DE3882968T2

DE3882968T2 - Bilddistkriminator.

Info

Publication number: DE3882968T2
Application number: DE88909143T
Authority: DE
Inventors: Craig Smith
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1987-10-05
Filing date: 1988-09-23
Publication date: 1994-03-10
Anticipated expiration: 2008-09-24
Also published as: JPH02502419A; DE3882968D1; US4856075A; EP0334937A1; WO1989003150A1; EP0334937B1

Description

Die Erfindung betrifft allgemein die Verarbeitung von Bilddaten, die durch Einscannen eines Dokuments erhalten werden, und im besonderen die Unterscheidung zwischen Textbereichen und hellen und dunklen Halbtonbereichen in Mischformatdokumenten, um die korrekte Verarbeitung von Bilddaten zu erlauben.
Die herkömmliche Bildverarbeitung für elektronische Kopien und für die Faksimileübertragung ist wohlbekannt. Ein Originaldokument wird gescannt, um ein Videosignal zur Bilddarstellung zu erhalten. Das Videosignal wird dann zur Optimierung der Wiedergabe verarbeitet.
Allgemein werden Textbereiche und Bereiche mit grobem Bildraster (im folgenden gemeinsam als Textbereich bezeichnet) durch andere Algorithmen verarbeitet als Bereiche mit feinem Bildraster oder Halbtonbereiche (im folgenden gemeinsam als Halbtonbereich bezeichnet). Textvorlagen werden durch einen Verarbeitungsalgorithmus optimiert, der eine hohe Randschärfe, einen hohen Kontrast und eine hohe Detailwiedergabeschärfe ergibt. Halbtonvorlagen werden durch einen Algorithmus optimiert, der eine gute Grauskalenwiedergabe und eine moderate Detailwiedergabeschärfe ergibt. Algorithmen, die für den einen Vorlagentyp optimiert sind, erzeugen beim anderen Vorlagentyp nur mittelmäßige bis schlechte Ergebnisse.
Herkömmliche Methoden zur Umschaltung zwischen dem textoptimierten und dem halbtonoptimierten Algorithmus enthalten solche, bei denen die Unterscheidung auf Videosignalebene erfolgt. Das Videosignal wird über eine zweistufen-Schwellwertschaltung geführt.
Signale, die über dem oberen Schwellenwert oder unter dem unteren Schwellenwert liegen, werden durch den Textbildverarbeitungsalgorithmus verarbeitet, während Signale, die zwischen beiden Schwellen liegen, durch den Halbtonbildverarbeitungsalgortihmus verarbeitet werden.
Obwohl dieses System in der Regel präzise ist, versagt es in bestimmten Fällen, in denen fälschlich der Textbildverarbeitungsalgorithmus gewählt wird.
Eine Verbesserung wird in EPA 0 055 834 beschrieben, wo der oben beschriebene Prozeß verfeinert wird, indem zusätzlich berücksichtigt wird, ob die mit dem betreffenden Pixel benachbarten Pixel als Halbton- oder als Textpixel behandelt werden. Diese Zusatzinformation wird verwendet, um zu entscheiden, ob das betreffende Pixel durch den Textalgorithmus oder durch den Halbtonalgorithmus zu verarbeiten ist.
Dieses System ist aber von hoher Komplexität und vergleichbare oder bessere Ergebnisse lassen sich mit der wesentlich einfacheren Anordnung und dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erzielen.
Erfindungsgemäß wird innerhalb von Mischformatvorlagen eine Unterscheidung zwischen Text- und Halbtonbereichen durchgeführt, so daß der textoptimierte oder der halbtonoptimierte Bildverarbeitungsalgotrithmus für die Entscheidung "Druck"/ "Nicht-Druck" ausgewählt werden kann, wie in den Ansprüchen angegeben.
In der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
Fig. 1 in Form eines Blockdiagramms die Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt,
Fig. 2 die graphische Darstellung der Schwellenwerte ist,
Fig. 3 ein Flußdiagramm des Prozesses ist, durch den die Bildunterscheidung erfolgt.
In Fig. 1 führt der Dokumentenscanner 12 die Zeilenabtastung eines Dokuments durch, um ein Videosignal zu erzeugen, das die abgetasteten Pixelwerte kennzeichnet. Jedem einzelnen Pixel entspricht ein diskreter Spannungswert, der die Bildschwärzungsdichte eines Bereichs des Dokumentes repräsentiert, wobei die verschiedenen Spannungspegel ein relatives Maß der Grauwerte eines Bildes darstellen. Die Spannungswerte werden durch einen Analog-Digital-Wandler 14 in Datenworte mit N-Bit je Pixel digitalisiert. Inhaltlich kann das Bild des Dokuments gänzlich aus Text, Bildbereichen mit grobem oder feinem Bildraster, Halbtonbereichen oder aus Kombinationen davon bestehen.
Der Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 14 ist über den Bus 16 an die Unterscheidungsschaltung 18, an den Prozessor 20 mit dem textoptimierten Bildverarbeitungsalgorithmus und an den Prozessor 22 mit dem halbtonoptimierten Bildverarbeitungsalgorithmus gekoppelt. Die Ausgänge der Prozessoren 20 und 22 sind über die Pufferspeicher 26 und 28 an die Steuereinheit 24 gekoppelt. Die verarbeiteten Pixel werden vorübergehend in den Pufferspeichern gespeichert, bis die Unterscheidungsschaltung 18 je nach Bildinhalt entscheidet, ob die durch den Textprozessor 20 oder durch den Halbtonprozessor 22 verarbeiteten Daten verwendet werden. Der Ausgang der Steuereinheit 24 ist an einen Datenempfänger gekoppelt.
Der Textprozessor 20 enthält einen Algorithmus, der die Bildverarbeitung des betreffenden Pixels auf eine Weise durchführt, die für Textvorlagen optimal ist.
Prozessor 20 kann zum Beispiel einen Einzel-Schwellwert enthalten, mit dem das betreffende Pixel verglichen wird.
Halbtonprozessor 22 enthält einen Algorithmus, der die Bildverarbeitung des betreffenden Pixels auf eine Weise durchführt, die für Halbtonvorlagen optimal ist. In jedem Falle ist die Ausgabe beider Prozessoren jeweils eine "Druck"/"Nicht- Druck" -Entscheidung für die Schwarz-Weiß-Wiedergabe.
Die Unterscheidungsschaltung 18 enthält den Komparator 25, der die Pixelwerte mit den High-("Weiß") und Low- ("Schwarz") Schwellenwerten vergleicht. Die Polarität der Videosignale und die Druckfarbe haben natürlich keinen Einfluß auf den Algorithmus. Wenn das Signal ein Dichtesignal ist, stellen hohe Werte "Schwarz" dar.
Wenn der Pixelwert zwischen den Schwellenwerten liegt, weist die Auswahlschaltung 27 die Steuereinheit 24 an, den Halbtonprozessor 22 zu wählen. Wenn der Pixelwert außerhalb der Schwellenwerte liegt, besteht die vorläufige Entscheidung darin, den Textprozessor 20 zu verwenden, doch diese Entscheidung kann, wie unten dargelegt, aufgehoben werden.
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der elektrischen Signale in Bus 16, die das verarbeitete Bild darstellen. Die Grafik erklärt die von der Erfindung angewandten Bedingungen, die zu einer vorläufigen Entscheidung bei der Erkennung von Text- und Halbtonbereichen im Dokument führen. Fig. 2 zeigt die Videowerte für einen Teil einer gescannten Zeile. Das Videosignal wird mit dem oberen Schwellenwert 40 und dem unteren Schwellenwert 42 verglichen. Signale, die zwischen den beiden Schwellenwerten 40 und 42 liegen, werden als Halbtondaten behandelt. Signale, die über dem Schwellenwert 40 liegen, werden zunächst als "Nicht-Druck" (oder "Weiß") und als Text behandelt. Signale, die unter dem Schwellenwert 42 liegen, werden zunächst als "Druck" (oder "Schwarz") und als Text behandelt.
Bei der Halbton-Bildverarbeitung liegt der Videowert eines Pixels in vielen Fällen außerhalb der Schwellenwerte 40 oder 42, auch wenn der Bildbereich, in dem das Pixel liegt, tatsächlich ein Halbtonbereich ist. Wenn zum Beispiel der Textprozessor (20) adaptiv ist, folgt sein Schwellenwert dem Schwärzungsgrad des Dokuments. Dokumente von hohem Schwärzungsgrad können einen Text-"Schwarz"/"Weiß"-Schwellenwert unterhalb von Wert 42 in Fig. 2 ergeben. Demnach kann Prozessor 20 ein "Weiß"-Signal erzeugen, obwohl der Diskriminator/Komparator 25 ein "Schwarz"-Textsignal erzeugt. Das Vorhandensein eines Signals von Komparator 25, daß der Schwellenwert 40 für ein Pixel überschritten wurde (weißer Textbereich), wird zusammen mit einem Signal von Textprozessor 20, daß das Pixel "Druck" ist, als Anzeige dafür behandelt, daß das Pixel durch den Halbtonprozessor 22 zu verarbeiten ist. Desgleichen wird das Vorhandensein eines Signals von Komparator 25, daß der Schwellenwert 42 für ein Pixel nicht überschritten wurde (schwarzer Text), zusammen mit einem Signal von Textprozessor 20, daß das Pixel "Nicht- Druck" ist, ebenfalls als Anzeige dafür behandelt, daß das Pixel durch den Halbtonprozessor 22 zu verarbeiten ist. Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das die Prozeßschritte aufzeigt, die das System gemäß dieser Erfindung zur Verarbeitung von Mischformatdokumenten zu befolgen hat. Um die in dem Flußdiagramm gezeigten Funktionen auszuführen, kann ein konventioneller Mikroprozessor, eine programmierbare Logikschaltung oder eine diskrete Logik verwendet werden.
In Fig. 3 ist der erste Block 50 ein Verbindungsblock, über den das betreffende Pixel zu Entscheidungsblock 52 geht. In Entscheidungsblock 52 wird das Pixel daraufhin geprüft, ob sein Videopegel über dem oberen Schwellenwert 40 (d. h. "Weiß") in Fig. 2 liegt.
Wenn das Pixel "Weiß" ist, geht die Logik vom Entscheidungsblock 52 über Pfad 54 zu Entscheidungsblock 56. In Entscheidungsblock 56 prüft das System, ob die Ausgabe von Textprozessor 20 (Fig. 1) "Schwarz" ist. Wenn die Ausgabe von Textprozessor 20 "Schwarz" ist, dann geht das Programm zu Funktionsblock 58, um für das Pixel den Halbtonprozessor 22 zu wählen. Wenn die Ausgabe von Textprozessor 20 "Weiß" ist, dann geht das Programm zu Funktionsblock 60, um für das Pixel den Textprozessor 20 zu wählen.
Wenn die Entscheidung von Entscheidungsblock 52 "nein" statt "ja" war, dann geht die Logik von Entscheidungsblock 52 über Pfad 62 zu Entscheidungsblock 64. In Entscheidungsblock 64 wird das Pixel daraufhin geprüft, ob sein Videopegel unter dem unteren Schwellenwert 42 von Fig. 2 (d. h. "Schwarz") liegt. Wenn das Pixel "Schwarz" ist, geht die Logik vom Entscheidungsblock über Pfad 66 zu Entscheidungsblock 68. In Entscheidungsblock 68 prüft das System, ob die Ausgabe von Textprozessor 20 (Fig. 1) "Weiß" ist. Wenn die Ausgabe von Textprozessor 20 "Weiß" ist, geht das Programm zu Funktionsblock 58, um für das Pixel den Halbtonprozessor 22 zu wählen. Wenn die Ausgabe von Textprozessor 20 "Schwarz" ist, geht das Programm zu Funktionsblock 60, um für das Pixel den Textprozessor 20 zu wählen.
Wenn die Entscheidung von Entscheidungsblock 64 "nein" statt "ja" war (der Videowert des Pixels liegt zwischen den Schwellenwerten 40 und 42), dann geht die Logik von Block 64 aus über Pfad 70 zu Funktionsblock 58, um für das Pixel den Halbtonprozessor 22 zu wählen. Von den Funktionsblöcken 58 und 60 aus bildet das Programm eine Schleife, um das nächste Pixel abzurufen.
Die Erfindung, von der eine bevorzugte Ausführungsform hier beschrieben wurde, enthält eine Unterscheidungsschaltung, die erkennt, wann der Textalgorithmus eine gültige Ausgabe erzeugt, und wann die Textausgabe zweifelhaft ist und durch die Ausgabe des Halbtonalgorithmus zu ersetzen ist.
Eine Halbtonentscheidung wird jedesmal gegeben, wenn die Textausgabe "Nicht-Druck" ist und der Videowert unter dem unteren Schwellenwert liegt, oder wenn die Textausgabe "Druck" ist und der Videowert über dem oberen Schwellenwert liegt.
Die Erfindung wurde ausführlich mit Bezug auf deren bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei Änderungen und Modifikationen im Rahmen der Erfindung möglich sind.

Zeichnungsbeschriftung

Fig. 1

12 Scanner
14 A/D-Wandler
18 (Unterscheidungsschaltung)
20 Textprozessor
22 Halbtonprozessor
24 Multiplex Steuerung
25 Komparator
a Unterer Schwellenwert
b Obererer Schwellenwert
c Verzögerung
26 Pufferspeicher
27 Auswahlschaltung
28 Pufferspeicher

Fig. 2

40 Pegel "Weiß"
42 Pegel "Schwarz"

Fig. 3

50 Nächsten Pixelwert holen
52 Ist Pixel > Pegel "Weiß"?
56 Ist Textausgabe "Schwarz"?
58 Halbton wählen
60 Text wählen
64 Ist Pixel < Pegel "Schwarz"?
68 Ist Textausgabe "Weiß"?

Claims

1. Vorrichtung zum selektiven Erkennen von auf Vorlagen vorhandenen, jedoch verschiedenartig angeordneten Text- und Halbtonbereichen und zum Auswählen eines je für Text- oder Halbtonverarbeitung optimierten, ein Ausdrucken bewirkenden oder verhindernden Bilddatenverarbeitungsalgorithmus , mit einem zwischen einem unteren und einem oberen Schwellenwert (42, 40) unterscheidenden 2-Stufen-Komparator (25), einem ersten (20) und einem zweiten (22) mit dem Text- bzw. dem Halbton- Bilddatenverarbeitungsalgorithmus ausgestatteten Bildprozessor und Mitteln (16), die die den Bildinhalt der Vorlage bildenden Bildpunkte in Form der Werte eines Videosignals darstellen und an den Komparator (25) und den ersten (20) und zweiten (22) Bildprozessor anlegen, gekennzeichnet durch Mittel (27) zum Anwählen des "Halbton"-Algorithmus, wenn das Videosignal über dem oberen Schwellenwert liegt, so daß der "Text"-Algorithmus ein Ausdrucken bewirken wurde, und wenn das Videosignal unter dein unteren Schwellenwert liegt, so daß der "Text"-Algorithmus ein Ausdrucken verhindern würde, und wenn der Wert des Videosignals zwischen dem oberen und unteren Schwellenwert liegt sowie zum Anwählen des "Text"-Algorithmus jeweils bei Vorliegen hiervon abweichender Bedingungen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der 2-stufen-Komparator (25) Teil einer Diskriminatorschaltung (18) ist und die Anwählmittel (27) einen Mikroprozessor aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anwählmittel (27) eine programmierbare Steuerlogik aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anwählmittel (27) diskrete Logikschaltungen aufweisen.

5. Verfahren zum selektiven Erkennen von auf Vorlagen vorhandenen, jedoch verschiedenartig angeordneten Text- und Halbtonbereichen und zum Auswählen eines je für Text- oder Halbtonverarbeitung optimierten, ein Ausdrucken bewirkenden oder verhindernden Bilddatenverarbeitungsalgorithmus, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

- Erzeugen eines Videosignalwerts, der die den Bildinhalt der Vorlage bildenden Bildpunkte darstellt;

- Vergleichen der Größe des Videosignalwerts mit einem unteren und einem oberen Schwellenwert (52, 64); und

- Anlegen des Videosignals an den ersten (20) und zweiten (22) mit dem Text- bzw. Halbton-Bilddatenverarbeitungsalgorithmus ausgestatteten und ein Ausdrucken bewirkenden oder verhindernden Bildprozessor, gekennzeichnet durch das Anwählen des "Halbton"-Algorithmus wenn das Videosignal über dem oberen Schwellenwert (52) liegt, so daß der "Text"- Algorithmus ein Ausdrucken bewirken würde, und wenn das Videosignal unter dem unteren Schwellenwert liegt, so daß der "Text"-Algorithmus ein Ausdrucken verhindern würde und wenn der Wert des Videosignals zwischen dem oberen und unteren Schwellenwert liegt sowie zum Anwählen des "Text"-Algorithmus jeweils bei Vorliegen hiervon abweichender Bedingungen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichsschritt in einem 2-Stufen-Komparator (25) durchgeführt wird, der Teil einer Diskriminatorschaltung (18) ist, und das Anwählen durch einen Mikroprozessor erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anwählen durch eine Schaltlogik erfolgt.