DE3634939A1 - Verfahren zum aufzeichnen von quasihalbtonbildern - Google Patents
Verfahren zum aufzeichnen von quasihalbtonbildernInfo
- Publication number
- DE3634939A1 DE3634939A1 DE19863634939 DE3634939A DE3634939A1 DE 3634939 A1 DE3634939 A1 DE 3634939A1 DE 19863634939 DE19863634939 DE 19863634939 DE 3634939 A DE3634939 A DE 3634939A DE 3634939 A1 DE3634939 A1 DE 3634939A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- recording
- scanning
- subfields
- points
- field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/23—Reproducing arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/40—Picture signal circuits
- H04N1/405—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels
- H04N1/4051—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufzeichnen
von Quasihalbtonbildern, bei dem eine Vorlage mit einer
Abtastauflösung abgetastet, in mehrere Abtastfelder mit
jeweils k Abtastpunkten unterteilt und der mittlere
Tonwert jedes Abtastfeldes ermittelt wird, und die Vor
lage auf einem Aufzeichnungsmedium mit einer Auf
zeichnungsauflösung durch einzelne Aufzeichnungspunkte
mit dem Farbwert "Voll" und "Null" wiedergegeben wird.
Mit einem derartigen Verfahren können Vorlagen, bei
spielsweise Schwarz-Weiß-Vorlagen, auf einem Auf
zeichnungsmedium, wie z. B. einem Blatt Papier, einer
Druckplatte oder einem Bildschirm, durch einzelne Auf
zeichnungspunkte wiedergegeben werden. Die Auf
zeichnungspunkte können dabei nur schwarz oder weiß
sein. Die unterschiedlichen Graustufen einer Vorlage,
die von schwarz bis weiß reichen, werden auf dem Auf
zeichnungsmedium dadurch realisiert, daß die der
schwarz eingefärbten Aufzeichnungspunkte in Abhängig
keit von der zu realisierenden Graustufe variiert wird.
Das bedeutet, daß sämtliche Aufzeichnungspunkte eines
schwarzen Bereiches der Vorlage in der Wiedergabe
schwarz sind, während der Anteil von zwischen den
schwarzen Aufzeichnungspunkten angeordneten weißen Auf
zeichnungspunkten mit abnehmender Schwärze zunimmt. In
hellgrauen Bereichen der Vorlage weist das Auf
zeichnungsmedium eine geringe Häufigkeit von schwarzen
Aufzeichnungspunkten auf, bis schließlich in weißen Be
reichen auch sämtliche Aufzeichnungspunkte weiß, d. h.
nicht eingefärbt, sind.
Es sind Verfahren bekannt, bei denen die einzelnen Auf
zeichnungspunkte der Graustufe der Vorlage entsprechend
stark oder schwach eingefärbt sind. Mit einem solchen
Verfahren kann auf dem Aufzeichnungsmedium jede Grau
stufe der Grauskala wiedergegeben werden. Bei derartig
aufgezeichneten Bildern spricht man von sogenannten
Halbtonbildern. Sollen jedoch Vorlagen mit Hilfe von
Aufzeichnungspunkten, die entweder den Farbwert "Voll"
(schwarz) oder "Null" (weiß) annehmen können, wieder
gegeben werden, so ist dies mit der Halbtonbild-Auf
zeichnungstechnik nicht mehr möglich. Die verschiedenen
Graustufen können mit Aufzeichnungspunkten, die nur
zwei Farbwerte annehmen können, dadurch realisiert
werden, daß die Flächenhäufigkeit der eingefärbten
(oder der nicht eingefärbten) Aufzeichnungspunkte
variiert wird. Damit läßt sich nicht mehr jede Grau
stufe der Grauskala exakt wiedergeben, echte "Halb
tonbilder" entstehen also nicht. Man spricht daher von
"Quasihalbtonbildern", mit denen die Graustufen der
Grauskala gemäß einer zuvor vorgenommenen Einteilung in
Grauabstufungen wiedergegeben werden. Die Verarbeitung
solcher Quasihalbtonbilder mit Hilfe der Digitaltechnik
ist sehr einfach, da die Bildverarbeitung binär erfol
gen kann ("1" für einen eingefärbten und "0" für einen
nicht eingefärbten Bildpunkt).
Aus EP-A-01 32 453 ist ein Verfahren zum Aufzeichnen
von Quasihalbtonbildern bekannt. Dieses Verfahren mini
miert die Fehler bei der digitalen Verarbeitung von
elektrischen Signalen, was anhand eines Bildaufzeich
nungsprozesses erläutert wird. Bei dem bekannten Ver
fahren wird eine Vorlage mit einer bestimmten Abtast
auflösung zeilen- und innerhalb der Zeilen punktweise
abgetastet. Dabei wird die Graustufe oder allgemein der
Tonwert für jeden Abtastpunkt der Vorlage ermittelt und
gespeichert. Der Tonwert eines Abtastpunktes wird an
hand einer in 256 Tonwertstufen unterteilten Tonwert
skala ermittelt. Ein Abtastfeld besteht aus mehreren in
einer Matrix angeordneten Abtastpunkten und wird auf
einem Aufzeichnungsmedium durch eine bestimmte Anzahl
von matrixförmig angeordneten Aufzeichnungspunkten
wiedergegeben, die entweder den Farbwert "Voll" oder
den Farbwert "Null" annehmen können.
Bei dem bekannten Verfahren soll ein Abtastpunkt der
Vorlage durch sechzehn Aufzeichnungspunkte auf dem Auf
zeichnungsmedium wiedergegeben werden. Das bedeutet,
daß die 256 Tonwerte der Vorlage durch sechzehn Ton
werte auf dem Aufzeichnungsmedium wiedergegeben werden.
Die sechzehn Graustufen in der Wiedergabe entstehen
dadurch, daß eine der Tonwertstufe des Abtastpunktes
entsprechende Anzahl der sechzehn Aufzeichnungspunkte
eingefärbt werden. Bei der Umrechnung der Tonwertstufen
der Vorlagen in diejenigen Tonwertstufen, die auf dem
Aufzeichnungsmedium realisiert werden, entstehen
relativ große Fehler. Um den Fehler in der Wiedergabe
zu minimieren, werden jeweils mehrere Abtastpunkte zu
einem Abtastfeld zusammengefaßt, dessen mittlere Ton
wertstufe (Mittelwertbildung der Tonwerte sämtlicher
Abtastpunkte des Abtastfeldes) möglichst genau
wiedergegeben wird. Jeder einzelne Abtastpunkt des Ab
tastfeldes kann also durchaus mit einem relativ großen
Fehler wiedergegeben werden, während die mittlere Ton
wertstufe des Abtastfeldes relativ genau wiedergegeben
wird.
Das bekannte Verfahren weist sehr umfangreiche Berech
nungen zur Minimierung der Fehler, die bei der Um
rechnung der Tonwertstufen der Vorlagen in diejenigen
des Aufzeichnungsmediums gemacht werden, auf. Außerdem
müssen große Matrizen mit Daten verarbeitet werden.
Ferner ist das Auflösungsvermögen der mit diesem Ver
fahren aufgezeichneten Bildern wegen der Größe der Ab
tastpunkte, denen in der Wiedergabe jeweils mehrere
Aufzeichnungspunkte entsprechen, begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Aufzeichnen von Quasihalbtonbildern zu schaffen,
bei dem Vorlagen mit einem sehr hohen Auflösungsver
mögen und mit ausreichender Tonabstufung aufgezeichnet
werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorge
sehen, daß jedes Abtastfeld in mindestens einem Unter
teilungsschritt in Teilfelder unterteilt wird, daß
nacheinander soviele Unterteilungsschritte durchgeführt
werden, bis die Teilfelder eine dem Verhältnis aus Ab
tast- zu Aufzeichnungsauflösung entsprechende Größe
aufweisen, und daß nach jedem Unterteilungsschritt die
mittleren Tonwerte der aus einem Teilfeld des vorherigen
Unterteilungsschrittes entstandenen Teilfelder ermit
telt werden, wobei die Summe der mittleren Tonwerte der
entstandenen Teilfelder gleich dem mittleren Tonwert
desjenigen Teilfeldes des vorherigen Unterteilungs
schrittes ist, aus dem die Teilfelder entstanden sind.
Unter "Aufzeichnung" wird im Rahmen dieser Erfindung
sowohl die Wiedergabe von optisch abgetasteten Vorlagen
als auch die Wiedergabe von auf einem Datenträger ge
speicherten Vorlagen als Quasihalbtonbilder verstanden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird jedes Abtast
feld in mindestens einem Unterteilungsschritt in Teil
felder unterteilt, die eine dem Verhältnis aus Abtast-
zu Aufzeichnungsauflösung entsprechende Größe auf
weisen. Wenn beispielsweise mit einem Verhältnis aus
Abtast- zu Aufzeichnungsauflösung von eins gearbeitet
wird, d. h. wenn die Abtastpunkte genauso groß wie die
Aufzeichnungspunkte sind, haben die Teilfelder die
Größe eines Abtast- bzw. Aufzeichnungspunktes. Jedes
Abtastfeld wird in diesem Fall in den aufeinander
folgenden Unterteilungsschritten in die einzelnen Ab
tastpunkte unterteilt. Je nachdem, wieviele Abtast
punkte in einem Abtastfeld zusammengefaßt sind, sind
auch mehrere Unterteilungsstufen möglich. Dabei erfolgt
in jedem Unterteilungsschritt ein Abgleich der mitt
leren Tonwerte der in diesem Unterteilungsschritt ent
standenen Teilfelder mit dem mittleren Tonwert des
jenigen Teilfeldes des vorherigen Unterteilungsschrit
tes, aus dem die Teilfelder entstanden sind. Auf diese
Art und Weise wird von Unterteilungsschritt zu Unter
teilungsschritt ein Tonwertabgleich vorgenommen, so daß
sich der Fehler bei der Bestimmung der Tonwerte der in
einem Unterteilungsschritt entstandenen Teilfelder
nicht vergrößert.
Die Aufteilung der Vorlage in die Abtastfelder hat die
Aufgabe, die Tonwerte der Vorlage in den durch die
Größe des Abtastfeldes bestimmten Bereichen im Mittel
exakt wiederzugeben. Für eine gute Reproduktion einer
Vorlage ist nämlich unter anderem entscheidend, daß die
Tonwerte der Vorlage in der Reproduktion fast exakt
wiedergegeben werden. Dazu werden einzelne Bereiche der
Vorlage, die obigen Abtastfelder, betrachtet, und es
wird gefordert, daß der mittlere Tonwert dieser Be
reiche bei der Aufzeichnung exakt wiedergegeben wird.
Der mittlere Tonwert eines Abtastfeldes wird dabei
durch Mittlung der Tonwerte sämtlicher in dem Abtast
feld enthaltener Abtastpunkte berechnet.
Um aber auch eine Vorlage bei möglichst geringem
Schärfeverlust oder anders ausgedrückt, mit maximal
genauer Detailwiedergabe, aufzeichnen zu können, wird
das Abtastfeld in mehreren Unterteilungsschritten in
erste, zweite, dritte, usw. Teilfelder unterteilt. Das
Abtastfeld selbst kann nur ein relativ geringes Auf
lösungsvermögen der Vorlage ermöglichen, er wurde al
lerdings auch nur zu dem Zweck gebildet, die Mindest
anforderungen hinsichtlich der Tonwerte sicher zu er
füllen. Das gewünschte Auflösungsvermögen und damit
eine Wiedergabe der Vorlage mit der gewünschten Schärfe
wird nun durch schrittweises Unterteilen des Abtast
feldes erreicht. Die einzelnen Teile des Abtastfeldes
sind natürlich kleiner als dieses, wodurch eine größere
Auflösung erreicht wird, als dies durch die Abtast
felder möglich ist. Dieser Sachverhalt soll nachfolgend
anhand eines Beispieles erläutert werden.
Das menschliche Auge kann erfahrungsgemäß etwa bis zu
150 Tonwertstufen (also im Falle eines Schwarz-Weiß-
Bildes ca. 150 Graustufen von schwarz bis weiß) visuell
unterscheiden. Der Tonwert eines Abtastfeldes sollte
also durch eine von 150 Tonwertstufen wiedergegeben
werden können. Da die Vorlage nur durch einzelne Auf
zeichnungspunkte mit dem Farbwert "Voll" oder "Null"
wiedergegeben wird, muß ein Abtastfeld durch mindestens
150 Aufzeichnungspunkte wiedergegeben werden. Je nach
der Anzahl der für dieses Abtastfeld eingefärbten Auf
zeichnungspunkte ergeben sich 150 Tonwertstufen.
Die zur Bildverarbeitung heute übliche Digitaltechnik
legt deshalb für die Größe des Abtastfeldes nahe, daß
dieses 256 Abtast- bzw. Aufzeichnungspunkte umfaßt, was
z. B. einem quadratischen Abtastfeld von 16 × 16 Abtast-
bzw. Aufzeichnungspunkten entspricht. Der mittlere Ton
wert eines solchen Abtastfeldes kann quasi exakt aufge
zeichnet werden, nämlich durch eine von 256 Tonwert
stufen (d. h. mit einer Genauigkeit von 1/256). Legt man
beispielsweise als Durchmesser eines Abtastpunktes etwa
20 µm zugrunde, so erhält man ein Abtastfeld der Größe
300 µm × 300 µm (16 × 20 µm = 320 µm ∼ 300 µm). 1 cm der
Vorlage könnte also in etwa dreißig nebeneinander bzw.
untereinander angeordneter Abtastfelder unterteilt
werden. Mit der Einteilung der Vorlage in die Abtast
felder kann also nur ein Auflösungsvermögen der Vorlage
von etwa 30 Linien/cm (30 L/cm) erreicht werden. Dieses
Auflösungsvermögen ist natürlich zu gering, um die An
forderungen hinsichtlich der Schärfe und der Detail
wiedergabe der Vorlage zu erfüllen. Um ein größeres
Auflösungsvermögen erzielen zu können, wird das Abtast
feld in mehrere kleinere Teilfelder unterteilt. Für die
Teilfelder des Abtastfeldes nimmt das Auflösungsver
mögen je nach Größe der Teilfelder, in die das Abtast
feld unterteilt ist, zu. Beispielsweise ermöglicht die
Aufteilung des Abtastfeldes in vier Teilfelder das dop
pelte Auflösungsvermögen des Abtastfeldes, eine weitere
Unterteilung der einzelnen Teilfelder in vier wiederum
gleichgroße Teilfelder bereits das vierfache Auf
lösungsvermögen, usw. Im Grenzfall kann das Abtastfeld
256fach unterteilt werden (nämlich genau in die ein
zelnen Abtastpunkte), wobei das höchstmögliche Auf
lösungsvermögen, im beispielhaften Fall 500 L/cm, er
reicht wird. In diesem Fall würde die Vorlage in 20 µm
breiten Linien wiedergegeben werden. Ein 1 cm breiter
Streifen der Vorlage würde also durch 500 Linien mit
einer Breite von 20 µm auf dem Aufzeichnungsmedium wie
dergegeben werden.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Vor
lagen mit sehr hohem Auflösungsvermögen und bei aus
reichender Tonwertabstufung aufgezeichnet bzw. wieder
gegeben. Visuelle Verluste hinsichtlich der Detail- und
der Tonwertwiedergabe der Vorlage sind daher fast nicht
erkennbar. Durch die Detailauflösung der Vorlage (d. h.
durch die Aufteilung des Abtastfeldes in im Extremfall
die einzelnen Abtastpunkte) wird ein verbesserter Kon
trast (Detailkontrast) und damit auch die größtmögliche
Bildschärfe in der Wiedergabe erzielt. Die Vorlagen-
bzw. Bilddaten können sehr einfach und schnell in digi
taler Form weiterverarbeitet werden. Umfangreiche Be
rechnungen zur Vermeidung von Akkumulationsfehlern bei
der Bestimmung der mittleren Tonwerte der einzelnen
Teilfelder, in die das Abtastfeld unterteilt wird, ent
fallen, da von Unterteilungsschritt zu Unterteilungs
schritt ein Tonwertabgleich vorgenommen wird.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß die Teilfelder
in der bzw. den Unterteilungsschritten jeweils in Teil
felder gleicher Größe unterteilt werden und daß die
Anzahl der Teilfelder, in die unterteilt wird, in sämt
lichen Unterteilungsschritten gleich ist. Durch diese
Maßnahme läßt sich das Verfahren besonders einfach
durchführen. Im Hinblick auf die bei der Bildverar
beitung bevorzugt eingesetzte Digitaltechnik ist es
besonders zweckmäßig, die Unterteilung des Abtastfeldes
mittels digitalwertiger Schritte vorzunehmen, d. h. das
Abtastfeld in dem ersten Unterteilungsschritt zunächst
in zwei erste Teilfelder, diese beiden ersten Teil
felder in dem zweiten Unterteilungsschritt in zwei
zweite Teilfelder (das Abtastfeld ist demnach nach dem
zweiten Unterteilungsschritt in vier zweite Teilfelder
gleicher Größe unterteilt), usw. zu zerlegen. Auch der
Tonwert jedes einzelnen Abtastpunktes des Abtastfeldes
liegt in binärkodierter Form vor. Die Länge dieses
Binärcodes ist durch die Anzahl der in einem Abtastfeld
zu realisierenden mittleren Tonwertstufen bestimmt (im
Falle von 256 Tonwertstufen pro Abtastfeld ergibt sich
ein Binärcode mit 8 Bits). Die mittleren Tonwerte der
einzelnen Teilfelder können dann durch Addition der
Tonwerte der Abtastpunkte dieses Teilfeldes bestimmt
werden. Die obersten 7 Bits dieser Summe ergeben dann
den mittleren Tonwert eines ersten Teilfeldes, wenn das
Abtastfeld, wie oben beschrieben, in 256 Tonwertstufen
wiedergegeben werden kann. Dementsprechend ergeben die
obersten 6 Bits der Tonwertsumme aus den Tonwerten der
Abtastpunkte eines zweiten Teilfeldes den mittleren
Tonwert dieses zweiten Teilfeldes, während die obersten
5 Bits der Tonwertsumme aus den Tonwerten der Abtast
punkte eines dritten Teilfeldes den mittleren Tonwert
des dritten Teilfeldes ergeben usw. Die zur Durch
führung des Verfahrens erforderlichen Daten bezüglich
der mittleren Tonwerte lassen sich also bei dieser
Weiterbildung der Erfindung sehr einfach und schnell
berechnen.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist
vorgesehen, daß der mittlere Tonwert des Abtastfeldes
mit einer Genauigkeit von l/k bestimmt wird und daß der
mittlere Tonwert, der in dem i-ten Unterteilungsschritt
entstandenen i-ten Teilfelder jeweils mit einer Ge
nauigkeit von m/k ermittelt wird, wobei m das Flächen
verhältnis aus Abtastfeld zu dem entsprechenden i-ten
Teilfeld ist. Die Genauigkeit, mit der der mittlere
Tonwert eines in dem i-ten Unterteilungsschritt ent
standenen i-ten Teilfeldes ermittelt wird, nimmt mit
kleiner werdenden Teilfeldern ab. Wird beispielsweise
ein Abtastfeld durch 64 Aufzeichnungspunkte wiederge
geben, so kann der mittlere Tonwert des Abtastfeldes
mit einer Genauigkeit von 6 Bit, d. h. bis auf 1/64 ge
nau wiedergegeben werden. Wird dieses Abtastfeld in dem
ersten Unterteilungsschritt in zwei gleichgroße erste
Teilfelder unterteilt, so besteht jedes dieser Teil
felder aus 64 : 2 = 32 Aufzeichnungspunkten. Mit 32 Auf
zeichnungspunkten läßt sich die Tonwertskala jedoch nur
in 32 Stufen wiedergeben. Der mittlere Tonwert wird
also mit einer Genauigkeit von m/k = 2/64 = 1/32
wiedergegeben. Hierdurch vereinfacht sich die weitere
Verarbeitung der Daten, da es unzweckmäßig ist, die
mittleren Tonwerte der einzelnen Teilfelder mit einer
Genauigkeit weiterzuverarbeiten, mit der sie auf dem
Aufzeichnungsmedium nicht wiedergegeben werden können.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß die mittleren
Tonwerte der n i-ten Teilfelder, die sich in dem i-ten
Unterteilungsschritt aus einem (i-1)-ten Teilfeld des
vorherigen Unterteilungsschrittes ergeben, dadurch er
mittelt werden, daß für (n-1)-ten Teilfeld des
vorherigen Unterteilungsschrittes ergeben, dadurch er
mittelt werden, daß für (n-1) i-ten Teilfelder der
mittlere Tonwert mit einer Genauigkeit von m/k ermit
telt wird, wobei m das Flächenverhältnis aus Abtastfeld
und i-tem Teilfeld ist, und daß sich der mittlere Ton
wert des letzten i-ten Teilfeldes als Differenz aus dem
mittleren Tonwert des Teilfeldes des vorherigen Unter
teilungsschrittes und der Summe der mittleren Tonwerte
der (n-1) i-ten Teilfelder ermittelt wird. Bei dieser
Weiterbildung der Erfindung wird der Tonwert, der in
dem i-ten Unterteilungsschritt entstandenen n (i-ten)
Teilfelder dadurch bestimmt, daß zunächst der mittlere
Tonwert von (n-1) i-ten Feldern durch Mittlung der Ton
werte der jeweiligen, diese i-ten Teilfelder darstel
lenden Abtastpunkte ermittelt wird. Die Genauigkeit,
mit der die mittleren Tonwerte der (n-1) i-ten Teil
felder ermittelt wird, ergibt sich dabei aufgrund der
bereits oben ausgeführten Betrachtungen. Der mittlere
Tonwert des letzten i-ten Teilfeldes ergibt sich als
Differenz aus dem mittleren Tonwert desjenigen (i-1)-
ten Teilfeldes des vorherigen Unterteilungsschrittes,
aus dem die n i-ten Teilfelder des i-ten Unterteilungs
schrittes hervorgegangen sind, und der Summe der be
rechneten mittleren Tonwerte der (n-1) i-ten Teil
felder. Auf diese Art und Weise erfolgt in jedem Unter
teilungsschritt ein Abgleich der mittleren Tonwerte der
n Teilfelder und dem mittleren Tonwert des ent
sprechenden (i-1)-ten Teilfeldes des vorherigen Unter
teilungsschrittes.
Die bei der Bestimmung der mittleren Tonwerte der (n-1)
i-ten Teilfelder infolge der abnehmenden Genauigkeit
gemachten Rundungsfehler wirken sich nicht störend aus,
weil das menschliche Auge die kleineren Teilfelder
unter entsprechend kleinerem Sehwinkel sieht und deren
Tonwerte daher immer ungenauer erkennen kann. Tatsäch
lich sind also Rundungsfehler der mittleren Tonwerte
der einzelnen Flächen praktisch bedeutungslos, denn sie
sind visuell nicht erkennbar. Man kann sogar die
mittleren Tonwerte der Teilfelder nach Belieben auf-
oder abrunden, ohne daß dies visuell erkennbar ist.
Dies bedeutet, daß die Anzahl der in einem Teilfeld
einzufärbenden Aufzeichnungspunkte um "1" erhöht oder
erniedrigt werden kann, ohne daß dieser Fehler visuell
erkennbar wird. Genau dieser Spielraum wird bei der
gerade beschriebenen Weiterbildung der Erfindung ge
nutzt, um die Anzahl der einzufärbenden Aufzeichnungs
punkte in den einzelnen Teilfeldern exakt auf die Ge
samtanzahl der einzufärbenden Aufzeichnungspunkte für
das Abtastfeld abzustimmen. Hierdurch werden Akkumu
lationsfehler bei der Bestimmung der mittleren Tonwerte
der in den Unterteilungsschritten entstehenden Teil
felder verhindert.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist da
durch gekennzeichnet, daß 4 n 4 Aufzeichnungspunkte in
einem 2 n Zeilen und 2 n Spalten aufweisenden Abtastfeld
zusammengefaßt werden und der mittlere Tonwert des Ab
tastfeldes mit einer Genauigkeit von 1/4 n ermittelt
wird, und daß ein Teilfeld in einem Unterteilungs
schritt in vier gleichgroße Teilfelder unterteilt wird,
wobei die mittleren Tonwerte der vier Teilfelder, die
in dem i-ten Unterteilungsschritt entstanden sind, mit
einer Genauigkeit von 1/4 n-i ermittelt werden. Bei
dieser Variante des Verfahrens wird das Abtastfeld in
nur n Unterteilungsschritten bis zum einzelnen Abtast
punkt unterteilt, wobei jedes in einem Unterteilungs
schritt entstandene Teilfeld in dem darauffolgenden
Unterteilungsschritt in vier Teilfelder gleicher Größe
unterteilt wird. Die Verarbeitung der Tonwertdaten der
Abtastpunkte des Abtastfeldes und die Unterteilung des
Abtastfeldes in die Teilfelder werden dadurch be
schleunigt, wobei die bei der Bestimmung der mittleren
Tonwerte der Teilfelder gemachten Fehler noch tolerier
bar sind.
Vorteilhafterweise wird das Abtastfeld bei einem Ver
hältnis aus Abtast- zu Aufzeichnungsauflösung größer
als "1" durch die sukzessiven Unterteilungsschritte bis
in kleinste Teilfelder unterteilt, die jeweils gleich
der Größe eines Aufzeichnungspunktes sind. Dieser Sach
verhalt soll anhand eines Beispiels erläutert werden.
Es sei angenommen, daß ein Abtastpunkt einen Durch
messer von 20 µm und ein Aufzeichnungspunkt einen Durch
messer von 40 µm aufweist. Die Vorlage wird also in 20 µm
breiten Zeilen abgetastet, während sie in 40 µm breiten
Zeilen wiedergegeben wird. Das heißt, daß jeweils vier Ab
tastpunkte einem Aufzeichnungspunkt entsprechen. Die
Vorlage wird also doppelt so fein abgetastet, wie sie
wiedergegeben werden kann. Das bedeutet, daß eine Auf
teilung des Abtastfeldes bis in Teilfelder, die die
Größe eines Abtastpunktes aufweisen, nicht zweckmäßig
ist, da dieser einzelne Abtastpunkt im Aufzeichnungs
medium nicht dargestellt werden kann. Die Unterteilung
erfolgt deshalb nur bis zu dem Schritt, bei dem die
entstandenen Teilfelder die Größe eines Aufzeichnungs
punktes haben. Wenn die Abtastauflösung größer als die
Aufzeichnungsauflösung ist, läuft das Verfahren also
schneller ab, da weniger Unterteilungsschritte durch
geführt werden.
Demgegenüber ist bei einer anderen vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß das Ab
tastfeld bei einem Verhältnis aus Abtast- zu Auf
zeichnungsauflösung kleiner als oder gleich 1 durch die
sukzessiven Unterteilungsschritte in kleinste Teil
felder unterteilt wird, die gleich der Größe eines Ab
tastelementes sind. Ist die Aufzeichnungsauflösung
größer oder gleich der Abtastauflösung, d. h. wird die
Vorlage feiner oder genauso fein wiedergegeben, als
bzw. wie sie abgetastet worden ist, wird das Abtastfeld
in kleinste Teilfelder unterteilt, die die Größe eines
Abtastpunktes haben. Bei einem Verhältnis aus Abtast-
zu Aufzeichnungsauflösung von 1 ergibt sich auf diese
Art und Weise die naturgetreueste Wiedergabe der Vor
lage.
Ist die Abtastauflösung kleiner als die Aufzeichnungs
auflösung, so wird ein Abtastpunkt der Vorlage auf dem
Aufzeichnungsmedium durch eine dem Verhältnis aus Ab
tast- zu Aufzeichnungsauflösung entsprechende Anzahl
von Aufzeichnungspunkten dargestellt. Wenn beispiels
weise die Abtastauflösung halb so groß wie die Auf
zeichnungsauflösung ist, wird ein Abtastpunkt durch
vier Aufzeichnungspunkte dargestellt. Damit wird auch
der Tonwert eines Abtastpunktes durch vier Auf
zeichnungspunkte, die den Farbwert "Voll" oder "Null"
annehmen können, wiedergegeben. Das Verfahren kann also
auch in den Fällen angewandt werden, in denen die Ab
tastauflösung kleiner als die Aufzeichnungsauflösung
ist. Dies ist z. B. bei fotografischer und elektrofoto
grafischer Aufzeichnung oder bei einer Aufzeichnung
mittels Laser der Fall. Dabei kann es vorkommen, daß
die Vorlagen eine geringere Schärfe haben oder die
Schärfe nicht bildwichtig ist und es deshalb genügt,
die Vorlagen weniger genau, d. h. weniger fein abzu
tasten und dann die Aufzeichnungsauflösung umso höher
zu wählen. Ist das Verhältnis aus Abtast- zu Auf
zeichnungsauflösung kleiner als 1, kann die Verteilung
der einzufärbenden Aufzeichnungspunkte für jeden mög
lichen Tonwert, der durch die einen Abtastpunkt ent
sprechende Anzahl von Aufzeichnungspunkten darstellbar
ist, entweder zuvor festgelegt werden oder zufällig
sein. Wird beispielsweise ein Abtastpunkt durch vier
Aufzeichnungspunkte wiedergegeben, sind mit den Auf
zeichnungspunkten neben weiß vier Tonwerte realisier
bar. Die Position der für einen bestimmten Tonwert ein
zufärbenden Aufzeichnungspunkte kann dabei entweder
zuvor festgelegt werden und damit stets gleich oder
zufällig sein. Die letzte Alternative hat den Vorteil,
daß bei der Wiedergabe eines Bereiches der Vorlage mit
über den gesamten Bereich gleichem Tonwert keine
"Aufzeichnungspunktmuster" entstehen, die sich unter
Umständen störend auswirken können.
Vorteilhafterweise sind die Abtast- und die Auf
zeichnungspunkte jeweils in einer orthogonalen Matrix
angeordnet. Das Abtastfeld kann bei einer derartigen
Anordnung der Abtastpunkte sehr einfach in einzelne
Teilfelder unterteilt werden, wobei die einzelnen Ab
tastpunkte sehr einfach den einzelnen Teilfeldern zu
geordnet werden können.
Vorzugsweise sind die Abtast- und die Aufzeichnungs
punkte jeweils in einer orthogonalen Matrix angeordnet,
deren Zeilen bzw. Spalten abwechselnd gegeneinander
verschoben sind. Bei diesem Ordnungsschema der Abtast-
bzw. Aufzeichnungspunkte weist ein Abtast bzw. Auf
zeichnungspunkt sechs sogenannte nächste Nachbarpunkte
auf, d. h. die Abtast- oder Aufzeichnungspunkte einer
Reihe sind jeweils zwischen den Abtast- bzw. Auf
zeichnungspunkten der benachbarten Reihen angeordnet.
Die Zeilen bzw. Spalten einer solchen Matrix sind dem
zufolge abwechselnd gegeneinander verschoben. Durch ein
derartiges Ordnungsschema kann einerseits die Vorlage
wesentlich exakter abgetastet und andererseits das Bild
wesentlich exakter aufgezeichnet werden, da die Größe
der Zwischenräume zwischen den einzelnen Abtast- bzw.
Aufzeichnungspunkten infolge der "hohen Packungsdichte"
der Punkte minimiert ist. Dieses hexagonale Ordnungs
schema ist insbesondere bei kleinen Abtast- und Auf
zeichnungspunkten vorteilhaft.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann nicht nur zum Auf
zeichnen von einfarbigen, sondern auch zum Aufzeichnen
von mehrfarbigen Quasihalbtonbildern, die sich aus meh
reren additiven oder subtraktiven Grundfarben zusammen
setzen, verwendet werden. Hierbei wird das oben be
schriebene Verfahren für jede der Grundfarben durchge
führt und die dabei entstehenden Einfarben-Quasihalb
tonbilder anschließend überlagert. Für jede additive
bzw. subtraktive Grundfarbe wird jedem Abtastpunkt beim
Abtasten ein bestimmter Tonwert der Grundfarbe zugeord
net. Bei der anschließenden Unterteilung eines Abtast
feldes wird jeweils der mittlere Tonwert der betreffen
den Grundfarbe des entstandenen Teilfeldes in der oben
beschriebenen Art und Weise ermittelt bzw. berechnet.
Die einzelnen Aufzeichnungspunkte können entweder voll
mit der entsprechenden additiven bzw. subtraktiven Grund
farbe eingefärbt oder gar nicht eingefärbt sein. Bei
der Mehrfarben-Bildaufzeichnung mit Hilfe dieses Verfah
rens können auch die bekannten Techniken zur Vermeidung
von Moir´-Erscheinungen angewendet werden.
Das Verfahren kann auch zum Aufzeichnen von drei
dimensionalen Vorlagen verwendet werden. Dabei wird die
Vorlage mit einer Abtastauflösung abgetastet, in
mehrere Abtastvolumen mit jeweils K Abtastvolumenele
menten unterteilt und der räumliche mittlere Tonwert
jedes Abtastvolumens ermittelt, und die Vorlage auf
einem Aufzeichnungsmedium mit einer Aufzeichnungsauf
lösung durch einzelne Aufzeichnungsvolumenelemente mit
dem Farbwert "Voll" oder "Null" wiedergegeben.
Bei der Aufzeichnung der dreidimensionalen Vorlage ist
erfindungsgemäß vorgesehen, daß jedes Abtastvolumen in
mindestens einem Unterteilungsschritt in Teilvolumen
unterteilt wird, daß nacheinander so viele Unter
teilungsschritte durchgeführt werden, bis die Teil
volumen eine dem Verhältnis aus Abtast- zu Aufzeich
nungsauflösung entsprechende Größe aufweisen, und daß
nach jedem Unterteilungsschritt die mittleren Tonwerte
der aus einem Teilvolumen des vorherigen Unterteilungs
schrittes entstandenen Teilvolumens ermittelt werden,
wobei die Summe der mittleren Tonwerte der entstandenen
Teilvolumina gleich dem mittleren Tonwert desjenigen
Teilvolumens des vorherigen Unterteilungsschrittes ist,
aus dem die Teilvolumina entstanden sind. Die Ermitt
lung der mittleren räumlichen Tonwerte der i-ten
Volumen, die aus einem (i-1)-ten Volumen entstanden
sind, erfolgt dabei genauso wie bei den Verfahren zum
Aufzeichnen von zweidimensionalen Vorlagen.
Die oben beschriebenen Weiterbildungen bzw. Varianten
des Verfahrens zum Aufzeichnen von zweidimensionalen
Vorlagen gelten analog auch für den Fall des Auf
zeichnens von holographischen Bildern. Die in dem Zu
sammenhang mit den Weiterbildungen gemachten Über
legungen müssen lediglich auf den dreidimensionalen
Raum übertragen werden.
Zum Aufzeichnen von holographischen Bildern können die
Abtast- und Aufzeichnungsvolumenelemente jeweils ent
weder in einer orthogonalen dreidimensionalen Matrix
oder in einer dreidimensionalen Matrix mit hexagonal
dichtester Kugelpackung angeordnet sein. Während die
erste Möglichkeit eine einfach nachvollziehbare Unter
teilung der dreidimensionalen Vorlage in die ersten,
zweiten, dritten, usw. Volumen gestattet, bietet die
zweite Möglichkeit den Vorteil, daß die dreidimensio
nale Vorlage durch die Anordnung der Abtast- bzw. Auf
zeichnungsvolumenelemente mit weniger Informationsver
lust aufgezeichnet bzw. wiedergegeben werden können;
denn bei der hexagonal dichtesten Kugelpackung ist die
Größe der Zwischenräume zwischen den einzelnen Volumen
elementen minimal.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Vorlage
zeilenweise abgetastet und der Tonwert jedes Abtast
punktes ermittelt. Mehrere Abtastpunkte werden jeweils
zu einem Abtastfeld zusammengefaßt. Der mittlere Ton
wert jedes Abtastfeldes wird durch Mittlung der Ton
werte der Abtastpunkte dieses Abtastfeldes bestimmt.
Die Vorlage wird auf einem Aufzeichnungsmedium durch
einzelne Aufzeichnungspunkte, die nur den Farbwert
"Voll" oder "Null" annehmen können, wiedergegeben.
Mehrere Aufzeichnungspunkte entsprechen dabei einem
Abtastfeld der Vorlage. Durch Einfärben einer be
stimmten Anzahl von Aufzeichnungspunkten kann der
Tonwert des Abtastfeldes im Mittel quasi exakt wieder
gegeben werden. Die Verteilung der für ein Abtastfeld
einzufärbenden Aufzeichnungspunkte wird durch Unter
teilung des Abtastfeldes in kleinste Teilfelder be
stimmt. Das Abtastfeld wird dabei in mindestens einem
Unterteilungsschritt in diese kleinsten Felder unter
teilt, wobei der mittlere Tonwert jedes entstandenen
Teilfeldes derart bestimmt wird, daß die Anzahl der in
allen Teilfeldern eines Abtastfeldes einzufärbenden
Aufzeichnungspunkte dem mittleren Tonwert des Abtast
feldes entspricht.
Durch die Einteilung der Vorlage in die Abtastfelder
wird gewährleistet, daß die Wiedergabe der Tonwerte der
Vorlage jeweils "bereichsweise", nämlich für die Ab
tastfelder betrachtet, quasi exakt ist. Um auch noch
innerhalb der Abtastfelder Tonwertstufenänderungen ge
nau wiedergeben zu können, wird die Einteilung der Ab
tastfelder in einzelne immer kleiner werdende Teil
felder vorgenommen, wobei darauf geachtet wird, daß der
mittlere Tonwert des Abtastfeldes selbst mit größtmög
licher Genauigkeit wiedergegeben wird.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Figuren
Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Im
einzelnen zeigen
Fig. 1a bis 1i die einzelnen Verfahrensschritte beim Auf
zeichnen einer zweidimensionalen Vorlage mit
Hilfe des Verfahrens gemäß einem ersten Aus
führungsbeispiel,
Fig. 2a bis 2d die einzelnen Verfahrensschritte beim Auf
zeichnen einer zweidimensionalen Vorlage mit
Hilfe des Verfahrens gemäß einem zweiten Aus
führungsbeispiel,
Fig. 3 ein Beispiel für die Aufzeichnung einer zwei
dimensionalen Vorlage, wenn die Abtastauflösung
doppelt so groß wie die Aufzeichnungsauflösung
ist und
Fig. 4 ein Beispiel für die Aufzeichnung einer zwei
dimensionalen Vorlage, wenn die Abtastauflösung
halb so groß wie die Aufzeichnungsauflösung
ist.
In den Fig. 1a bis 1i sind die einzelnen Verfahrens
schritte zum Aufzeichnen einer zweidimensionalen Vor
lage für den Fall dargestellt, daß die Abtastauflösung
gleich der Aufzeichnungsauflösung ist. Das bedeutet,
daß ein Abtastpunkt der Vorlage durch einen Auf
zeichnungspunkt auf dem Aufzeichnungsmedium wiederge
geben wird. Der Einfachheit halber sind die Abtast- und
Aufzeichnungspunkte jeweils durch quadratische Felder
dargestellt. Tatsächlich haben die Abtast- und die Auf
zeichnungspunkte eine Kreisfläche. Weiterhin sei der
Einfachheit halber angenommen, daß es sich bei der auf
zuzeichnenden Vorlage um ein Schwarz-Weiß-Bild handelt.
In diesem Fall entspricht der Tonwert eines Abtast
punktes einem bestimmten Grauton (Graustufe) zwischen
den "Grauwerten" schwarz und weiß.
Die aufzuzeichnende Vorlage 10 wird in einer Abtast
vorrichtung, wie z. B. einem Scanner, einer elektroni
schen Kamera o. dgl., zunächst zeilenweise abgetastet.
Das von der Abtastvorrichtung für jeden Abtastpunkt
erzeugte Signal repräsentiert den Tonwert des betref
fenden Abtastpunktes. Diese Signale werden in digitaler
Form abgespeichert, so daß sie während des gesamten
Verfahrens jederzeit verfügbar sind. Die Vorlage wird
auf einem Aufzeichnungsmedium, beispielsweise einem
Blatt Papier, einer Druckplatte oder einem Bildschirm,
durch einzelne Punkte (Aufzeichnungspunkte) wiederge
geben bzw. dargestellt.
Die Vorlage 10 wird zunächst gemäß Fig. 1 in Abtast
felder 12 unterteilt, die jeweils aus mehreren Abtast
punkten 14 bestehen. Bei der Wiedergabe der Vorlage auf
dem Aufzeichnungsmedium, also bei der Kopie der Vor
lage, ist darauf zu achten, daß der mittlere Tonwert
eines Abtastfeldes (d. h. der Mittelwert der Tonwerte
sämtlicher Abtastpunkte 14 eines Abtastfeldes 12) so
genau wie möglich durch die Aufzeichnungspunkte wieder
gegeben wird. Erfahrungsgemäß sind von dem menschlichen
Auge ca. 150 Tonwertstufen visuell unterscheidbar. Bei
einem Schwarz-Weiß-Bild sollte also der Bereich
zwischen schwarz und weiß durch ca. 150 Graustufen dar
stellbar sein. Zur Darstellung der 150 Graustufen durch
die Aufzeichnungspunkte auf dem Aufzeichnungsmedium muß
jedes Abtastfeld 12 der Vorlage durch mindestens 150
Aufzeichnungspunkte auf dem Aufzeichnungsmedium dar
gestellt werden können. Ein einzelner Aufzeichnungs
punkt kann nur den Farbwert "Voll", also schwarz, oder
den Farbwert "Null", also weiß, annehmen. Durch Va
riation der Anzahl der eingefärbten Aufzeichnungspunkte
innerhalb eines mindestens 150 Aufzeichnungspunkte um
fassenden Bereiches können die verschiedenen Grauwert
stufen zwischen weiß und schwarz realisiert werden.
Die bei der Bildverarbeitung heute übliche Digital
technik legt es nahe, die Grauskala in 256 Stufen zu
unterteilen. Die 256 Graustufen können auf dem Auf
zeichnungsmedium durch 256 Aufzeichnungspunkte, die in
einer 16 Zeilen und 16 Spalten aufweisenden Matrix an
geordnet sind, dargestellt werden. Das heißt, daß ein Ab
tastfeld 12 der Vorlage 10 auf dem Aufzeichnungsmedium
durch 256 in einer Matrix angeordnete Aufzeichnungs
punkte wiedergegeben wird. Der mittlere Tonwert eines
Abtastfeldes 12 kann also mit einer Genauigkeit von
1/256 = 1/2-8 praktisch exakt wiedergegeben werden.
Da die Größe von Abtast- und Aufzeichnungspunkt gleich
groß ist, beträgt die Anzahl der Abtastpunkte 14 pro
Abtastfeld auch 256. Der Durchmesser eines einzelnen
Abtast- bzw. Aufzeichnungspunktes betrage beispiels
weise 20 µm, d. h. in der vereinfachten Darstellung der
Abtastpunkte in den Figuren entspricht ein Abtastpunkt
einer Fläche von 20 µm × 20 µm. Ein Abtastfeld 12 hat
demnach eine Längen- und Breitenausdehnung von
16 × 20 µm = 320 µm ∼ 300 µm.
Zur Ermittlung des mittleren Tonwertes eines Abtast
feldes 12 wird das von der Abtastvorrichtung für jeden
Abtastpunkt gelieferte analoge Signal, das den Tonwert
des betreffenden Abtastpunktes repräsentiert, mit 8 Bit
Genauigkeit binär kodiert. Mit dem 8 Bit Binärcode läßt
sich - im Falle einer Schwarz-Weiß-Vorlage - die (kon
tinuierliche) Grauskala der Vorlage in 256 Graustufen
unterteilen. Die Unterteilung der Grauskala ist so
fein, daß das menschliche Auge bei Betrachtung eines
Abtastfeldes den Unterschied zwischen zwei Grauwerten
nicht bzw. kaum unterscheiden kann. Die kontinuierliche
Grauskala der Vorlage kann in der Aufzeichnung quasi
kontinuierlich wiedergegeben werden. Bei den aufge
zeichneten Bildern handelt es sich also um Quasihalb
tonbilder.
Der mittlere Tonwert des Abtastfeldes ergibt sich durch
Addition der binärkodierten Grauwerte der Abtastpunkte
des Abtastfeldes und anschließender Division durch die
Anzahl von Aufzeichnungspunkten. Es ist vorteilhaft,
den mittleren Grauwert des Abtastfeldes mittels digi
talem Addierwerk zu bestimmen. Addiert man die Grau
werte aller Abtastelemente des Abtastfeldes, in unserem
Fall 256 einzelne Grauwerte, mittels digitalem Addier
werk, so erhält man eine digitale Zahl, deren oberste 8
Bit sowohl den mittleren Grauwert des Abtastfeldes mit
der geforderten Genauigkeit, als auch direkt die Anzahl
der zur Darstellung dieses Grauwerts einzufärbenden
Aufzeichnungspunkte angibt. Beträgt nämlich der mitt
lere Grauwert sämtlicher 256 Aufzeichnungspunkte eines
Abtastfeldes beispielsweise 143, so besagt diese Zahl,
daß von den 256 Aufzeichnungspunkten, die dem Abtast
feld auf dem Aufzeichnungsmedium entsprechen, 143 Auf
zeichnungspunkte einzufärben sind. Über die Verteilung
der einzufärbenden Aufzeichnungspunkte innerhalb der
Aufzeichnungspunktmatrix kann noch nichts ausgesagt
werden. Diese Verteilung wird mit Hilfe der nachfolgend
beschriebenen Verfahrensschritte bestimmt.
Die einzelnen Verfahrensschritte werden anhand eines
Abtastfeldes 12 erläutert, dessen mittlerer Grauwert
145 beträgt. Dieser Grauwert kann durch 256 Aufzeich
nungspunkte realisiert werden. Die im folgenden jeweils
als Index hinter den mittleren Grauwerten angegebene
Zahl gibt an, mit welcher Anzahl von Aufzeichnungs
punkten der betreffende mittlere Grauwert realisiert
werden kann.
Das Abtastfeld 12 wird in einem ersten Unterteilungs
schritt in zwei gleichgroße erste Felder F 1-1 und F 1-2
unterteilt. Jedes dieser beiden ersten Felder besteht
aus 128 Abtastpunkten und wird auf dem Aufzeichnungs
medium durch 128 Aufzeichnungspunkte wiedergegeben. Von
jedem der beiden ersten Felder wird der mittlere Grau
wert bestimmt. Der mittlere Grauwert eines ersten
Feldes kann jedoch nicht mehr mit einer Genauigkeit von
1/256 wiedergegeben werden, da das erste Feld nur noch
durch 128 Aufzeichnungspunkte darstellbar ist. Das heißt,
die Genauigkeit, mit der der mittlere Grauwert einer
Hälfte des Abtastfeldes wiedergegeben werden kann, ist
geringer als die Genauigkeit, mit der der mittlere
Grauwert des gesamten Abtastfeldes wiedergegeben werden
kann. Der mittlere Grauwert der ersten Felder kann je
weils nur mit einer Genauigkeit von 1/128 wiedergegeben
werden, da jedes erste Feld nur 128 Aufzeichnungs
punkten entspricht und mit diesen 128 Aufzeichnungs
punkten auch nur eine Einteilung der Grauskala in 128
Graustufen vorgenommen werden kann.
Bei der Bestimmung der mittleren Tonwerte der beiden
ersten Felder F 1-1 und F 1-2 wird wie folgt verfahren:
Zunächst wird für eines der beiden ersten Felder, bei spielsweise für das erste Feld F 1-1, der mittlere Ton wert durch Mittlung der Tonwerte der einzelnen Abtast punkte des ersten Feldes F 1-1 berechnet. Hierbei ergibt sich beispielsweise der Wert 131256. Bei der Berechnung ist jedoch von einer durch die Aufzeichnungspunkte des Feldes F 1-1 zu realisierenden Grauskala mit 256 Ein teilungen ausgegangen worden. Da das Feld F 1-1 in der Wiedergabe jedoch nur durch 128 Aufzeichnungspunkte darstellbar ist, muß der auf der Basis von 256 Auf zeichnungspunkten ermittelte Tonwert von 131256 auf den entsprechenden mittleren Tonwert auf der Basis von 128 Aufzeichnungspunkten umgerechnet werden. Dies erfolgt durch Division des Grauwertes 131256 durch 2, so daß man 65,5128 erhält. Es müßten also 65,5 Aufzeichnungs punkte eingefärbt werden, um den mittleren Tonwert des ersten Feldes F 1-1 wiedergeben zu können. Eingefärbt werden schließlich 66 Aufzeichnungspunkte, so daß bei der Wiedergabe des mittleren Tonwertes des Feldes F 1-1 ein Fehler von einem halben eingefärbten Aufzeichnungs punkt gemacht wird.
Zunächst wird für eines der beiden ersten Felder, bei spielsweise für das erste Feld F 1-1, der mittlere Ton wert durch Mittlung der Tonwerte der einzelnen Abtast punkte des ersten Feldes F 1-1 berechnet. Hierbei ergibt sich beispielsweise der Wert 131256. Bei der Berechnung ist jedoch von einer durch die Aufzeichnungspunkte des Feldes F 1-1 zu realisierenden Grauskala mit 256 Ein teilungen ausgegangen worden. Da das Feld F 1-1 in der Wiedergabe jedoch nur durch 128 Aufzeichnungspunkte darstellbar ist, muß der auf der Basis von 256 Auf zeichnungspunkten ermittelte Tonwert von 131256 auf den entsprechenden mittleren Tonwert auf der Basis von 128 Aufzeichnungspunkten umgerechnet werden. Dies erfolgt durch Division des Grauwertes 131256 durch 2, so daß man 65,5128 erhält. Es müßten also 65,5 Aufzeichnungs punkte eingefärbt werden, um den mittleren Tonwert des ersten Feldes F 1-1 wiedergeben zu können. Eingefärbt werden schließlich 66 Aufzeichnungspunkte, so daß bei der Wiedergabe des mittleren Tonwertes des Feldes F 1-1 ein Fehler von einem halben eingefärbten Aufzeichnungs punkt gemacht wird.
Würde man auch den mittleren Tonwert des Feldes F 1-2
auf die oben beschriebene Art und Weise ermitteln, so
käme man auf einen Wert von 159256, was 79,5128 ent
spricht. Zur Darstellung dieses mittleren Grauwertes
würden 80 Aufzeichnungspunkte innerhalb des Feldes F 1-2
eingefärbt. Insgesamt würden demnach 66 Aufzeichnungs
punkte im Bereich des Feldes F 1-1 und 80 Aufzeichnungs
punkte im Bereich des Feldes F 1-2 eingefärbt, so daß
über das gesamte Abtastfeld 12 betrachtet, 146 Auf
zeichnungspunkte eingefärbt würden. Zur exakten Dar
stellung des mittleren Tonwertes des Abtastfeldes 12
sollen jedoch nur 145 Aufzeichnungspunkte eingefärbt
werden. Um diesen Fehler bei der Anzahl einzufärbender
Aufzeichnungspunkte innerhalb des Abtastfeldes zu ver
meiden, wird der mittlere Grauwert des Feldes F 1-2
nicht durch Mittlung der Grauwerte der Abtastpunkte des
Feldes F 1-2 berechnet, sondern er ergibt sich aus der
Differenz der Anzahl der einzufärbenden Aufzeichnungs
punkte des Abtastfeldes und der Anzahl der einzufärben
den Aufzeichnungspunkte des Feldes F 1-1. Der so be
stimmte mittlere Tonwert für das Feld F 1-2 beträgt dem
nach 79128.
Der mittlere Grauwert des Feldes F 1-1 kann auch dadurch
ermittelt werden, daß die 8 Bit Binärcode der Abtast
elemente des Feldes F 1-1 mittels eines digitalen Ad
dierwerks addiert werden. Die obersten 7 Bits ergeben
dann nach Auf- oder Abrunden den mittleren Grauwert des
Feldes F 1-1 auf der Basis von 128 Aufzeichnungspunkten
und somit auch gleich die Anzahl von für das Feld F 1-1
einzufärbenden Aufzeichnungspunkten an.
Das hier beschriebene Verfahren zur Ermittlung der
mittleren Grauwerte der in einem Unterteilungsschritt
entstandenen Felder wird in jedem nachfolgenden Unter
teilungsschritt durchgeführt. Dadurch wird gewähr
leistet, daß die Gesamtanzahl einzufärbender Auf
zeichnungspunkte für ein Abtastfeld gleichbleibt und
der mittlere Grauwert des Abtastfeldes als Ganzes be
trachtet mit der größten Genauigkeit wiedergegeben
werden kann.
Anhand von Fig. 1d wird nachfolgend der zweite Unter
teilungsschritt erläutert. In dem zweiten Unter
teilungsschritt werden die ersten Felder F 1-1 und F 1-2
jeweils in zwei zweite Felder F 2-1-1 und F 2-1-2 bzw.
F 2-2-1 und F 2-2-2 unterteilt. Das Abtastfeld 12
ist nach dem zweiten Unterteilungsschritt also in vier
Viertel unterteilt. Für jeweils eines der beiden aus
einem ersten Feld entstandenen zweiten Felder wird der
mittlere Grauwert durch Mittlung der Grauwerte der
einzelnen Abtastpunkte dieses zweiten Feldes ermittelt.
Da jedes zweite Feld durch 64 Aufzeichnungspunkte dar
stellbar ist, kann der mittlere Grauwert eines zweiten
Feldes nur noch mit 1/64 Genauigkeit wiedergegeben
werden. Beispielsweise betrage der so berechnete
mittlere Grauwert des zweiten Feldes F 2-1-2 142256. Das
entspricht einem mittleren Grauwert von 45,2564, d. h.
innerhalb des zweiten Feldes F 2-1-2 werden 45 Auf
zeichnungspunkte eingefärbt. Dieser Wert ergibt sich
durch die obersten 6 Bits des mittleren Tonwertes des
zweiten Feldes F 2-1-2 in binärkodierter Form. Da die
Anzahl der in dem zweiten Feld F 2-1-1 und F 2-1-2 ein
zufärbenden Aufzeichnungspunkte gleich der Anzahl der
in dem ersten Feld F 1-1 einzufärbenden Aufzeichnungs
punkte sein muß, muß dem zweiten Feld F 2-1-1 zwangs
läufig der mittlere Grauwert 3164 zugeordnet werden.
Nach der Berechnung durch Mittlung der Grauwerte der
einzelnen Abtastpunkte des zweiten Feldes F 2-1-1 würde
sich ein mittlerer Grauwert von 120256, d. h. 3064 er
geben. Dieser Fehler wird bewußt in Kauf genommen, da
mit die Gesamtzahl der innerhalb der zweiten Felder
F 2-1-1 und F 2-1-2 einzufärbenden Aufzeichnungspunkte
gleich der Anzahl der in dem ersten Feld F 1-1 einzu
färbenden Aufzeichnungspunkte ist.
Auf gleiche Art und Weise werden auch die mittleren
Grauwerte der zweiten Felder F 2-2-1 und F 2-2-2, die aus
dem ersten Feld F 1-2 entstanden sind, ermittelt.
Man kann folgendes feststellen: Mit immer feiner
werdender Unterteilung des Abtastfeldes wird der
mittlere Grauwert der einzelnen Teilfelder immer un
genauer wiedergegeben. Dies wirkt sich jedoch nicht
störend aus, da das Auge die immer kleiner werdenden
Teilfelder unter entsprechend immer kleiner werdenden
Sehwinkeln sieht und ihre Grauwerte ohnehin nur immer
ungenauer erkennen kann. Die bei der Bestimmung der
mittleren Grauwerte mit zunehmender Aufteilung immer
größer werdenden Fehler sind also visuell nicht er
kennbar. Man kann sogar soweit gehen, daß die Anzahl
der in einem Feld einzufärbenden Aufzeichnungspunkte um
eins erhöht (oder erniedrigt) werden kann, ohne daß
sich dies fehlerhaft bemerkbar macht. Genau dieser
Spielraum wurde, wie oben beschrieben, bei der Be
stimmung des mittleren Grauwertes des Feldes F 2-1-1
gemacht. Entscheidend ist, daß der mittlere Grauwert
eines Abtastfeldes 12 durch eine entsprechende Anzahl
von eingefärbten Aufzeichnungspunkten quasi exakt
wiedergegeben wird. Gerade dies wird bei der oben be
schriebenen Ermittlung der mittleren Grauwerte der in
einem Unterteilungsschritt entstandenen Felder er
reicht.
In weiteren sechs Unterteilungsschritten, die teilweise
in den Fig. 1e-1h dargestellt sind, werden die zweiten
Felder des zweiten Schrittes weiter unterteilt.
Schließlich ist das Abtastfeld 12 nach dem achten
Unterteilungsschritt bis in jeden einzelnen Abtastpunkt
aufgeteilt. In Fig. 1h ist angenommen, daß das siebte
Feld F 7-1-1, aus dem in dem achten Unterteilungsschritt
die beiden achten Felder F 8-1-1 und F 8-1-2 entstehen,
einen mittleren Grauwert von 22 aufweist. Zur Darstel
lung dieses Grauwertes müssen die beiden achten Felder
F 8-1-1 und F 8-1-2, d. h. die entsprechenden Auf
zeichnungspunkte, jeweils eingefärbt sein. Im Falle der
beiden achten Felder F 8-2-1 und F 8-2-2 ist die Auf
teilung der einzufärbenden Aufzeichnungspunkte nicht im
voraus klar. Es muß zunächst der "mittlere" Grauwert
einer dieser beiden achten Felder ermittelt werden. Der
"mittlere" Grauwert eines achten Feldes ist jedoch
gleich dem Grauwert eines Abtastpunktes. Dieser Grau
wert kann jedoch nur entweder durch einen eingefärbten
oder einen nicht eingefärbten Aufzeichnungspunkt
wiedergegeben werden. In dem Beispiel der Fig. 1h ist
z. B. angenommen, daß der Grauwert des dem achten Feld
F 8-2-2 entsprechenden Abtastpunktes 117256 entspricht.
Wird dieser Grauwert auf die durch einen einzigen Auf
zeichnungspunkt darstellbare Grauskala, die demnach nur
in zwei Bereiche unterteilt ist (nämlich eingefärbt
oder nicht eingefärbt), übertragen, so wird das achte
Feld F 8-2-2 durch einen nicht eingefärbten Auf
zeichnungspunkt dargestellt. Demnach muß das achte Feld
F 8-2-1 durch einen eingefärbten Aufzeichnungspunkt
wiedergegeben werden. In Fig. 1i ist schließlich darge
stellt, welche der der oberen linken Ecke des Abtast
feldes 12 nach Fig. 1b entsprechenden Aufzeichnungs
punkte 14 in dem hier gewählten Beispiel eingefärbt
sind.
Durch die Einteilung jedes Abtastfeldes bis hin zu
Feldern, deren Größe einem Abtast- bzw. Aufzeichnungs
punkt entsprechen, wird das maximal mögliche Auf
lösungsvermögen der Vorlage erzielt. Die Aufteilung der
Vorlage in die Abtastfelder mit einer Kantenlänge von
ca. 300 µm erlaubt zunächst nur ein Auflösungsvermögen
von 30 Linien/Zentimetern (L/cm). Dieses Auflösungsver
mögen ist natürlich zu gering, um Einzelheiten der Vor
lage exakt wiedergeben zu können. Die Einteilung in die
etwa 300 µm × 300 µm großen Abtastfelder wurde allerdings
auch nur gewählt, um die Mindestanforderungen hinsicht
lich der Tonwertabtastung sicher zu erfüllen. Das ge
wünschte Auflösungsvermögen wird durch das oben be
schriebene schrittweise Unterteilen des Abtastfeldes
erreicht. Die Aufteilung des Abtastfeldes in Viertel
ergibt das doppelte Auflösungsvermögen, die Aufteilung
in Sechzehntel das vierfache Auflösungsvermögen usw. Im
Grenzfall kann das Abtastfeld 256fach unterteilt
werden, um das höchstmögliche Auflösungsvermögen, in
dem Beispiel 500 L/cm, zu erreichen (1 cm der Vorlage
wird dabei in 500 Linien mit der Breite 20 µm, also der
Breite eines Aufzeichnungspunktes, aufgeteilt).
Bei der Aufteilung des Abtastfeldes in immer kleiner
werdende Felder wird der mittlere Tonwert der Felder
immer ungenauer wiedergegeben. Das wirkt sich jedoch,
wie bereits oben beschrieben, visuell nicht aus. Mit
dem Verfahren können Bildvorlagen also einerseits mit
einem sehr hohen Auflösungsvermögen und andererseits
mit ausreichender Tonwertabstufung aufgezeichnet
werden. Dabei sind visuell weder Verluste hinsichtlich
der Detailwiedergabe noch der Tonwertwiedergabe erkenn
bar.
In dem Fig. 2a bis 2d ist eine andere Variante des
Verfahrens dargestellt, bei dem das Abtastfeld 12 in
vier Unterteilungsschritten bis zu den einzelnen Ab
tastpunkten unterteilt wird. In jedem Unterteilungs
schritt wird ein Teilfeld in vier gleich große kleinere
Teilfelder unterteilt. Der erste Unterteilungsschritt
ist in Fig. 2a dargestellt. Es sei wiederum angenommen,
daß der mittlere Grauwert des Abtastfeldes 12 145256
beträgt. In dem ersten Unterteilungsschritt wird das
Abtastfeld in vier erste Felder I, II, III und IV unter
teilt. Der mittlere Tonwert von drei dieser ersten
Felder wird anschließend durch Mittlung der Tonwerte
der Abtastpunkt der betreffenden ersten Felder ermit
telt. Dabei ergeben sich beispielsweise die folgenden
mittleren Grauwerte:
- Feld I: 210256 = 52,564 = 5364
Feld II: 120256 = 3064
Feld III: 170256 = 42,564 = 4364.
Die auf der Basis von 256 Aufzeichnungspunkten be
rechneten mittleren Grauwerte der einzelnen ersten
Felder sind dabei bereits in einen mittleren Tonwert
auf der Basis von 64 Aufzeichnungspunkten umgerechnet
worden, da jedes erste Feld 64 Abtast- bzw. Auf
zeichnungspunkten entspricht. Der mittlere Tonwert des
ersten Feldes IV ergibt sich nun als Differenz zwischen
der Summe der mittleren Grauwerte der ersten Felder I
bis III und der Anzahl in dem Abtastfeld 12 einzu
färbender Aufzeichnungspunkte. Der mittlere Tonwert des
ersten Feldes IV beträgt demnach 1964. Wäre der mitt
lere Tonwert des ersten Feldes IV durch Mittlung der
Tonwerte der Abtastpunkte des Feldes IV ermittelt
worden, so hätte sich ein mittlerer Tonwert von 80256 =
2064 ergeben. Tatsächlich aber werden im Breich des
ersten Feldes IV nicht 20 sondern 19 Aufzeichnungs
punkte eingefärbt. Durch diese Maßnahme werden die bei
der mittleren Grauwertbestimmung der ersten Felder I
und III gemachten Fehler kompensiert.
Jedes der ersten Felder I bis IV wird in drei weiteren
Unterteilungsschritten weiter unterteilt, wie es in den
Fig. 2b bis 2d für das erste Feld I dargestellt ist.
Von drei der jeweils vier in einem Unterteilungsschritt
entstandenen Felder werden die mittleren Grauwerte be
stimmt. Der mittlere Grauwert des letzten dieser vier
Felder wird derart festgelegt, daß die Summe der in den
vier Feldern einzufärbenden Aufzeichnungspunkte gleich
der Anzahl der einzufärbenden Aufzeichnungspunkte des
jenigen Feldes ist, aus dem die vier Felder entstanden
sind. Nach dem vierten Unterteilungsschritt ist das
Abtastfeld 12 in Felder unterteilt, die die Größe eines
Abtast- bzw. Aufzeichnungspunktes haben. Vier dieser
Felder, nämlich I111, I112, I113 und I114, sind in Fig.
2d dargestellt.
Mit der in den Fig. 2a bis 2d dargestellten Variante
des Verfahrens läßt sich ein Abtastfeld 12 in nur vier
Schritten bis in die Abtast- bzw. Aufzeichnungspunkte
unterteilen. Das Verfahren läuft also schneller ab.
Bisher wurde das Verfahren für den Fall beschrieben,
daß die Abtastauflösung gleich der Aufzeichnungsauf
lösung ist, oder anders ausgedrückt, daß die Größe
eines Abtastpunktes gleich derjenigen eines Aufzeich
nungspunktes ist. Es ist aber auch durchaus der Fall
denkbar, daß die Abtastauflösung doppelt so groß wie
die Aufzeichnungsauflösung ist. Das heißt, daß vier Ab
tastpunkte durch einen Aufzeichnungspunkt dargestellt
werden. Nimmt man wiederum an, daß ein Abtastpunkt die
Größe eines Quadrates mit der Kantenlänge 20 µm hat, so
würde die Vorlage mit einer Auflösung von 500 L/cm ab
getastet, aber nur mit einer Auflösung von 250 L/cm
wiedergegeben. In einem solchen Fall ist die Aufteilung
des Abtastfeldes bis zu den einzelnen Abtastpunkten hin
unzweckmäßig, da ein einzelner Abtastpunkt auf dem Auf
zeichnungsmedium nicht wiedergegeben werden kann. Die
Größe der Felder, in die das Abtastfeld höchstens unter
teilt werden kann, wird daher durch die Größe eines
Aufzeichnungspunktes bestimmt.
In Fig. 3 ist dargestellt, in welche Felder das Abtast
feld 12 in einem solchen Fall mit dem in den Fig. 2a
bis 2d dargestellten Verfahren unterteilt wird. In dem
ersten Schritt entstehen die ersten Felder I bis IV,
während in dem zweiten Schritt die zweiten Felder I1
bis I4 entstehen (in Fig. 3 ist die Aufteilung in
zweite Felder nur für das erste Feld I dargestellt). In
dem dritten und letzten Unterteilungsschritt entstehen
die dritten Felder, von denen die Felder I11, I12, I13,
I14, die aus dem zweiten Feld I1 entstanden sind, ein
gezeichnet sind. Die Größe der dritten Felder ent
sprechen genau der Größe eines Aufzeichnungspunktes.
Dem Aufzeichnungspunkt entsprechen jedoch vier Abtast
punkte in der Vorlage.
Da die 256 Abtastpunkte der Vorlage nur durch 64 Auf
zeichnungspunkte auf dem Aufzeichnungsmedium wieder
gegeben werden können, kann der mittlere Tonwert eines
Abtastfeldes 12 nur noch in 64 diskreten Tonwertstufen
wiedergegeben werden. Die Berechnung des mittleren Ton
wertes eines Abtastfeldes durch Mittlung der Tonwerte
der 256 Abtastpunkte des Abtastfeldes erfolgt daher mit
einer Genauigkeit von 1/64. Der mittlere Tonwert der
ersten Felder I bis IV kann dementsprechend mit einer
Genauigkeit von 1/16 und der mittlere Tonwert der zwei
ten Felder I1 bis I4 nur noch mit einer Genauigkeit von
1/4 wiedergegeben werden. Nach dem dritten Unter
teilungsschritt ist das Abtastfeld 12 schließlich in
die dritten Felder aufgeteilt, die jeweils so groß wie
ein Aufzeichnungspunkt sind. Für die dritten Felder
sind nur noch die "mittleren" Tonwerte "0" und "1" mög
lich. Das heißt, daß die Aufzeichnungspunkte entweder voll
eingefärbt oder nicht eingefärbt sind.
Das Verfahren kann also auch dann angewendet werden,
wenn, wie im Fall der Fig. 3, die Abtastauflösung dop
pelt so groß wie die Aufzeichnungsauflösung ist, oder
allgemeiner gesagt, wenn die Abtastauflösung größer als
die Aufzeichnungsauflösung ist. In all diesen Fällen
entsprechen mehrere Abtastpunkte der Vorlage einem Auf
zeichnungspunkt auf dem Aufzeichnungsmedium. Hierbei
geht zwar bei der Aufzeichnung immer ein wenig Detail
erkennbarkeit verloren, dafür ist aber auch das Ver
fahren nicht so aufwendig.
Anhand von Fig. 4 wird nachfolgend der Ablauf des Ver
fahrens für den Fall erläutert, daß die Abtastauflösung
kleiner als die Aufzeichnungsauflösung ist. Das kann
z. B. der Fall sein, wenn für die Wiedergabe einer Vor
lage die Erhaltung der Schärfe nicht unbedingt wichtig
ist, und es deshalb genügt, die Vorlage weniger genau
abzutasten und dafür mit einer umso höheren Feinheit
aufzuzeichnen. Für den in Fig. 4 dargestellten Fall sei
angenommen, daß die Abtastauflösung halb so groß wie
die Aufzeichnungsauflösung ist. Das heißt, daß ein Abtast
punkt der Vorlage durch vier Aufzeichnungspunkte auf
dem Aufzeichnungsmedium dargestellt wird. Die Abtast
felder 12 der Vorlage werden in diesem Fall in kleinste
Felder unterteilt, die die Größe eines Abtastpunktes
haben. Das in Fig. 4 dargestellte Abtastfeld 12 besteht
aus 64 Abtastpunkten, die die Größe des Feldes I12
haben, und wird auf dem Aufzeichnungsmedium durch 256
Aufzeichnungspunkte dargestellt, die jeweils die Größe
des Feldes I111 haben. Der mittlere Tonwert eines Ab
tastfeldes 12 kann also auf dem Aufzeichnungsmedium
durch einen von 256 möglichen Tonwerten, d. h. mit einer
Genauigkeit von 1/256 dargestellt werden.
Die Aufteilung des Abtastfeldes 12 erfolgt in vier
Unterteilungsschritten, wie es im Zusammenhang mit den
Fig. 2a bis 2d erläutert worden ist. Nach dem dritten
Unterteilungsschritt ist das Abtastfeld 12 in die
dritten Felder unterteilt, von denen die Felder I12,
I13 und I14 dargestellt sind. Die Größe der dritten
Felder entspricht genau einem Abtastpunkt. Der Tonwert
der dritten Felder kann demnach durch vier Auf
zeichnungspunkte dargestellt werden. Beispielsweise
würde für den Tonwert "0" eines Abtastelementes keiner
der vier Aufzeichnungspunkte eingefärbt werden, wohin
gegen für den Tonwert "1" ein Aufzeichnungspunkt ein
gefärbt wäre, für den Tonwert "2" zwei Aufzeichnungs
punkte, für den Tonwert "3" drei Aufzeichnungspunkte
und für den Tonwert "4" vier Aufzeichnungspunkte ein
gefärbt würden. Die Verteilung der entsprechend dem
Tonwert einzufärbenden Abtastpunkte kann für jeden Ton
wert im voraus festgelegt sein, es ist jedoch auch mög
lich, die Verteilung der einem zu realisierenden Ton
wert entsprechenden Anzahl von einzufärbenden Auf
zeichnungspunkten nicht nach einem festen Schema zu
bestimmen.
In dem oben beschriebenen Beispiel ist die Abtastauf
lösung halb so groß wie die Aufzeichnungsauflösung.
Einem Abtastpunkt der Vorlage entsprechen also vier
Aufzeichnungspunkte im Aufzeichnungsmedium. Der Tonwert
eines Abtastpunktes ist durch vier Aufzeichnungspunkte
darstellbar. Beträgt die Abtastauflösung ein Viertel
der Aufzeichnungsauflösung, so wird entsprechend ein
Abtastpunkt bzw. sein Tonwert durch 16 Abtastpunkte
dargestellt. Mit diesen 16 Abtastpunkten lassen sich 16
Tonwerte darstellen. Das Verfahren ist auch noch in
diesem Fall anwendbar. Es ist jedoch darauf zu achten,
daß die Anzahl der Tonwertstufen je Abtastpunkt bzw.
die Anzahl der Verteilungen einzufärbender Auf
zeichnungspunkt nicht allzugroß, z. B. nicht größer
als 25 ist. Das heißt, daß die Aufzeichnungsauflösung
höchstens fünfmal so groß wie die Abtastauflösung sein
sollte, um noch bei relativ geringem Aufwand Bilder mit
tolerierbaren Schärfeverlusten gegenüber der Vorlage
aufzeichnen zu können.
Claims (15)
1. Verfahren zum Aufzeichnen von Quasihalbtonbildern,
bei dem eine Vorlage (10) mit einer Abtastauf
lösung abgetastet, in mehrere Abtastfelder (12)
mit jeweils k Abtastpunkten unterteilt und der
mittlere Tonwert jedes Abtastfeldes (12) ermittelt
wird, und die Vorlage (10) auf einem Aufzeichnungs
medium mit einer Aufzeichnungsauflösung durch ein
zelne Aufzeichnungspunkte mit dem Farbwert "Voll"
oder "Null" wiedergegeben wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Abtastfeld (12) in mindestens einem
Unterteilungsschritt in Teilfelder unterteilt
wird, daß nacheinander so viele Unterteilungs
schritte durchgeführt werden, bis die Teilfelder
eine dem Verhältnis aus Abtast- zu Aufzeichnungs
auflösung entsprechende Größe aufweisen, und daß
nach jedem Unterteilungsschritt die mittleren Ton
werte der aus einem Teilfeld des vorherigen Unter
teilungsschrittes entstandenen Teilfelder ermit
telt werden, wobei die Summe der mittleren Ton
werte der entstandenen Teilfelder gleich dem mitt
leren Tonwert desjenigen Teilfeldes des vorherigen
Unterteilungsschrittes ist, aus dem die Teilfelder
entstanden sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Teilfelder in den Unterteilungsschritten
jeweils in Teilfelder gleicher Größe unterteilt
werden und daß die Anzahl der Teilfelder, in die
unterteilt wird, in sämtlichen Unterteilungs
schritten gleich ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der mittlere Tonwert des Abtast
feldes (12) mit einer Genauigkeit von l/k bestimmt
wird und daß der mittlere Tonwert der in dem i-ten
Unterteilungsschritt entstandenen i-ten Teilfelder
jeweils mit einer Genauigkeit von m/k ermittelt
wird, wobei m das Flächenverhältnis aus Abtastfeld
(12) zu dem entsprechenden i-ten Teilfeld ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die mittleren Tonwerte der n i-ten
Teilfelder, die sich in dem i-ten Unterteilungs
schritt aus einem (i-1)-ten Teilfeld des vor
herigen Unterteilungsschrittes ergeben, dadurch
ermittelt werden, daß für (n -1) i-te Teilfelder
der mittlere Tonwert mit einer Genauigkeit von m/k
ermittelt wird und daß sich der mittlere Tonwert
des letzten i-ten Teilfeldes als Differenz aus dem
mittleren Tonwert des (i -1)-ten Teilfeldes des
vorherigen Unterteilungsschrittes und der Summe
der mittleren Tonwerte der (n-1) i-ten Teilfelder
ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß 4 n 4 Aufzeichnungs
punkte in einem 2 n Zeilen und 2 n Spalten auf
weisenden Abtastfeld (12) zusammengefaßt werden
und der mittlere Tonwert des Abtastfeldes (12) mit
einer Genauigkeit von 1/4 n ermittelt wird, und daß
ein Teilfeld in einem Unterteilungsschritt in vier
gleichgroße Teilfelder unterteilt wird, wobei die
mittleren Tonwerte der vier i-ten Teilfelder, die
in dem i-ten Unterteilungsschritt entstanden sind,
mit einer Genauigkeit von 1/4 n-i ermittelt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß das Abtastfeld (12) bei
einem Verhältnis aus Abtast- zu Aufzeichnungsauf
lösung größer als 1 durch die sukzessiven Unter
teilungsschritte in kleinste Teilfelder unterteilt
wird, die jeweils gleich der Größe eines Auf
zeichnungselementes sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß das Abtastfeld (12) bei
einem Verhältnis aus Abtast- zu Aufzeichnungsauf
lösung kleiner als oder gleich 1 durch die suk
zessiven Unterteilungsschritte in kleinste Teil
felder unterteilt wird, die gleich der Größe eines
Abtastelementes sind.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem Verhältnis kleiner als 1 für jeden
möglichen Tonwert, der durch die dem Verhältnis
entsprechenden Anzahl von Aufzeichnungselementen
darstellbar ist, die Verteilung der Aufzeichnungs
elemente zuvor festgelegt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem Verhältnis kleiner als 1 für jeden
möglichen Tonwert, der durch die dem Verhältnis
entsprechenden Anzahl von Aufzeichnungselementen
darstellbar ist, die Verteilung der Aufzeichnungs
elemente zufällig ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß die Abtast- und die Auf
zeichnungspunkte jeweils in einer orthogonalen
Matrix angeordnet sind.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß die Abtast- und die Auf
zeichnungspunkte jeweils in einer orthogonalen
Matrix angeordnet sind, deren Zeilen bzw. Spalten
abwechselnd gegeneinander verschoben sind.
12. Verfahren zum Aufzeichnen von mehrfarbigen
Quasihalbtonbildern, die aus mehreren additiven
oder substraktiven Grundfarben zusammengesetzt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß für jede
Grundfarbe das Verfahren nach einem der Ansprüche
1 bis 11 durchgeführt wird und die dabei ent
stehenden Einfarben-Quasihalbtonbilder überlagert
werden.
13. Verfahren zum Aufzeichnen von dreidimensionalen
Quasihalbtonbildern, bei dem eine Vorlage mit
einer Abtastauflösung abgetastet, in mehrere Ab
tastvolumen mit jeweils K Abtastvolumenelementen
unterteilt und der räumliche mittlere Tonwert
jedes Abtastvolumens ermittelt wird, und die Vor
lage auf einem Aufzeichnungsmedium mit einer Auf
zeichnungsauflösung durch einzelne Aufzeichnungs
volumenelemente mit dem Farbwert "Voll" oder
"Null" wiedergegeben wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Abtastvolumen in mindestens einem Unter
teilungsschritt in Teilvolumen unterteilt wird,
daß nacheinander so viele Unterteilungsschritte
durchgeführt werden, bis die Teilvolumen eine dem
Verhältnis aus Abtast- zu Aufzeichnungsauflösung
entsprechende Größe aufweisen, und daß nach jedem
Unterteilungsschritt die mittleren Tonwerte der
aus einem Teilvolumen des vorherigen Untertei
lungsschrittes entstandenen Teilvolumens ermittelt
werden, wobei die Summe der mittleren Tonwerte der
entstandenen Teilvolumina gleich dem mittleren
Tonwert desjenigen Teilvolumens des vorherigen
Unterteilungsschrittes ist, aus dem die Teilvolu
mina entstanden sind.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abtast- und Aufzeichnungsvo
lumenelemente jeweils in einer orthogonalen drei
dimensionalen Matrix angeordnet sind.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß die Abtast- und die Aufzeichnungsvolumen
elemente jeweils in einer orthogonalen dreidimen
sionalen Matrix mit hexagonal dichtester Kugel
packung angeordnet sind.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863634939 DE3634939A1 (de) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | Verfahren zum aufzeichnen von quasihalbtonbildern |
US07/098,941 US4876611A (en) | 1986-10-14 | 1987-09-21 | Process for recording semihalftone images |
EP87114829A EP0264754B1 (de) | 1986-10-14 | 1987-10-10 | Halbtonbildaufzeichnungsverfahren |
JP62259402A JPS63177654A (ja) | 1986-10-14 | 1987-10-14 | 半中間調像を記録する方法 |
CA000549151A CA1308665C (en) | 1986-10-14 | 1987-10-18 | Process for recording semihalftone images |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863634939 DE3634939A1 (de) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | Verfahren zum aufzeichnen von quasihalbtonbildern |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3634939A1 true DE3634939A1 (de) | 1988-04-28 |
DE3634939C2 DE3634939C2 (de) | 1989-07-20 |
Family
ID=6311692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863634939 Granted DE3634939A1 (de) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | Verfahren zum aufzeichnen von quasihalbtonbildern |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4876611A (de) |
EP (1) | EP0264754B1 (de) |
JP (1) | JPS63177654A (de) |
CA (1) | CA1308665C (de) |
DE (1) | DE3634939A1 (de) |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3718521A1 (de) * | 1987-06-03 | 1988-12-22 | Du Pont Deutschland | Verfahren zum aufzeichnen von quasihalbtonbildern und vorrichtung zur umwandlung von bildpunkt-tonwertdaten |
JPH01264076A (ja) * | 1988-04-14 | 1989-10-20 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 分割露光化網点画像記録装置 |
JPH0279670A (ja) * | 1988-09-16 | 1990-03-20 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 網目版画像走査記録装置 |
CA2012403A1 (en) * | 1989-06-19 | 1990-12-19 | John J. Deacon | Display system having a hexagonal crystal structured color palette |
US5050000A (en) * | 1990-05-21 | 1991-09-17 | Eastman Kodak Company | Error diffusion of subcells in digital halftoning |
US5109282A (en) * | 1990-06-20 | 1992-04-28 | Eye Research Institute Of Retina Foundation | Halftone imaging method and apparatus utilizing pyramidol error convergence |
JPH04246690A (ja) * | 1990-08-29 | 1992-09-02 | Xerox Corp | 高品質のイメージを並みの解像度で表示する方法 |
US5331430A (en) * | 1991-10-11 | 1994-07-19 | R.R. Donnelley & Sons Company | Electronic high-fidelity screenless conversion system |
US5444551A (en) * | 1992-07-22 | 1995-08-22 | Eastman Kodak Company | Process for specifying mean-preserving mutli-level halftone matrices with varying amounts of modulation |
US5335089A (en) * | 1992-07-29 | 1994-08-02 | R. R. Donnelley & Sons Company | Electronic high-fidelity screenless conversion system and method using a separable filter |
JP3262414B2 (ja) * | 1993-07-19 | 2002-03-04 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置及び画像処理方法 |
US5394252A (en) * | 1994-03-02 | 1995-02-28 | Xerox Corporation | Hybrid quantization method for color document reproduction |
US5565994A (en) * | 1994-12-06 | 1996-10-15 | Xerox Corporation | Multiple separation error diffusion, with cross separation correlation control for color images |
US5633729A (en) * | 1994-12-22 | 1997-05-27 | Eastman Kodak Company | Processes for minimizing the quantization error in multi-level halftone transfer functions |
US5673121A (en) * | 1996-06-17 | 1997-09-30 | Xerox Corporation | Stochastic halftoning screening method |
US5740334A (en) * | 1996-07-01 | 1998-04-14 | Xerox Corporation | Quantization method for color document reproduction in a color printing system |
US6031626A (en) * | 1996-08-15 | 2000-02-29 | Seiko Epson Corporation | Color stochastic screening with optimal color dot placement |
US5963715A (en) * | 1996-08-15 | 1999-10-05 | Seiko Epson Corporation | Color stochastic screening with optimal color dot placement for display devices having arbitrary aspect ratios |
US5787238A (en) * | 1996-11-14 | 1998-07-28 | Xerox Corporation | Clustered halftone dot design process |
US5740279A (en) * | 1996-11-26 | 1998-04-14 | Xerox Corporation | Cluster dot halftoning system |
US5859955A (en) * | 1997-01-21 | 1999-01-12 | Xerox Corporation | Stochastically clustered dot halftoning system |
US6304340B1 (en) | 1998-11-18 | 2001-10-16 | Xerox Corporation | Composite halftone screens with stochastically distributed clusters or lines |
DE10053699B4 (de) * | 2000-10-25 | 2010-11-11 | Behr Thermot-Tronik Gmbh | Regelventil |
DE10351129B4 (de) | 2003-11-03 | 2008-12-24 | Ovd Kinegram Ag | Diffraktives Sicherheitselement mit einem Halbtonbild |
TW200833950A (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-16 | Cooler Master Co Ltd | A thin film pump |
US20090034006A1 (en) * | 2007-08-03 | 2009-02-05 | Blondal Daniel J | Stochastic halftone images based on screening parameters |
US20090034008A1 (en) * | 2007-08-03 | 2009-02-05 | Lawrence Croft | Method for generating stochastic dither matrix |
JP6497014B2 (ja) * | 2014-09-24 | 2019-04-10 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像処理装置及び画像処理プログラム |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2017960A1 (de) * | 1970-04-15 | 1971-10-28 | Bosch Elektronik Gmbh | Verfahren zur elektrischen Übertragung von Bildvorlagen |
EP0132453A1 (de) * | 1983-07-29 | 1985-02-13 | DR.-ING. RUDOLF HELL GmbH | Verfahren und Einrichtung zum Minimieren von Fehlern bei der digitalen Verarbeitung von elektrischen Signalen |
US4578713A (en) * | 1984-07-20 | 1986-03-25 | The Mead Corporation | Multiple mode binary image processing |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3848083A (en) * | 1965-01-04 | 1974-11-12 | Xerox Corp | Staggered scan facsimile |
US4075663A (en) * | 1975-03-19 | 1978-02-21 | Dr. -Ing. Rudolf Hell Gmbh | Method for the rastered reproduction of half-tone pictures providing changes in the individual picture elements during transfer from an original to a reproduction |
DE2931098C2 (de) * | 1979-07-31 | 1983-01-05 | Dr.-Ing. Rudolf Hell Gmbh, 2300 Kiel | Verfahren zur Druckformherstellung |
US4547812A (en) * | 1980-06-20 | 1985-10-15 | Information International, Inc. | Method and apparatus for forming high resolution halftone images |
DE3171227D1 (en) * | 1981-09-12 | 1985-08-08 | Hell Rudolf Dr Ing Gmbh | Method for the production of printing plates by means of printing irregularly distributed points |
US4500919A (en) * | 1982-05-04 | 1985-02-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Color reproduction system |
JPS59122080A (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-14 | Leo Giken:Kk | 網点画像の発生方法 |
US4531160A (en) * | 1983-05-03 | 1985-07-23 | Itek Corporation | Display processor system and method |
JPS6062779A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-04-10 | Nec Corp | インクジェット記録方法 |
JPS60132465A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-07-15 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 網点形成方法 |
US4651287A (en) * | 1984-06-14 | 1987-03-17 | Tsao Sherman H | Digital image processing algorithm for output devices with discrete halftone gray scale capability |
DE3437063A1 (de) * | 1984-10-09 | 1986-04-17 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren und anordnung zur darstellung eines halbtonbildes unter verwendung eines detektionsangepassten rasters |
US4686538A (en) * | 1984-10-31 | 1987-08-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Tone recording method |
-
1986
- 1986-10-14 DE DE19863634939 patent/DE3634939A1/de active Granted
-
1987
- 1987-09-21 US US07/098,941 patent/US4876611A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-10-10 EP EP87114829A patent/EP0264754B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-14 JP JP62259402A patent/JPS63177654A/ja active Pending
- 1987-10-18 CA CA000549151A patent/CA1308665C/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2017960A1 (de) * | 1970-04-15 | 1971-10-28 | Bosch Elektronik Gmbh | Verfahren zur elektrischen Übertragung von Bildvorlagen |
EP0132453A1 (de) * | 1983-07-29 | 1985-02-13 | DR.-ING. RUDOLF HELL GmbH | Verfahren und Einrichtung zum Minimieren von Fehlern bei der digitalen Verarbeitung von elektrischen Signalen |
US4578713A (en) * | 1984-07-20 | 1986-03-25 | The Mead Corporation | Multiple mode binary image processing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63177654A (ja) | 1988-07-21 |
CA1308665C (en) | 1992-10-13 |
EP0264754A2 (de) | 1988-04-27 |
DE3634939C2 (de) | 1989-07-20 |
US4876611A (en) | 1989-10-24 |
EP0264754B1 (de) | 1993-09-08 |
EP0264754A3 (en) | 1989-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3634939A1 (de) | Verfahren zum aufzeichnen von quasihalbtonbildern | |
DE69133044T2 (de) | Punktgrössensteuerverfahren bei digitaler Halbtonrasterung mit mehrzelligen Schwellenmatrix | |
DE3546337C2 (de) | ||
DE69015235T2 (de) | Vorrichtung und Methode zur Umwandlung eines punktorganisierten einfarbigen Bildes in ein Grauwertbild mittels Operationen in einer Suchtabelle. | |
DE69132353T2 (de) | Verfahren und gerät zur halbtonwiedergabe von grautonbildern unter verwendung einer maskierung mit blauem rauschen | |
DE69228148T2 (de) | Ermittlung der Farben von Bildpunkten | |
DE3224319C2 (de) | Verfahren und Einrichtung zum Bestimmen der Art der Schwärzungsgradpegelverteilung einer Bildfläche | |
DE69118566T2 (de) | Farbkorrektur für photographische Reproduktion | |
DE69125587T2 (de) | Bildumwandlung | |
DE3718521C2 (de) | ||
DE69622961T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Darstellung von Zeichen | |
DE69219981T2 (de) | Verfahren zur Abänderung der Farben eines Bildes | |
DE3935067C2 (de) | ||
EP0178547B1 (de) | Verfahren zur Darstellung eines Halbtonbildes unter Verwendung eines detektionsangepassten Rasters | |
DE3317579C2 (de) | ||
DE69120237T2 (de) | Digitales elektronisches System zum Drucken gerasteter Halbtöne | |
DE69836615T2 (de) | Bildverarbeitungsvorrichtung und -verfahren | |
DE3438496A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von halbtonpunkten | |
DE69617184T2 (de) | Verfahren zur Änderung der Auflösung eines digitalen Bildes | |
DE2928378C2 (de) | Verfahren und Einrichtung zur elektronischen Erzeugung einer gerasterten Halbtonaufzeichnung eines Originalbildes | |
DE2920070C2 (de) | Verfahren und Einrichtung zum Ermitteln von Konturen innerhalb eines Bildes | |
DE69531142T2 (de) | Bildaufzeichnungsverfahren | |
DE69225843T2 (de) | Datenverarbeitungssystem mit Mitteln zum Anzeigen verkleinerter Bilder und Verfahren zur Bildverkleinerung | |
DE69031771T2 (de) | Farbbildinformationsverarbeitungsverfahren | |
DE2602126C2 (de) | Anzeigevorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DU PONT DE NEMOURS (DEUTSCHLAND) GMBH, 61352 BAD H |
|
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: AGFA-GEVAERT AG, 51373 LEVERKUSEN, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |