DE3540875C2 - Leseverfahren zum Abtasten einer farbigen Vorlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Leseverfahren zum Abtasten einer farbigen Vorlage.

In der letzten Zeit wurden schnelle Entwicklungsfortschritte auf dem Gebiet von Bildsensoren wie Ladungskopplungsvorrichtungen und Aufzeichnungsvorrichtungen wie Tintenstrahlvorrichtungen erzielt. Durch die Entwicklung langer Mehrfach-Vorrichtungen mit einem hohen Auflösungsvermögen von mehr als 400 Punkten je Zoll bzw. 16 Punkten je mm wurde es möglich, mit einem Digital-Bilderzeugungs- bzw. -Kopiergerät ein Bild zu erzeugen, das so gut ist wie ein mit einem Analog-Kopiergerät erzeugtes.

Ferner ist zur schärferen Darstellung von Bildern beispielsweise aus Fernseh-Abtastvorrichtungen oder Ladungstransport- bzw. CT-Abtastvorrichtungen das Verfahren zur Raumfilterung bekannt.

Das Raumfilterungsverfahren dient bei Digital-Bilderzeugungsgeräten zum Kompensieren bzw. Korrigieren von Quantisierungsfehlern bei der Analog/Digital-Umsetzung unterworfenen Bilddaten, von Bildunschärfen, die durch die Flächen/Dichte-Modulation nach einem Ditherverfahren für die Gradationswiedergabe binär codierter Bilder verursacht sind, oder von Störsignalen in den Bildern.

Ein einfacher Aufbau eines Digital-Bilderzeugungsgeräts ergibt sich dadurch, daß ein Bildsensor und ein Schreibkopf verwendet werden, die jeweils die gleiche Länge wie eine Vorlage haben. Für Großformat-Vorlagen und Farbkopien wird jedoch infolge der geringen Ausbeute bei der Herstellung sowie der schwierigen Wartung das Gerät außerordentlich teuer. Daher wurde ein preisgünstiges und leistungsfähiges Abtastverfahren in Betracht gezogen, bei dem ein Bildsensor und ein Schreibkopf geringerer Länge jeweils zum Lesen bzw. Schreiben der gleichen Anzahl von Bildelementen benutzt werden, wobei mit einer Hauptabtastung des Bilds in der Längsrichtung und der senkrechten Richtung ein Teilbild konstanter Breite erzeugt wird und das gesamte Bild durch Wiederholen der Hauptabtastung unter Unterabtastung in der zur Hauptabtastung senkrechten Richtung erzeugt wird. Nach diesem Abtastverfahren wird jedoch das Bild an den Unstetigkeitsbereichen zwischen den Hauptabtastungen aufgeteilt, was es erforderlich macht, einen gewissen Teil der Daten über untere Bildelemente zu speichern, der für das Verarbeiten von Daten über obere oder untere Bildelemente des Bildsensors und des Schreibkopfs benötigt wird. Insbesondere dann, wenn ein Bild mit hoher Auflösung und großem Format erwünscht wird, ist eine große Speicherkapazität erforderlich, was zu außerordentlich hohen Gerätekosten führt.

Des weiteren ist aus der DE 32 38 458 eine Bildaufzeichnungseinrichtung bekannt, bei der zur Aufzeichnung ein Thermokopf mit mehreren, in einer Reihe angeordneten Heizelementen auf einem Schlitten in einer zu der durch die Heizelemente gebildeten Reihe rechtwinklig verlaufenden Hauptabtastrichtung über ein Aufzeichnungsmaterial geführt wird. Nach Aufzeichnung einer Zeile wird der Aufzeichnungskopf entgegen der Hauptabtastrichtung zurückbewegt, während gleichzeitig das Aufzeichnungsmaterial senkrecht dazu in einer Unter-Abtastrichtung vorwärts transportiert wird. Bei dem Transport des Aufzeichnungsmaterials in der Unter-Abtastrichtung kommt es oft zu Unregelmäßigkeiten bei dem Schrittmaß. Um dieses auszugleichen, wird das Aufzeichnungsmaterial derart transportiert, daß normalerweise die bei der vorherigen Abtastung unterste Zeile die jetzt oberste Zeile überlappt. Weiterhin können in einer niedrigeren Aufzeichnungsdichte bei der Aufzeichnung eines Bildpunktes jeweils zumindestens zwei Heizelemente zur Darstellung angesteuert werden.

Der DE 23 58 921 ist ein Verfahren zur opto-elektronischen Abtastung von Bildvorlagen zu entnehmen, mit dem die bei einer Bildverarbeitung durch Merkmalsextraktion auftretenden Nachteile aufgrund fehlender Nachbarschaftsbeziehungen der einzelnen abgetasteten Bildpunkte vermieden werden sollen. Die Abtastung einer Vorlage wird dort mit einer Anordnung von Fotorezeptoren vorgenommen, die senkrecht zu ihrer Anordnungsrichtung in einer Hauptabtastrichtung über die Vorlage bewegt wird. Während der Abtastung wird ein nachgeführtes Speicherfeld benutzt, so daß immer ein Teil der Bildinformation zu einer parallelen Signalverarbeitung zur Verfügung steht. Dazu ist es erforderlich, daß die Ausdehnung der Rezeptorspalte mit der Breite der Vorlage übereinstimmt.

In der DE 25 18 370 ist ein bei einem Flachbettabtaster angewendetes Leseverfahren beschrieben, bei dem eine Vorlage durch einen Abtastkopf mit mehreren, in einer Reihe angeordneten Fotodioden abgetastet wird. Der Abtastkopf wird dazu in einer zu der Fotodiodenreihe senkrechten Richtung, der Haupt- Abtastrichtung, über die Vorlage bewegt, wobei die anliegenden Signale in diskreter Form mittels eines anliegenden Abtasttaktes nach Zeilen sortiert auf Zeilenschieberegister gegeben werden. Nach einer vollständigen Abtastung einer Zeilenreihe wird die Lesevorrichtung oder alternativ die Vorlage in Richtung der Fotodiodenaufreihung, der Unter-Abtastrichtung, weiterbewegt und erneut mit der Abtastung der neuen Zeilenreihe begonnen.

Wird dieses Leseverfahren zur Reproduktion von Vorlagen angewendet, ist man zum Erhalt von guten Kopien zur Nachbearbeitung des aufgenommenen Bildes wie zum Beispiel zur Korrektur von Quantisierungsfehlern und/oder zur Verbesserung des Kontrastes mittels Konturenanhebung gezwungen. Bei einer zu diesem Zweck durchgeführten Raumfilterung der abgetasteten Vorlagedaten ist auch in den Abtastrandbereichen die Einbeziehung der benachbarten Bildelemente hinsichtlich der zu verarbeitenden Bildelemente erforderlich, was einen großen Speicherplatz und damit hohe Kosten sowie einen großen gerätetechnischen Aufwand bedingt. Soll die Verarbeitung auch zur Reproduktion von farbigen Vorlagen geeignet sein, so ist zum Erhalt der zu so einer Verarbeitung erforderlichen drei Grund-Farbkomponenten (Gelb, Magentarot und Zyanblau) eine Abtastung hinsichtlich jeder einzelnen Farbkomponente erforderlich, wodurch sich zum einen der zur Raumfilterung erforderliche Speicherplatzbedarf und die daran gekoppelten, vorstehend erwähnten Nachteile weiter vergrößern als auch zum anderen die Gesamt-Abtastzeit stark verlängert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Leseverfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß eine schnelle Abtastung einer farbigen Vorlage in guter Qualität bei vertretbaren Kosten ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Durch die Aufteilung der Abtastelemente der Lesevorrichtung in zumindestens drei Gruppen, wobei jeweils eine Gruppe einer unterschiedlichen Farbkomponente entspricht, können bei der Durchführung der Vorlagenabtastung alle Farben gleichzeitig abgetastet werden. Somit hat sich die Abtastzeit bei der Abtastung von farbigen Vorlagen gegenüber dem monochromen Leseverfahren nicht verlängert bzw. das Leseverfahren ist ausreichend schnell. Bei der Fortbewegung der Lesevorrichtung gegenüber der Vorlage in der Art, daß sich benachbarte Bildbereiche überlappen, kann die erforderliche Raumfilterung ohne größeren Speicherbedarf auch für die Abtastrandbereiche durchgeführt werden. Somit läßt sich die Qualität der abgetasteten Vorlage ohne zusätzliche Speicherbausteine, zugehörigem Schaltungsaufwand und den damit verbundenen Kosten erreichen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Bildreproduktionsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Geräts nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für eine Steuerschaltung des Geräts zeigt,

Fig. 4A eine Veranschaulichung der Zusammenhänge zwischen einer Vorlage und Lese-Synchronisiersignalen,

Fig. 4B eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A nach Fig. 6A,

Fig. 4C eine Darstellung zur Erläuterung von Lageversetzungen jeweiliger Farbsensoren,

Fig. 4D eine Veranschaulichung der Zusammenhänge zwischen einem Kopieblatt und Aufzeichnungs-Synchronisiersignalen,

Fig. 4E eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches B nach Fig. 4D,

Fig. 4F eine Darstellung zur Erläuterung von Lageversetzungen jeweiliger Farbtintenstrahlköpfe,

Fig. 5 die Abstände zwischen gelesenen Bildelementen in der Hauptabtastrichtung für jeweilige Abbildungsmaßstäbe,

Fig. 6 ein ausführliches Schaltbild eines Bilddatensynchronisierungs- Signalgenerators 28 nach Fig. 3,

Fig. 7A ein ausführliches Schaltbild einer Bildverarbeitungsschaltung 33,

Fig. 7B eine Darstellung von Eingangs- und Ausgangssignalen einer Randauszugsschaltung 63 nach Fig. 7A,

Fig. 8A eine Darstellung einer Faltungsmaske,

Fig. 8A eine Darstellung zur Erläuterung einer Konturenbetonung durch Raumfilterung,

Fig. 9 eine Darstellung zur Erläuterung eines Abtastverfahrens, das bei einem dem Gerät gemäß dem Ausführungsbeispiel ähnlichen Gerät angewandt wird, und

Fig. 10 eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels für ein angewandtes Abtastverfahren.

Grundlegender Aufbau des Geräts

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines digitalen Farbbilderzeugungsgeräts bzw. Farbkopiergeräts, während Fig. 2 den Aufbau des Geräts gemäß Fig. 1 schematisch zeigt. Anhand der Fig. 1 und 2 wird nachfolgend der Aufbau bzw. die Funktion des Bildreproduktionsgeräts beschrieben. Auf die obere Fläche einer durchsichtigen Vorlagenauflage 1 aus Glas wird eine Vorlage 20 aufgelegt. Die Vorlage 20 wird mit einer Andruckplatte 1a an die Auflage 1 angedrückt, wobei die Bildfläche zur Auflage 1 hin gerichtet ist. Ein nachstehend als Leser bezeichneter Leserkopf 3 für das Lesen der Vorlage 20 ist mit einem Lesesensor 17 (Ladungskopplungs- bzw. CCD- Einheit) und einer Beleuchtungslampe 19 ausgestattet. Der Lesesensor 17 ist mit einer Ladungskopplungs-Anordnung aus einer Vielzahl von Leseelementen aufgebaut, die in drei Reihen für Rot R, Grün G bzw. Blau B ausgerichtet sind. Der mit einem Hauptabtastungs-Drahtzug 8a verbundene Leser 3 wird mittels eines Hauptabtastungs-Motors 6a bewegt. Ein Unterabtastungs-Rahmen bzw. Schlitten 5a ist mit einem Ende des Drahtzugs 8a und mit einem Unterabtastungs- Drahtzug 10a verbunden und wird mittels eines Unterabtastungs-Motors 9a bewegt.

Auf eine Aufzeichnungsplatte 2 wird ein Kopierblatt 21 aufgelegt, auf dem mittels eines nachfolgend als Drucker bezeichneten Aufzeichnungskopfs 4 ein Kopiebild aufgezeichnet wird. Der Drucker 4 ist mit einer nachfolgend als Kopfeinheit bezeichneten Aufzeichnungseinheit 18 ausgestattet, die mit Mehrfach-Tintenstrahlköpfen für Gelb Y, Magenta M, Cyan C bzw. Schwarz Bk aufgebaut ist (wobei bei diesem Ausführungsbeispiel Bläschen-Tintenstrahlköpfe eingesetzt werden). Der mit einem Hauptabtastungs- Drahtzug 8b verbundene Drucker 4 wird mittels eines Hauptabtastungs-Motors 6b bewegt. Ein Unterabtastungs- Schlitten 5b ist mit einem Ende des Drahtzugs 8b und mit einem Unterabtastungs-Drahtzug 10b verbunden und wird mittels eines Unterabtastungs-Motors 9b bewegt.

Bei einer Kopie eines Bildes mit dem Leser 3 und dem Drucker 4, die auf die vorstehend beschriebene Weise gestaltet sind, wird der Leser 3 mittels des Motors 6a und des Drahtzugs 8a in der Hauptabtastrichtung hin- und herbewegt. Die Beleuchtungslampe 19 wird eingeschaltet, um die Vorlage 20 von unten her mittels des Lesesensors 17 zu lesen, der Bildinformationen als elektrische Signale abgibt. Entsprechend den ausgelesenen elektrischen Signalen druckt der Drucker 4 während seiner Hin- und Herbewegung in der Hauptabtastrichtung durch den Motor 6b und den Drahtzug 8b ein Bild auf das Kopierblatt 21. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Hauptabtastrichtungen des Lesers 3 und des Druckers 4 einander entgegengesetzt. Nach dem Ende einer Hauptabtastung und dem Ausschalten der Beleuchtungslampe 19 werden der Leser 3 und der Drucker 4 in der zur Hauptabtastrichtung senkrechten Richtung, nämlich in der Unterabtastrichtung zu einer Stelle für die nächste Hauptabtastung bewegt. Der mit dem Schlitten 5a über den Hauptabtastungs- Drahtzug 8a verbundene Leser 3 wird mittels des Motors 9a und des Drahtzugs 10a bewegt und an der vorbestimmten Stelle angehalten. Der mit dem Schlitten 5b über den Drahtzug 8b verbundene Drucker 4 wird auf gleichartige Weise mittels des Motors 9b und des Drahtzugs 10b bewegt und an der vorbestimmten Stelle angehalten.

Steuerung des Geräts, Kopieren

Bezugnehmend auf Fig. 3 werden bei einer Hauptabtastung Drehzahldaten, die einem Abbildungsmaßstab entsprechen, und ein Drehstartsignal, das eine Vorwärtsbewegung des Lesers befiehlt, über eine Leitung 40 einer Motortreiberschaltung 26a zugeführt, um damit den Motor 6a für die Hauptabtastung mit dem Leser einzuschalten. Nach dem Ablauf einer bestimmten Verzögerungszeit für das Synchronisieren des Lesers mit dem Drucker entsprechend einem Abbildungsmaßstab wird ein Drehstartsignal, das eine Vorwärtsbewegung des Druckers befiehlt, über eine Leitung 41 einer Drucker-Motortreiberschaltung 26b zugeführt, um damit den Motor 6b für die Hauptabtastung mit dem Drucker einzuschalten. Die Drehzahlen der Motoren 6a und 6b werden jeweils dadurch auf vorbestimmten konstanten Drehzahlen gehalten, daß Impulssignale FG aus Drehmeldern 7a bzw. 7b zur Drehzahlerfassung mit jeweiligen Bezugsdrehzahlen verglichen werden und eine Phasenregelkreis-Steuerung an den Motortreiberschaltungen 26a bzw. 26b vorgenommen wird. Die jeweiligen Drehmelderimpulse werden über entsprechende Leitungen 42 bzw. 43 einem Bilddatensynchronisierungs- Signalgenerator 28 bzw. einem Kopfdatensynchronisierungs- Signalgenerator 37 zugeführt.

Verarbeitunggschritte an dem Leser

Nachstehend wird ein Kopiervorgang beschrieben, wobei auch auf die Fig. 5 und 6 Bezug genommen wird. Gemäß Fig. 3 wird von dem Bilddatensynchronisierungs-Signalgenerator 28 synchron mit den Drehmelderimpulsen von dem Motor 6a ein in den Fig. 4A und 4B gezeigtes Bildzeilenfreigabesignal bzw. Bildzeilensignal VLE erzeugt, das eine Information über die Lage des Lesers in der Hauptabtastrichtung darstellt und den nutzbaren Bereich von Bilddaten, die eine Auflösung 1 haben, in der Unterabtastrichtung anzeigt. Der Signalgenerator 28 gibt ferner auf den Empfang eines Bilddatenstartsignals aus einer Lesesensor- Treiberschaltung 29 hin ein Bilddatenfreigabesignal VDE ab, das die Datennutzungsbreite für alle Sensorbildelemente anzeigt und das mit den Drehmelderimpulsen synchron ist. Zugleich hiermit führt der Signalgenerator 28 über eine Leitung 57 der Lesesensor-Treiberschaltung 29 synchron mit den Drehmelderimpulsen ein Sensorstartsignal zu. Das Sensorstartsignal befiehlt das Lesen des Bilds mit den Leseelementen für die jeweiligen Farben B, G und R in den drei Reihen des Lesesensors 17. Die mit dem Lesesensor 17 gelesenen analogen Bildsignale für die drei Farben werden hinsichtlich der Verstärkung so gesteuert, daß sich für die jeweiligen Farben die gleichen Sensorempfindlichkeiten ergeben, und danach an einer Leitung 44 in der Form digitaler Werte mit 8 Bit ausgegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird von der Lesesensor-Treiberschaltung 29 das den Datennutzungsbereich für alle Sensorbildelemente anzeigende Bilddatenstartsignal ausgegeben. Die digitalen Bilddaten für die drei Farben R, G und B werden in eine Lesersynchronisierschaltung 30 eingegeben.

Es wird nun ein Bildsynchronisierungs-Signalgenerator 58 beschrieben. In diesen Signalgenerator 58 werden auf einer Leitung 45 ein Signal PHREGP aus einem Lagesensor 15 für eine Registrierstellung des Lesers, auf einer Leitung 46 das Signal VLE und auf einer Leitung 47 aus der Bildsteuereinheit 24 der entsprechend einem Kopiermaßstab gezählte Zählwert des Signals VLE eingegeben. Die Verzögerungszeit von dem Zeitpunkt, an dem der Lesesensor an der Leserregistrierstelle für die Bildlagenausrichtung vorbeiläuft, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Lesesensor den Anfang einer Vorlage, nämlich die Leseanfangsstelle erreicht, wird durch das Zählen des Signals VLE bestimmt. Der Bildsynchronisierungs-Signalgenerator 58 gibt über eine Leitung 48 an die Lesersynchronisierschaltung 30 ein Bildfreigabesignal VE ab, das die Lesebreite in der Hauptabtastrichtung anzeigt und das einem Kopierformat entspricht.

In der Lesersynchronisierschaltung 30 wird die Lageausrichtung in der Hauptabtastrichtung vorgenommen, damit die jeweiligen Ladungskopplungsvorrichtungen bzw. Sensorelemente für die Farben B, G und R die gleiche Stelle an der Vorlage lesen können, wie es in Fig. 4C gezeigt ist. Nimmt man im einzelnen an, daß die Abstände zwischen den benachbarten Farbsensoren für die Farben B, G und R gleich L1 sind und die Hauptabtastgeschwindigkeit V ist, so sind die Zeitpunkte, an denen das Bild einer Stelle S1 der Vorlage zu den entsprechenden Farbsensoren gelangt, jeweils um L1/V verzögert. Daher werden bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Bild der Stelle S1 zuletzt zu den R-Sensorelementen gelangt, die Bilddaten aus den B- Sensorelementen und den G-Sensorelementen zeitweilig in Pufferspeichern der Lesersynchronisierschaltung 30 gespeichert. Nachdem die Bilddaten für B, G und R für das Bild der Stelle S1 gesammelt sind, werden die Bilddaten aus der Lesersynchronisierschaltung 30 ausgegeben. Die Lesersynchronisierschaltung 30 gibt auch ein Bilddatenbereichsignal VDA ab, welches den Zustand anzeigt, daß alle B-, G- und R-Farbbilddaten eingegeben worden sind, nachdem das Signal VE eingegeben ist oder die Bilddaten für die Vorlage eingegeben sind. In Fig. 4C ist die vertikale Richtung nicht die Unterabtastrichtung, sondern die Zeitachse.

Nachdem die Bilddaten in der Lesersynchronisierschaltung der Farbausrichtungs-Verarbeitung unterzogen wurden, werden sie in einen Maßstabänderungs-Pufferspeicher 31 eingegeben, in dem eine Verarbeitung zur Maßstabänderung vorgenommen wird.

Bildsignalverarbeitung

Die Bilddaten für die drei Farben B, G und R, an denen in einem Maßstabänderungs-Pufferspeicher 31 eine Maßstabverarbeitung vorgenommen wurde, werden danach zu einer Bildverarbeitungsschaltung 33 übertragen, in der Verarbeitungen gemäß der Blockdarstellung in Fig. 7 vorgenommen werden. Zuerst werden die Bilddaten für die drei Farben R, G und B entsprechend den gelesenen Normalweißplatten- Daten durch eine Abschattungs- bzw. Helligkeitskorrekturschaltung 60 korrigiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Bild unter derartigen Bedingungen gelesen, daß für das Licht von dem Bild ein linearer Zusammenhang zwischen einer Belichtungsgröße E an dem Lesesensor und einer Lichtausgangsspannung V gewährleistet ist. Infolgedessen erfolgt die Abschattungs- bzw. Helligkeitskorrektur nach folgender Gleichung:

wobei Vs ein Ausgangssignal nach der Helligkeitskorrektur ist, V das Ausgangssignal des Bildlesers ist, Vmax ein Ausgangssignal bei dem Lesen der Normalweißplatte ist und Vsmax ein gewähltes bzw. Sollausgangssignal ist.

Die Bilddaten werden nach der Helligkeitskorrektur in eine nachgeschaltete logarithmische Umsetzerschaltung 61 eingegeben, in der ein Lichtmengenwert in einen Tintendichtewert umgesetzt wird und zugleich hiermit eine Komplementärfarben-Umsetzung vorgenommen wird. Damit werden die Bilddaten für B, G und R in Dichtedaten für Y, M und C umgesetzt. Die Umsetzung erfolgt nach der Gleichung

wobei D eine jeweilige Tintendichte ist, Ep die von der Normalweißplatte reflektierte Lichtmenge ist und E die Bildlichtmenge ist. Die umgesetzten Dichtedaten für die drei Farben werden dann in eine Schwarzauszugsschaltung 62 und eine Randauszugsschaltung 63 eingegeben. Für den Schwarzauszug werden entsprechend den Dichtedaten für die drei Farben Y, M und C die jeweils auszustoßenden Tintenmengen berechnet. Dies erfolgt im Hinblick auf den Umstand, daß die Schwarz- bzw. Bk-Wiedergabe unter Verwendung von drei Arten von Tinten für Y, M und C kaum eine vollkommene Schwarz-Darstellung ergibt und eine sich ergebende Steigerung der Tintenmengen zu einem mit Tinte befleckten oder übermäßig aufgequollenen bzw. getränkten Kopieblatt führen könnte. Mit einem Untergrundfarbauszug (UCR) werden die Mengen der jeweiligen Tinten für Y, M und C entsprechend einer bei dem Schwarzauszug ermittelten Menge an schwarzer Tinte verringert. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird mit beliebigem Koeffizienten a1 bis a8 die folgende Berechnung ausgeführt:

Bk = (min(Y, M, C)-a1) a2
Yout = (Y-a3 Bk) a4
Mout = (M-a5 Bk) a6
Cout = (C-a7 Bk) a8

Die Randauszugsschaltung dient zum Herausziehen von Rändern und Linien eines Bilds sowie zum Betonen der Konturen des Bilds dadurch, daß den ursprünglichen Bilddaten in einem bestimmten Verhältnis eine Randgröße ED hinzugefügt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird bei dem Herausziehen der Ränder eine 5×5-Faltungsmaske verwendet. Zum Ausschneiden von Störkomponenten aus den Größen für herausgezogene bzw. herausgegriffene Ränder wird ein Verfahren angewandt, bei dem ein gewünschter Schwellenwert so gewählt wird, daß ein Erfassungswert niedrigen Pegels den Bilddaten nicht hinzugefügt wird. Die Randauszugsschaltung gibt auch ein Bilddaten-Gültigkeitssignal VDV ab, das den Bereich anzeigt, in dem während des Bildfreigabezustands der Randauszug über eine Laplace-Maske möglich ist. D. h., bei der Verwendung einer 5×5-Laplace-Maske wird das Signal VDV von dem dritten oder folgenden Signal VLE nach dem Einschalten des Signals VE an ausgegeben.

Nach dem Untergrundfarbenauszug werden die Dichtedaten Y, M und C in eine Maskierschaltung 64 für eine Maskierverarbeitung eingegeben. Das Maskieren ist ein Matrixrechenvorgang zum Korrigieren von Unreinheiten, die auf einer unerwünschten Tintenabsorption an Tintenüberlagerungsstellen beruhen; hierbei wird mit beliebigem Koeffizienten a11 bis a33 die folgende Berechnung ausgeführt:

Die Dichtedaten für Y, M und C nach dem Maskieren sowie für Bk werden in eine Ausgabegradations-Korrekturschaltung 65 eingegeben, in der eine Korrektur zum Abflachen bzw. Ausgleichen einer Gradation vorgenommen wird, die nach einem Ditherverfahren während einer Pseudohalbton- Bestimmung in einer nachgeschalteten Digitalisierschaltung 66 erzielt wird.

Die Korrektur erfolgt nach folgenden Gleichungen:

Yout = (a51 (Y-a52)) a53
Mout = (a54 (M-a55)) a56
Cout = (a57 (C-a58)) a59

wobei a51 bis a59 beliebig gewählte Koeffizienten sind.

Die Dichtedaten für Y, M, C und Bk werden nach der Gradationskorrektur zusammen mit der Randgröße ED in die Digitalisierschaltung 66 zum binären Digitalisieren eingegeben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden bei der Digitalisierung zuerst die Bilddaten gleichförmig nach einem systematischen Ditherverfahren binär digitalisiert und entsprechende Bildelemente gemäß den Randdaten bzw. Randgrößen ED korrigiert. D. h., durch die Korrektur gemäß der in Fig. 7B gezeigten Wahrheitstabelle wird das Bild mit den infolge des systematischen Ditherverfahrens unscharfen Randbereichen zu einem Bild mit Pseudohalbton- Wiedergabe mit betonten bzw. hervorgehobenen Konturen.

Die in der Bildverarbeitungsschaltung 33 verarbeiteten und in binäre Signale bzw. Dichtedaten umgesetzten Bildsignale für die vier Farben Y, M, C und Bk werden über eine Leitung 51 in eine Leser/Drucker-Synchronisierspeicher 34 eingegeben.

Verarbeitung an dem Drucker

Bevor die Funktion des Leser/Drucker-Synchronisierspeichers 34 beschrieben wird, wird der Kopfdatensynchronisierungs- Signalgenerator 37 beschrieben. Gemäß den Fig. 4D und 4E erzeugt der Signalgenerator 37 synchron mit den Drehmelderimpulsen für den Drucker-Hauptabtastungs-Motor 6b ein Düsenzeilen-Freigabesignal NLE, das eine Information über die Lage in der Leser-Hauptabtastungs-Richtung darstellt und den nutzbaren Bereich der Kopfdaten in der Unterabtastrichtung mit einer Auflösung 1 angibt. Das Signal NLE wird über eine Leitung 52 an einen Kopfsynchronisierungs- Signalgenerator 38 abgegeben. Der Kopfsynchronisierungs-Signalgenerator 38 erhält über eine Leitung 53 ein Signal aus einem Lagesensor 16 für die Registrierstellung des Druckers. Der Signalgenerator 38 gibt für eine jede Farbe des Lesers bzw. Druckers ein Düsenfreigabesignal NE dadurch ab, daß das Signal NLE gezählt wird und eine Verzögerungszeit von dem Zeitpunkt, an dem die Kopfeinheit 18 an der Registrierstellung vorbeiläuft, bis zu dem Zeitpunkt eingeführt wird, an dem die Kopfeinheit eine Kopieranfangsstellung erreicht. Das Signal NE stellt in der Hauptabtastrichtung eine Kopiebreite dar, die einem Kopierblattformat entspricht.

Der Leser/Drucker-Synchronisierspeicher 34 dient dazu, die Drehzahldifferenz zwischen den Motoren 6a und 6b zu puffern bzw. auszugleichen und dementsprechend die von dem Leser eingegebenen Dichtedaten synchron mit der Druckergeschwindigkeit, nämlich synchron mit dem Signal NLE auszugeben. In den Leser/Drucker-Synchronisierspeicher 34 werden aufeinanderfolgend synchron mit den Signalen VLE die aus der Bildverarbeitungsschaltung 33 eingegebenen Signale VDV, nämlich die nutzbaren Bereiche der Bilddaten eingeschrieben. Wenn aus dem Kopfsynchronisierungs- Signalgenerator 38 das Signal NE eingegeben wird, nämlich sich der Tintenstrahlkopf in dem Kopiebereich befindet, werden aus dem Leser/Drucker-Synchronisierspeicher 34 synchron mit den Signalen NLE aufeinanderfolgend die eingespeicherten Dichtedaten als Kopfdaten ausgelesen. Die aus dem Synchronisierspeicher 34 ausgelesenen Daten für einen jeweiligen Aufzeichnungskopf werden über eine Leitung 55 an eine Druckersynchronisierschaltung 35 ausgegeben.

Die Kopfdaten für alle vier Farben Y, M, C und Bk für eine Stelle S1 des Vorlagenbilds werden gleichzeitig in die Druckersynchronisierschaltung 35 eingegeben, in welcher die Lagen der jeweiligen vier Farbkopfdaten jeweils in einem Ausmaß versetzt werden, das dem jeweiligen Abstand zwischen den entsprechenden Köpfen in der Hauptabtastrichtung entspricht.

Im einzelnen wird hierbei gemäß Fig. 4F angenommen, daß die Abstände zwischen den jeweiligen Tintenstrahlköpfen für die entsprechenden Farben Y, M, C und Bk jeweils L2 sind und die Hauptabtastgeschwindigkeit V ist. Zum genauen Ausrichten eines mit den vier Farbtinten Y, M, C und Bk erzeugen Bilds der Vorlage auf die gleiche Stelle in der Richtung der Hauptabtastung mit den Tintenstrahlköpfen werden die jeweiligen Farbköpfe so geschaltet, daß sie die Tinte mit einer jeweiligen zeitlichen Verzögerung von L2/V ausstoßen. Im einzelnen werden die jeweiligen Farbkopfdaten für M, C und Bk zeitweilig in Pufferspeichern der Druckersynchronisierschaltung 35 gespeichert, bis der entsprechende Farbkopf in der Hauptabtastrichtung die Stelle erreicht, an der zuerst der Y-Kopf ein Bild erzeugt. Unter diesen Zeitsteuerungen werden die jeweiligen Farbkopfdaten aufeinanderfolgend aus der Druckersynchronisierschaltung 35 ausgegeben und in eine Kopftreiberschaltung 36 eingegeben. In Fig. 4F ist die vertikale Richtung nicht die Unterabtastrichtung, sondern die Zeitachse.

In die Druckersynchronisierschaltung 35 wird auch das Signal NE eingegeben, das den Kopiebereich für den Y-Kopf anzeigt. Auf dem Signal NE beruhend gibt die Druckersynchronisierschaltung 35 für eine jede Farbe ein Kopfansteuerungs-Freigabesignal HDE aus, das ein Abstrahlungsintervall für den jeweiligen Farbkopf anzeigt und das über eine Leitung in die Kopftreiberschaltung 36 eingegeben wird. Die Kopftreiberschaltung 36 gibt entsprechend den Signalen NE, NLE und HDE sowie den Taktsignalen ⌀ an die Kopfeinheit 18 ein Steuersignal für die Tintenstrahlköpfe und jeweilige Farbkopfdaten ab.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Ablauffolge wird das Bild einer Vorlage mit dem Leser 3 gelesen und mit dem Drucker 4 reproduziert. Auf das Erfassen des jeweils von dem Leser 3 bzw. dem Drucker 4 erzeugten Signals VE bzw. NE hin ermittelt die Bildsteuereinheit 24 das Ende des Kopierens einer einzelnen Hauptabtastzeile.

Raumfilterung

Die Einzelheiten einer Raumfilterung werden anhand der Fig. 8A bis 8E und der Fig. 9 und 10 beschrieben. Gemäß der vorstehenden Beschreibung erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel der Randauszug mittels einer 5×5-Faltungsmaske, die in Fig. 8A gezeigt ist. Ein Koeffizient kann durch die Gleichung

E = (A + B + C + D + F + G + H + I)/8

ausgedrückt werden, während die Randgröße ED für ein mittiges Bildelement E als zweite Ableitung bzw. zweites (Laplace-)Differential mit dessen Polarität abgeleitet wird.

Allgemein wird eine Änderung der Tönung oder Färbung eines Bilds durch f(x) gemäß Fig. 8B (A) ausgedrückt, wobei x eine Strecke in der Richtung einer einzelnen Abtastung des Bilds darstellt. Die zweite Ableitung von f(x), nämlich zu der in Fig. 8b (B) gezeigten, während eine Differenz f(x)- zu der in Fig. 8B (D) gezeigten wird. Bekanntermaßen wird mit diesem Vorgang eine Betonung bzw. Hervorhebung einer Änderung im Bild herbeigeführt. Durch Anwendung eines Quadratrasters bzw. einer Laplace-Maske in bezug auf die Hauptabtastrichtung und die Unterabtastrichtung können die Konturen in einem Bild in allen Richtungen betont bzw. hervorgehoben werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Raumfilterung zum Betonen der Konturen unter Verwendung einer Laplace-Maske und eines Faltungs-Rechenvorgangs vorgenommen. Wenn die Laplace-Maske bei dem Abtastsystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel angewendet wird, entsteht ein Problem gemäß der Darstellung in Fig. 9. Zieht man im einzelnen die Unterabtastung in einer N-ten und einer (N+1)-ten Zeile in Betracht, so erstreckt sich bei einer Anzahl n von Ladungskopplungs- bzw. Lesesensor-Bildelementen der Maskenanwendungsbereich von dem dritten Bildelement bis zu dem (n-2)-ten Bildelement. Dies ist deshalb der Fall, weil die Anzahl der Maskendaten-Bildelemente unzureichend wird, wenn die Maske an einem abgebrochenen bzw. Unstetigkeitsbereich des gelesenen Bilds angewendet wird und deren Bezugs-Bildelement (Mitten-Bildelement) dem Ende des Maskenbereichs nahe kommt. Zur Lösung dieses Problems können die Bildelementedaten an dem Unstetigkeitsbereich, nämlich die Enddaten bei dem Signal VLE in der N-ten Unterabtastzeile in einen Speicher eingespeichert werden, um sie als obere bzw. Anfangsdaten bei dem Signal VLE in der (N+1)-ten Unterabtastzeile einzusetzen. In diesem Fall ist es jedoch bei dem Lesen einer Vorlage im Format A1 mit einer Auflösung von 16 Linien/mm im Hinblick auf das Produkt (längere Seite des Formats A1× Auflösung×Anzahl der Speicherzeilen) erforderlich, einen 26,3-kByte-Speicher (für 8 Bit je Bildelement) sowie einen Zähler für 13 456 Schritte zu verwenden. Ferner ist auch eine komplizierte Steuerschaltung erforderlich. Zur Lösung dieses Problems wird bei dem Bildreproduktionsgerät ein Verfahren angewandt, das im folgenden anhand der Fig. 10 beschrieben wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel, bei dem eine 5×5-Maske verwendet wird, werden zuerst bei einer Anzahl m von Sensorbildelementen für das Lesen der Vorlage die End- Bildelemente vom (m-3)-ten Bildelement bis zum m-ten Bildelement bei dem Signal VLE in der N-ten Unterabtastzeile gelesen, wonach sie bei dem Signal VLE in der (N+1)-ten Unterabtastzeile erneut als Anfangsbildelemente vom ersten bis zum vierten Bildelement gelesen werden. Infolgedessen wird die Laplace-Maske an allen zu lesenden Bildelementen angewandt, wodurch ein Bild erzielbar ist, in dem alle Konturen betont sind. Ferner wird die Anzahl n der Daten für die Tintenstrahlköpfe zu (m-4), so daß sie selbst dann ausreichend ist, wenn die Anzahl der Aufzeichnungsköpfe geringer als diejenige der Lesesensor- Bildelemente ist. Die Vorschubstrecke je Einzelschritt bei der Unterabtastung mit dem Drucker wird gleichfalls zu (m-4). Dies kann durch die Gleichung

n = m-(x-1)

ausgedrückt werden, wobei m die Anzahl der Lesesensor- Bildelemente ist, n die Anzahl der Druckerelemente in dem Mehrfachschreibkopf ist und x die Anzahl der Rasterfelder der Maske längs einer Richtung ist. Diese Gleichung gilt dann, wenn alle Lesesensor-Bildelemente benutzt werden.

Falls nicht alle Bildelemente benutzt werden, ist es ausreichend, die Bedingung n≧m-(x-1) zu erfüllen. Nimmt man hinsichtlich der Hauptabtastrichtung an, daß S6 nach Fig. 10 der Endbereich der Vorlage ist, so erstreckt sich der Bilddatenbereich von einer Stelle S7 bis zu einer Stelle zwei Bildelemente vor dem Endbereich der Vorlage. Der Lesevorgang wird jedoch bis zu dem Endbereich der Vorlage fortgesetzt.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Hauptabtastung in der zur Aufreihungsrichtung der Elemente des Lesesensors und des Schreibkopfs senkrechten Richtung vorgenommen, während die Unterabtastung in der zur Hauptabtastrichtung senkrechten Richtung vorgenommen wird. Das Erzeugen des Bilds bzw. Kopieren erfolgt unter Wiederholung der Hauptabtastvorgänge. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch auch in dem Fall anwendbar, daß ein Vollzeilen-Lesesensor und ein Vollzeilen- Schreibkopf eingesetzt werden, wobei die Raumfilterung längs der Aufreihungsrichtung der jeweiligen Elemente vorgenommen wird. D. h., das erfindungsgemäße Verfahren ist auch in allen Fällen anwendbar, bei denen die jeweiligen Elemente des Lesesensors und des Schreibkopfs in der gleichen Richtung wie die jeweiligen Abtastrichtungen ausgerichtet sind.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird mit dem Lesesensor, der eine Vielzahl von Leseelementen hat, wiederholt eine Abtastung in der allgemein zu der Aufreihungsrichtung der Leseelemente senkrechten Richtung vorgenommen, um das gesamte Bild eines Blatts zu erhalten. In diesem Fall wird ein Unstetigkeitsbereich zwischen einer N-ten Abtastung und einer (N+1)-ten Abtastung unter Überlappung gelesen, so daß ein Bild hoher Qualität erzielt werden kann, ohne daß zusätzliche Speicher eingesetzt werden, wobei irgendein unnatürliches Aussehen des Bilds an dem Unstetigkeitsbereich vermieden werden kann.

Ferner ist dadurch, daß die Anzahl der Leseelemente des Bild- bzw. Lesesensors in der Weise, daß sie größer als die Summe aus der Anzahl der Aufzeichnungselemente des Schreibkopfs und der um "1" verminderten Anzahl der Objekt-Bildelemente in der Kopf-Aufreihungsrichtung innerhalb des Raumfilterungsbereichs ist, eine räumliche bzw. Raumfilterung über den ganzen Bildbereich durch das überlappende Lesen des Unstetigkeitsbereichs des Bilds ermöglicht, wobei die Speicherkapazität des Geräts herabgesetzt werden kann.

Claims (7)

1. Leseverfahren zum Abtasten einer farbigen Vorlage mittels einer Lesevorrichtung, welche linear in einer Unter-Abtastrichtung angeordnete Abtastelemente aufweist, bei dem die Lesevorrichtung unter gleichzeitigem Auslesen von Bildsignalen aus den Abtastelementen in einer Haupt-Abtastrichtung und anschließend in der Unter-Abtastrichtung bewegt und diese aufeinanderfolgende Bewegung in den beiden Abtastrichtungen sukzessive wiederholt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtastelemente der Lesevorrichtung in mindestens drei Gruppen aufgeteilt werden, wobei jede Gruppe einer unterschiedlichen Farbkomponente entspricht und ein einem jeweils abzutastenden Bildelement zugeordnetes sowie ein einem zu diesem benachbarten Bildelement zugeordnetes Abtastelement enthält,
daß die Lesevorrichtung in der Unter-Abtastrichtung in der Weise bewegt wird, daß sich der jeweilige Abtastbereich der den benachbarten Bildelementen zugeordneten Abtastelemente überlappt, und
daß eine Raumfilterung in der Unter-Abtastrichtung für die aus den drei entsprechenden Gruppen von Abtastelementen der Lesevorrichtung ausgelesenen Farbkomponenten durchgeführt wird, während die Bildsignale in der Haupt-Abtastrichtung ausgelesen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumfilterung ein Verfahren zur Hervorhebung von Kanten darstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in drei Gruppen aufgeteilten Abtastelemente der Lesevorrichtung Elemente für Rot, Grün und Blau enthalten.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unter-Abtastrichtung im wesentlichen senkrecht zur Haupt-Abtastrichtung ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Raumfiltersignal an einen Drucker ausgegeben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucker unter Verwendung einer Vielzahl von Aufzeichnungselementen ein dem Raumfiltersignal entsprechendes Bild ausdruckt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Aufzeichnungselemente kleiner als die der Abtastelemente ist.