middel van statusregisters moet worden bijgehouden, is voor de beschreven uitvoering geoptimaliseerd. Voor een andere uitvoeringsvorm zal voor de vakman een andere keuze optimaal kunnen blijken.

y /

Claims (15)

1. Werkwijze voor het bewerken van een reeks beeldsignalen welke zijn verkregen doorfoto-elektrisch een document af te tasten en waarbij elk beeldsignaal de optische dichtheid van een beeldpunt op het document representeert omvattende - het genereren van een selectiesignaal aan de hand van de beeldsignalen waarbij de waarde van het selectiesignaal afhankelijk is van verschillen tussen de optische dichtheden van naburige beeldpunten, - ten minste twee onderling verschillende beeldbewerkingen op een reeks beeldsignalen waarbij elke beeldbewerking een groep van bewerkte beeldsignalen oplevert - het aan de hand van het selectiesignaal selecteren van bewerkte beeldsignalen uit een van de groepen bewerkte beeldsignalen, met het kenmerk, dat de ten minste twee beeldbewerkingen beeldfilterbewerkingen en de bewerkte beeldsignalen gefilterde beeldsignalen zijn waarbij de geselecteerde gefilterde beeldsignalen worden onderworpen aan eenzelfde omzetbewerking voor het omzetten van meerwaardige beeldsignalen in tweewaardige rastersignalen geschikt voor het afdrukken door een afdrukinrichting.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat ten minste één beeldfilterbewerking successievelijk een middelingsbewerking en een randscherpteverhogingsbewerking omvat.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat ten minste één beeldfilterbewerking successievelijk een middelingsbewerking en een niet-lineaire randscherpteverhogingsbewerking omvat.

4. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot en met 3, met het kenmerk, dat ten minste één beeldfilterbewerking een randscherpteverhogingsbewerking omvat.

5. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat de middelingsbewerking het substitueren omvat van de waarde van een met een beeldpunt corresponderend beeldsignaal door een, met een eerste gewichtsfactor gewogen som van de waarden van de beeldsignalen welke corresponderen met de het beeldpunt aangrenzende beeldpunten.

6. Werkwijze volgens conclusie 2 of 4, met het kenmerk, dat de randscherpteverhogingsbewerking het substitueren omvat van de waarde van een met een beeldpunt corresponderend beeldsignaal door een, met een tweede gewichtsfactor gewogen resultaat van een Laplace filterbewerking.

7. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de niet-lineaire randscherpteverhogingsbewerking het substitueren omvat van de waarde van een met een beeldpunt corresponderend beeldsignaal door een, met een derde gewichtsfactor gewogen maximaal absoluut verschil in waarde van met naburige beeldpunten corresponderende beeldsignalen ten opzichte van de waarde van het met het beeldpunt corresponderende beeldsignaal.

8. Scan/afdruksysteem omvattende - een scaneenheid voor het verkrijgen van meerwaardige beeldsignalen door foto-elektrisch een document af te tasten en waarbij een waarde van een meerwaardig beeldsignaal de optische dichtheid van een beeldpunt op het document representeert, - een afdrukeenheid voor het afdrukken van tweewaardige beeldsignalen, - een beeldselectieeenheid omvattende - een beeldbewerkingseenheid voor het bewerken van een reeks hieraan toegevoerde meerwaardige beeldsignalen waarbij de beeldbewerkingseenheid ten minste twee onderling verschillende groepen bewerkte beeldsignalen genereert - selectiemiddelen voor het genereren van een selectiesignaal aan de hand van aan de selectiemiddelen toe te voeren meerwaardige beeldsignalen waarbij de waarde van het selectiesignaal afhankelijk is van verschillen tussen de optische dichtheden van naburige beeldpunten, en - schakelmiddelen (25) voor het aan de hand van het selectiesignaal selecteren van bewerkte beeldsignalen uit één van de twee groepen bewerkte beeldsignalen, met het kenmerk, dat de beeldbewerkingseenheid is uitgevoerd als een beeldfiltereenheid en de gegenereerde bewerkte beeldsignalen gefilterde beeldsignalen zijn waarbij de geselecteerde gefilterde beeldsignalen worden toegevoerd aan eenzelfde, door het scan/afdruksysteem omvatte omzeteenheid voor het omzetten van meerwaardige beeldsignalen in tweewaardige beeldsignalen.

9. Scan/afdruksysteem volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de beeldfiltereenheid een laagdoorlaatfilter (20) en een hiermee gekoppeld lineair hoogdoorlaatfilter (22) omvat.

10. Scan/afdruksysteem volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat de beeldfiltereenheid een laagdoorlaatfilter (20) en een hiermee gekoppeld niet-lineair hoogdoorlaatfilter (21) omvat.

11. Scan/afdruksysteem volgens één van de conclusies 8 tot en met 10, met het kenmerk, dat de beeldfiltereenheid een hoogdoorlaatfilter (23) omvat

12. Scan/afdruksysteem volgens één van de conclusies 8 tot en met 11, waarbij de selectiemiddelen een laagdoorlaatfilter (20) en hiermee verbonden randdetectiemiddelen omvatten, met het kenmerk, dat - de randdetectiemiddelen (21) randsignalen genereren welke een maximaal absoluut verschil in waarde van binnen een reeks aan de randdetectiemiddelen toegevoerde beeldsignalen representeren en - de selectiemiddelen een het selectiesignaal genererende beslissingseenheid (24) omvatten waaraan de randsignalen worden toegevoerd.

13. Scan/afdruksysteem volgens de conclusies 10 en 11, met het kenmerk, dat de selectiemiddelen een het selectiesignaal genererende beslissingseenheid omvatten voor het selecteren van, - gefilterde beeldsignalen van het laagdoorlaatfilter (20) en het hiermee gekoppelde niet-lineair hoogdoorlaatfilter (21) als de waarde van het toegevoerde randsignaal onder een drempelwaarde ligt, of - gefilterde beeldsignalen van het hoogdoorlaatfilter (23) als de waarde van het toegevoerde randsignaal boven de drempelwaarde ligt.

14. Scan/afdruksysteem volgens de conclusies 9 tot en met 11, met het kenmerk, dat de beslissingseenheid een het selectiesignaal genererende beslissingseenheid omvatten voor het selecteren van, - de gefilterde beeldsignalen van het laagdoorlaatfilter (20) en het hiermee gekoppelde nieMineair hoogdoorlaatfilter (21) als de waarde van het toegevoerde randsignaal onder een eerste drempelwaarde ligt, of - gefilterde beeldsignalen van het laagdoorlaatfilter (20) en het hiermee gekoppelde hoogdoorlaatfilter (22) als de waarde van het toegevoerde randsignaal boven de eerste drempelwaarde en onder een tweede drempelwaarde ligt of - gefilterde beeldsignalen van het hoogdoorlaatfilter (23) als de waarde van het toegevoerde randsignaal boven de tweede drempelwaarde ligt.

15. Beeldselectieeenheid als toegepast in een scan/afdruksystem volgens één van de conclusies 8 tot en met 14.