DE3441063A1

DE3441063A1 - Verfahren und vorrichtung fuer die glaettung gezackter grenzlinien zwischen bildbestandteilen eines reproduktionsbildes

Info

Publication number: DE3441063A1
Application number: DE19843441063
Authority: DE
Inventors: Hideaki Takatsuki Osaka Kitamura
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1983-11-10
Filing date: 1984-11-09
Publication date: 1985-06-05
Also published as: DE3441063C2; JPS60253368A; JPS6349426B2; US4703363A; GB8424491D0; GB8428212D0; GB2151104A; GB2151104B

Description

Dipl.-Ing. Ott« Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Siigcr, Palcntanwiilic, Cosimastr. 81. D-8 München 81

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung 58-212225 vom 10. November 1983 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Glättung gezackter bzw. zackenförmiger Grenzlinien zwischen Bildbestandteilen eines Reproduktionsbildes, das mit Hilfe eines Bildreproduktionssystems in der Art eines Farbabtasters oder Farbmonitor aufgezeichnet wird. Insbesondere jedoch betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Glättung von Grenzlinien zwischen Bildbestandteilen mit stufenförmigen Dichtewerten (Helligkeitswerten), die (wenn die Grenzlinie dünn genug ist) gezackt bzw. zackenförmig oder diskontinuierlich erscheinen.

Wenn eine schräge Linie (zum Beispiel mit einem Winkel Θ, der ausgedrückt wird durch tan θ = 0,25) auf einem für die Anzeige eines Bildes mit stufenförmigen Dichtewerten (Helligkeitswerten) geeigneten Display angezeigt werden muß, so wird die Linie als Schwarzweißbild dargestellt bzw. ausgedrückt (wie das in Figur 1 gezeigt ist), in welchem die Linie in der Nebenabtastrichtung (Y) zackenförmig erscheint.

Eine solche zackenförmige Linie ist bisher mit Hilfe des sogenannten Doppelstrahlverfahrens geglättet worden. Dabei wird eine in schwarz-weiß dargestellte Linie von einer Nebenlinie begleitet, die in einem mittleren Dichtepegel (Helligkeitspegel) dargestellt und im Zuge des Einlesens der Linien in den internen Speicher eines Displays bzw. einer Anzeigevorrichtung rechnerisch ermittelt wird.

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-lng. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimaslr. 81, D-8 München 81

Figur 2 zeigt ein Beispiel eines Schwarzweißbildes, das die gleiche Neigung wie die in Figur 1 dargestellte Linie aufweist, die mit Hilfe des Doppelstrahlverfahrens auf einem Anzeigegerät angezeigt wird.

Es sei angenommen, daß jeder der Strahlenpunkte a, b,

c, d , die die in Figur 1 gezeigte schräge Linie

(im folgenden Hauptlinie genannt) bilden, einen Helligkeitspegel von "5" aufweisen (wobei diese Zahl für die größte Helligkeit steht). Bei dem in Figur 2 gezeigten Doppelstrahlverfahren wird ein Teil der Helligkeit jedes der die Hauptlinie bildenden Strahlenpunkte auf die entsprechenden der begleitenden Nebenstrahlenpunkte a¹, b¹, c¹, d¹ ... verteilt, und zwar in Abhängigkeit der Neigung und Position jedes Strahlenpunktes. Dabei belaufen sich der Helligkeitspegel σ eines Punktes des Hauptstrahls und der Helligkeitspegel o" dessen begleitenden Punktes des Nebenstrahls auf den Helligkeitspegel von 5 = σ+ ο" (wenn zum Beispiel er = 4 entspricht, dann entspricht σ¹ = 1) für die Glättung der zackenförmigen Erscheinung der schrägen bzw. geneigten Linie. Die in jedem Strahlenpunkt in Figur 2 angegebene Zahl gibt den Helligkeitspegel des Punktes wieder.

Bei dem vorgenannten Doppelstrahlverfahren ist eine Echtzeit-Verarbeitung für die Bildreproduktion nicht möglich, weil die Berechnungen für die Bestimmung der geeigneten Helligkeit für alle Haupt- und Nebenstrahlpunkte, die ein Schwarzweißbild bilden, relativ kompliziert und zeitaufwendig ist.

Dipt.-lnp. Olio I higel, IJipl.-lng. Manfred Säger, I'alentiinw.ilte, Cosimastr. Hl, D-8 München 8!

Zum anderen werden in einem Farbabtaster für die Bildreproduktion auf photoempfindlichem Film Zeichen oder Strichlinien gewöhnlich im Maßstab eines Zeichen-Bildelements bzw. -Pixels aufgezeichnet, das einem Mehrfachen eines bildhaften Bildelement bzw. Pixels entspricht (dies wird "Aufzeichnungsverfahren mit hoher Auflösung" genannt). Ein Vorrichtung für die Durchführung dieses Verfahrens ist geeignet für die Herstellung eines Reproduktionsbildes, das weitgehend geglättete Grenzlinien aufweist. Dabei überträgt sich die Wirkung jedoch nur auf benannte Grenzlinien und auf schwarz-weiße Bildbestandteile, nicht aber auf Grenzlinien, die anderen bildhaften Bestandteilen enthalten sind (wie beispielsweise bei Bildern mit kontinuierlichem Ton bzw. Farbton).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Glättung aller zackenförmigen Grenzlinien zwischen Bildbestandteilen eines ausgegebenen Bildes sowie eine entsprechende, konstruktiv einfache Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen.

Nach einem Vorteil der Erfindung wird der Glättungsprozeß auch an der Grenzlinie zwischen zwei Bildbestandteilen ausgeführt, bei denen der Unterschied zwischen dem Dichtepegel (Helligkeitspegel) einen bestimmten Wert übersteigt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Verfahrenshauptanspruch und bei einer Vorrichtung nach dem Vorrichtungshauptanspruch erfindungsgemäß durch deren kennzeichnende Merkmale gelöst.

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Siigcr, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

— 9 —

Dazu werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung folgenden Funktionen verwirklicht:

Zunächst werden der Dichtewert eines Pixels I (zentrales Pixel genannt) und die Dichtewerte dessen umliegender Pixels jeweils mit einem Gewichts- bzw. Stellenwertkoeffizienten multipliziert, nämlich für die Berechnung eines mittleren Werts S aller zentralen Pixels. Weist der Wert S eine bestimmte Relation zu einem festen Wert R auf, so wird ein aus dem Wert S errechneter Dichtewert J ausgegeben. Ist diese bestimmte Relation zwischen beiden Werten S und R nicht vorhanden, so erfolgt die Ausgabe des Dichtewerts V des zentralen Pixels I .

Dabei wird dem zentralen Pixel ein positiver Gewichtskoeffizient, jedem der umliegenden Pixels dagegen ein negativer Gewichtskoeffizient zugeteilt, so daß sie einander ausgleichen (und die Summe gleich "0" wird). Die umliegenden Pixel können zum Beispiel ein symmetrisches Kreuz in der Hauptabtastrichtung und Nebenabtastrichtung bilden, die sich an dem zentralen Pixel schneiden.

In den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist der ausgegebene Dichtewert (Helligkeitswert) abhängig von einem Fall (l) , in welchem S > R gilt, einem Fall (5), in welchem -S > R gilt und einem Fall (3) , in welchem -S > R und S > R gilt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Dipl.-Ing. OUo Hügel, Dipl.-lng. Manfred Sugar, I'iitentanwiilte, Cosimastr. 81, D-K München 81

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Es folgt die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Es zeigt:

Figur 1 Punkte die eine gezackt bzw. zackenf örmig erscheinende schräge bzw. geneigte Linie bilden;

Figur 2 Punkte, die eine schräge bzw. geneigte Linie bilden, die mit Hilfe des Doppelstrahlverfahrens dargestellt wird;

Figur 3 das erfindungsgemäße System in seiner Gesamtheit;

Figur 4 Details des erfindungsgemäßen Zackenunterdrückers;

Figur 5 einen Teil eines Zackenunterdrückers nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung;

Figur 6 einen Teil eines Zackenunterdrückers nach einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung;

Figur 7 das erfindungsgemäße Zackenunterdrückungsverfahren;

Figur 8 eine Vielzahl elektronischer Filter, die aus Gewichtskoeffizienten gebildet sind.

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger. I'alciHiinwiiltc, Cosimaslr. 81, D-8 München 81

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Figur 3 zeigt einen zum Druck dienenden Farbabtaster im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Eine Eingangsabtasttrommel 2 wird durch einen Motor 1 gedreht, während ein an der Trommel 2 montiertes Originalbild durch einen Eingangsabtastkopf 5 abgetastet wird, der durch einen Motor 4 an einem Vorschubrad 6 entlangbewegt wird. Durch Abtasten des Originalbildes ermittelte Bildsignale werden gemäß einem Sondierungstakt p, der durch Verarbeitung eines aus einem Rotationskodierer 3 in einem Eingangstaktimpulserzeuger 7 ausgegebenen Mehrfachimpuls erzeugt wird, einer Analog/Digital-Umwandlung unterzogen. Die auf diese Weise in Digitalform umgewandelten Bildsignal von drei Farbkomponenten R, G und B werden einer Größenumwandlung, einer RGB/YMCK-Umwandlung, Gradationsumwandlung, Farbkorrektur, einem Austausch des Aufzeichnungsmodus, einer Schärfenbetonung und dergleichen in einem Bildprozessor 8 unterzogen, und zwar unter Steuerung durch eine Steuereinheit 18, und dann in einen Zackenunterdrücker 9 eingegeben. In dem Zackenunterdrücker 9 werden die Bildsignale dem erfindungsgemäßen Zackenunterdrückungsverfahren unterzogen und dann an eine Aufzeichnungseinheit 10 ausgegeben, in der die Bilddaten mit einem aus einem Aufzeichnungstaktimpulserzeuger 11 ausgegebenen Aufzeichnungstaktimpuls synchronisiert und für die Erzeugung entsprechender Halbtonpunktsignale verwendet werden. Die Halbtonpunktsignale werden anschließend für den Antrieb eines Aufzeichnungsbzw. Belichtungsstrahls eines durch einen Motor 12 an einem Vorschubrad 14 vorgeschobenen Aufzeichnungskopfs 13 verwendet, nämlich für die Aufzeichnung eines Reproduktionsbildes auf einen photoempfindlichen Film, der an einer durch einen Motor 15 gedrehten Aufzeichnungstrommel 16 angeordnet ist.

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Üipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81. D-8 München 81

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In Figur 3 gibt der Eingangstaktimpulserzeuger 7 einen Sondierungstaktimpuls P und einen Einzelimpuls Q aus, während der Aufzeichnungstaktimpulserzeuger 11 einen Aufzeichnungstaktimpuls P- und einen Einzelimpuls Q₀ ausgibt.

Figur 4 zeigt die Details eines Zackenunterdrückers 9, wobei die Bilddaten 8-Bit-Daten sind.

Das Dichtesignal eines Pixels einer Abtastzeile wird in eine Halteschaltung 9 -. , eingegeben, und zwar in

— j—χ

Synchronisation mit der Anstiegszeit des Taktimpulses P. Danach wird dieses Signal in die entsprechende Adresse AS eines Zeilenpuffers 9 , eingegeben, und zwar in Synchronisation mit der Abfallzeit des Taktimpulses P. Davor gibt der Zeilenpuffer 9_, bereits das in der Adresse AS gespeicherte Dichtesignal des Pixels der vorhergehenden Abtastzeile an eine Halteschaltung 9_^_₃ aus. Die der Halteschaltung 9_₃_₃ zugeleiteten Bilddaten werden ebenfalls in die Adresse AS eines Zeilenspeichers 9_₂ eingegeben. Davor gibt der Zeilenpuffer 9_₂ bereits das in der Adresse As gespeicher te Dichtesignal des Pixels der zweit vorhergehenden Abtastzeile an eine Halteschaltung 9_₃_₆ aus. Deshalb werden die Bilddaten der entsprechenden drei Pixels, die sich in drei aufeinanderfolgenden Abtastzeilen befinden, zur gleichen Zeit in den Halteschaltungen

9 .. , 9 und 9 , ,- gehalten und dann der Reihe — j — x. — j — j — j~ ο

nach und synchron in die betreffenden nachfolgenden Halteschaltungen verschoben ( 9_.,_, -> 9_₃_„ ; 9_₃_, ->9_,_. ~^>9 ο cf 9 ο <ζ->9 ο η)· Folglich wird bei jeder Abfallzeit des Taktimpulses P der Dichtewert V eines zentralen Pixels I aus der Haltschaltung 9_₃_. ausgegeben, und die Dichtewerte V, und V der umliegenden

Dipl.-lng. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

Pixels I. und I (die sich in der Nebehabtastrichtung an das zentrale Pixel I anschließen) werden aus den Halteschaltungen 9 ., „ und 9 , _n, die Dichtewerte V

—j—δ —j—/ . a

und V, der umliegenden Pixels I und I, (die sich in α. a cx

der Hauptabtastrichtung an das zentrale Pixel I anschließen) aus den Halteschaltungen 9_₃_₅ und 9_₃_₃ ausgegeben.

Die auf diese Weise ermittelten Dichtewerte V , V, ,

el JD

V und V, der umliegenden Pixels I , I, , I und I, cd abcd

werden zur Durchschnittsermittlung in eine Durchschnittsermittlungsschaltung 9 . eingegeben, die den Durchschnittswert V + V, + V + V, / 4 an den negati-

a b c α

ven Anschluß eines Subtrahierers 9_₅ ausgibt. Zum anderen wird der Dichtewert V des zentralen Pixels I in das positive Eingangstor des Subtrahierers 9__ eingegeben. Der Subtrahierer vollzieht eine Berechnung:

^{S = V}m "T^(Va ^{+ V}b ^{+ V}c ⁺ V —- ⁽¹⁾

Dabei entspricht der Wert S einem mittleren Wert für die Erreichung eines Dichtwerts J mittleren Pegels (später erläutert). Dabei bedeutet das zweite Glied der rechten Seite der Gleichung, daß die Summe des Dichtewerts jedes umliegenden Pixels mit einem Gewichtskoeffizienten von - -τ- multipliziert wird, wie das in Figur 8(a) gezeigt ist.

Der dabei ermittelte mittlere Wert S wird über einen Inverter 9 , in einen Vervielfacher 9 _ eingegeben. Ein bestimmter bzw. angegebener Wert U wird bereits vorher in ein Register 9_, -, eingeschrieben und in den Vervielfacher 9_₇ eingegeben. In dem Vervielfacher 9_₇

Dipl.-Ing. Otto l^;lügel. Dipl.-Ing. Manfred Säger, l'alentanwiilic, Cosimastr. 81, D-8 München 81

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- 14 - ^

wird der invertierte Wert -S mit der Wert U multipliziert und der sich daraus ergebende Wert in einen Addierer 9_,_Q eingegeben, der den Ergebniswert mit dem von der Halteschaltung 9_₃_₄ eingegebenen Wert multipliziert, nämlich zur Erstellung des Wertes J:

J = V_m + (-S) · U (2)

Dabei entspricht der Wert J einem Dichtewert mittleren Pegels, der in einen Selektor 9_,, einzugeben ist.

Dieser invertierte Wert -S wird auch in einen Komparator 9 _Q eingegeben, in welchen ein in ein Register 9 _o — y —ο

eingeschriebener fester Wert R bereits vorher eingegeben ist. Der Komparator 9__g vergleicht den Wert -S mit dem Wert R. Bei -S > R gibt der Komparator 9__g ein Selektionssignal T des Zustands "H" (hoher Pegel) an den Selektor 9,, aus, so daß durch letzteren die Ausgabe des Dichtewerts J mittleren Pegels erfolgt. Bei -S 4 R gibt der Komparator 9__g ein Selektionssignal T des Zustands "L" (niedriger Pegel) an den Selektor 9 , , aus, so daß durch letzteren die Ausgabe des Werts V des zentralen Pixels I erfolgt. Auf diese Weise wird der Ausgabewert des Selektors 9 ,, über eine Halteschaltung 9_, in die Einheit 10 für den Aufzeichnungsprozeß eingegeben.

Figur 7(a) zeigt eine gezackte Grenzlinie auf einem konventionellen Schwarzweißbild (wobei der starke Bereich durch den "Schwarzpegel (3.)" und der schwache Bereich durch den "Weißpegel (0)" ausgedrückt wird).

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Unter der Bedingung, daß der für das Register 9 .. zu

4
erstellende Wert U gleich ·? und der für das Register 9_₈ zu erstellende Wert R gleich 0 entspricht, wird das Bild von Figur 7(a) folgendermaßen verarbeitet.

Gemäß Gleichung (1) sind die mittleren Werte S (S₀₀, Sß, Sy und S$) für die Pixels Ol, (S, fr und $ von Figur 7(a) folgende:

1.

£
0

sß = 1-T(O ⁺ I ⁺ O ⁺ I) =

-i(o

- 4 (ο

1 ^	1 ~ 4	1
1 H	1 ~ 2	1
1 H	1 ~2	1
1 H	1 ~ "4	1
- £ H
^ OH
h £ H
h £ H
^r i)
h 1)
l· I₁)
h 0)

Dabei drückt _1 die Dichte des Schwarzpegels und £ die Dichte des Weißpegels aus, wobei in diesem Beispiel angenommen wird, daß £ gleich Null entspricht.

Wenn der Wert S gleich Null oder positiv ist (S = 0 = R), gibt der Komparator 9__g ein "L"-Signal an den Selektor 9 ,~ aus, so daß durch letzteren die Ausgabe des Hauptpixelwerts V=I. erfolgt. Wenn der Wert S negativ ist (S R = 0), gibt der Komparator 9__q ein "H"-Signal an den Selektor 9_₁₂ aus, so daß durch letzteren die Ausgabe des entsprechenden Dichtewerts J mittleren Pegels erfolgt.

Bei S = --i-1 gilt J = O- (-A. I_xJt) = -Al; bei S =

1 ι /ι ι —

-"2" * I₁ gilt J=£- (—κ- · 1 χ -i) =r..3., und zwar gemäß Gleichung (2).

Dilil.-lni!. OUo Hiigcl. Uipl.-Ing. Manfred Siigcr. I'alcntanwiillc. Cosimastr. Hl. D-8 München 81

Wenn der Schwarzpegel (I₁) der Dichte von 100% entspricht, dann wird das Pixel des Wertes S = —r^ml in

1 4 —

der Dichte von etwa 33% (J = — *1) aufgezeichnet, wäh-

3 ι

rend das Pixel des Wertes S = - —.l in der Dichte von ! 4 -

etwa 67% (J = 3"I) aufgezeichnet wird. Auf diese Weise kann das in Figur 7(c) gezeigte Bild hergestellt werden, in welchem die gezackte bzw. zackenfÖrmige Erscheinung an den Grenzlinien visuell geschwächt wird.

Figur 5 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung. Hier werden die Einrichtung für die Regelung der Datenordnung und die Durchschnittsermittlungsschaltung 9_. wegen der identischen Ausbildung mit jener in Figur 4 nicht gesondert erläutert. In der Ausführungsform gemäß Figur 5 wird der mittlere Wert S für den Vergleich mit dem Wert R direkt in den Komparator 9_g eingegeben. Bei S>R gibt der Selektor 9
den Dichtewert J mittleren Pegels aus. Bei S=R gibt der Selektor 9 , , den Dichtewert V des zentralen

-11 m

Pixels I aus.
m

Das Schwarzweißbild von Figur 7(a) wird mit der Schaltung von Figur 5 folgendermaßen verarbeitet.

Der Wert S ist gleich dem Wert in Figur 7(b). Nimmt man an, daß der Wert R gleich Null ist, so wird bei S=O=R der Wert V_m (1 oder 0) des zentralen Pixels direkt ausgegeben. Bei S^O=R wird der Dichtwert J mittleren Pegels ausgegeben.

Wenn der Schwarzpegel (1) der Dichte von 100% entspricht, so wird das Pixel des Wertes S = y-1 in der

1
Dichte von etwa 33% (J = ^vL) aufgezeichnet, während

Dipl.-Ing. Otto Flügel. Dipl.-Ing. Manfred Säger. Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

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das Pixel des Werts S = -j'l in der Dichte von etwa 67%

(J = -j Ο.) aufgezeichnet wird. Folglich läßt sich das in Figur 7(d) gezeigte Bild herstellen.

Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in welcher der Schaltungsaufbau eine Kombination der Schaltungen von Figur 4 und Figur 5 ist. Das heißt ein Komparator 9__g_-, vergleicht den invertierten Wert -S aus dem Inverter 9__g mit einem in einem Register O_-Q_-1 gespeicherten Festwert R, und gibt bei -S > R, das Selektionssignal T, des Zustands "H" oder bei -S^-R, das Signal T, des Zustands "L" aus. Inzwischen vergleicht ein Komparator 9 _o „ den Wert S aus dem Sub-

— y — δ

trahierer 9_,- mit einem in einem Register 9 _R gespeicherten Festwert R₂ und gibt bei S > R₂ das Selektionssignal T₂ des Zustands "H" oder bei S *■ R₂ das Signal T₂ des Zustands "L" aus.

Infolgedessen gibt der Selektor 9_,, bei -R, ^ S - R₂ den Dichtewert V des zentralen Pixels I qemäß dem

m m ^

Selektionssignal des Zustands "L" oder bei R, <C -S oder S > R₂ den Dichtewert J mittleren Pegels gemäß dem Selektionssignal des Zustands "H" aus.

Wenn das in Figur 7(a) gezeigte Bild durch die Schaltung von Figur 6 verarbeitet wird, ist der Wert S jedes Pixels wie in Figur 7(b) gezeigt. Nimmt man an, daß die Wert U, R₁ und R₂ gleich U = |· und R₁ = R₂ = i entsprechen, so wird ein Selektionssignal T- aus einem

ODER-Gatter 9 , . zu "L", wenn das Pixel, dessen Wert — xft ₁

S gleich S = O^ oder S = ±j 1 entspricht, verarbeitet wird, so daß durch den Selektor der Dichtewert V des

zentralen Pixels I_m ausgegeben wird. Bei der Verarbei-

Dipl.-lng. Otto Hügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, PalenUinwälic. Cosimastr. 81, D-8 München 81

tung des Pixels, dessen Wert S gleich S = +-4-1 entspricht, wird das Signal T₃ zu "H", so daß durch den Selektor die Ausgabe des Dichtewerts J mittleren Pegels erfolgt. Der Wert J wird zu J = -^·1 für das Pixel,

1
dessen Wert S gleich S = —~ * 1 entspricht, oder zu J

2 ~ 1

= — ·1 für das Pixel, dessen Wert S gleich S = +<*»· 1

3 ^ —

entspricht, wie das in Figur 7(e) gezeigt ist.

Wenn mit der Schaltung von Figur 6 das Bild von Figur 7(a) unter der Bedingung verarbeitet wird, daß die Werte U, R, und R- jeweils U = -j, R₁ = 0 und R₂ = 1 entsprechen, so wird das Bild von Figur 7(c) aufgezeichnet. Wenn das Bild von Figur 7(a) unter der Bedingung verarbeitet wird, daß die Werte U, R₁ und R-

4 12

jeweils U = j, R₁ = 1 und R₂ = 0 entsprechen, so wird das Bild von Figur 7(d) aufgezeichnet. Somit läßt sich durch eine Variation der Werte U, R₁ und R_ die Position einer Grenzlinie verschieben. Wenn der Bereich des Schwarzpegels "1" eine vorgedruckte Linie ist, so kann die Dicke variiert werden.

Wenn das Bild von Figur 7(a) mit der Schaltung von Figur 6 unter der Bedingung verarbeitet wird, daß U = 4
·=·, R, = 0 und R₉ = 0 entspricht, so wird der Wert J mittlerer Dichte zu J = ~·1, J = ±·1, j = ±·ΐ und J =

1 1

■^•1, wenn die Werte S der Pixels jeweils S = -yl, S

1 1 1

= —*1, S = —*1 und S = -—·1 entsprechen. Das heißt 2 — 2 — 4 —

wenn der Wert J einen noch kleineren Wert als den vorgenannten annimmt, wird die unter dieser Bedingung aufgezeichnete Grenzlinie mehr geglättet als die Grenzlinien der in den Figuren 7(c)(d) und (e) gezeigten Bilder. Somit kann durch eine Variation der Werte U, R₁ und R₂ ein gewünschter Dichtegradient erreicht werden.

Dipl.-Ing. Otto Hügel. Dipl.-Ing. Manfred Siigcr. l'alcnliinwiiltc. Cosimastr. 81, D-8 München 81 j

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Die vorgenannten Schaltungen weisen ein kreuzförmiges elektronisches Filter auf, bei welchem das zentrale Pixel den Gewichtskoeffizienten 1 erhält, die vier umliegenden Pixels dagegen jeweils einen Gewichtskoeffizienten von --j erhalten, wie das in Figur 8(a) gezeigt ist.

Wie aus obigem Beispiel hervorgeht, gleichen der Gewichtskoeffizient des zentralen Pixels und die Summe der Koeffizienten der umliegenden Pixels einander aus, was für jedes der elektronischen Gewichtskoeffizientenfilter der vorliegenden Erfindung gilt.

Figur 8(b) zeigt ein weiteres kreuzförmiges imaginäres Filter, bei welchem das zentrale Pixel den Gewichtskoeffizienten 1 erhält, die vier umliegenden Pixels in der Hauptabtastrichtung und die vier umliegenden Pixels in der Nebenabtastrichtung, die symmetrisch um das zentrale Pixel angeordnet sind, dagegen jeweils einen Gewichtskoeffizienten von -^ erhalten. Figur 8 (c) zeigt ein weiteres kreuzförmiges elektronisches Filter, bei welchem das zentrale Pixel den Gewichtskoeffizienten 1 erhält, die sechs umliegenden Pixel in der Hauptabtastrichtung und die sechs umliegenden Pixel in der Nebenabtastrichtung, die symmetrisch um das zentrale Pixel angeordnet sind, dagegen jeweils einen Gewichtskoeffizienten von -v» erhalten.

Figur 8(d) zeigt ein noch weiteres kreuzförmiges imaginäres Filter, bei welchem das zentrale Pixel den Gewichtskoeffizienten 1 erhält, während die zwei umliegenden Pixels in der Hauptabtastrichtung und die vier umliegenden Pixels in der Nebenabtastrichtung, die

Dipl.-Ιημ. Otto Hügel. Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

symmetrisch um das zentrale Pixel angeordnet sind, einen Gewichtskoeffizienten von — erhalten.

Wenn fünfundzwanzig Pixels CO bis ^yt-r die - wie in Figur 8(e) gezeigt - in Matrixform angeordnet sind, Gewichtskoeffizienten zugeteilt werden müssen, so bedeutet dies im Allgemeinen, daß der Gewichtskoeffizient für das zentrale Pixel 00 und die Summe der Gewichtskoeffizienten für umliegende Pixel OU ... C^ , ^14 *'" "^25 ^ei-^nander ausgleichen (Null) betragen müssen.

Wenn die Dichtedifferenz zwischen dem Bereich des Schwarzpegels "1" und dem Bereich des Weißpegels "0" klein ist, wie in Figur 7(a), müssen keine vorbeugenden Maßnahmen gegen das Erscheinen gezackter Grenzlinien ergriffen werden. Wird in diesem Falle die Schaltung von Figur 6 verwendet, und zwar unter der Bedin-

2 1 gung, daß die Wert U, R, und R₂ jeweils U = -j, R, = -g- und R₂ = -^ entsprechen, so kann der Selektor 9 in ein Signal des gleichen Bildes wie das in Figur 7(a) ausgeben.

Wenn die Dichtedifferenz klein genug ist, ist die Grenzlinie keiner Zackenunterdrückung, sondern vielmehr einer Schärfenhervorhebung durch den Bildprozessor 8 zu unterziehen. Das heißt ein Bereich mit geringer Kontrastdichte ist einer Schärfenhervorhebung zu unterziehen, während ein Bereich mit hoher Kontrastdichte einer Zackenunterdrückungsprozeß zu unterziehen ist, damit die Qualität eines zu reproduzierenden Bildes verbessert werden kann.

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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird der Vorgang der Schärfenhervorhebung in dem Bildprozessor 8 vor dem Vorgang der Zackenunterdrückung ausgeführt, was jedoch auch in umgekehrter Folge stattfinden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich im Zusammenhang mit einem Anzeigegerät bzw. Monitor sowie dem vorgenannten Bildreproduktionssystem.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren sind ein Zackenunterdrückungsprozeß und Glättungsprozeß mit einer im Gegensatz zu herkömmlichen Vorrichtungen einfach konstruierten Vorrichtung und einem Algorithmus durchführbar. Wenn also das erfindungsgemäße Verfahren im Zusammenhang mit einem Anzeigegerät bzw. einem Monitor verwendet wird, läßt sich ein Monitor zur Verfügung stellen, der entsprechend wirtschaftlich ist und über eine hohe Auflösungskraft verfügt. Wenn das erfindungsgemäße Verfahren im Zusammenhang mit einem Bildreproduktionssystem verwendet wird, läßt sich ein Bildreproduktionssystem zur Verfügung stellen, das entsprechend wirtschaftlich ist und geeignet ist für die Unterdrückung gezackt oder unterbrochen erscheinender Linien.

Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Glättung gezackter Grenzlinien zwischen Bildbestandteilen eines Reproduktionsbildes oder Simulationsbildes, wobei die Glättung zunächst visuell erfolgt, indem einem zentralen Pixel und dessen umliegenden Pixels jeweils ein Gewichtskopf fir. iont vprliohrn wird und anschließend Werte für

l)ipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-iiig. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimustr. 81, D-8 München 81

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die Benennung mittlerer Dichtepegel ermittelt werden, die gemäß der Summe der Koeffizienten für die Glättung zu verwenden sind.

- Leerseite -

Claims

Dipl.-Iiig. Otto Hiigd. Dipl.-!ng. Manfred SSger. I'nk-nUiiHviilic. C'osim;istr. 81. D-S München 81

DAINIPPON SCREEN MFG CO.,LTD.

1-1, Tenkjinkitamachi, 4-chome 'iff 1

Horikawadouri-Teranouchiagaru 3 4 4 I

Kamigyo-Ku

Kyoto, Japan 12.595 sä/wa

VERFAHREN UND VORRICHTUNG FUR DIE GLATTUNG GEZACKTER GRENZLINIEN ZWISCHEN BILDBESTANDTEILEN

EINES REPRODUKTIONSBILDES

Patentansprüche

fl) Verfahren für die Glättung gezackter Grenzlinien zwischen Bildbestandteilen eines Reproduktionsbildes oder Monitorbildes, gekennzeichnet durch (a) die Ermittlung der Summe S des Dichtewerts eines zentralen Pixels, welchem ein positiver Gewichtskoeffizient verliehen wird, und der Dichtewerte dessen umliegender Pixels, welchen ein negativer Gewichtskoeffizient verliehen wird, (b) die Ermittlung eines Wertes J gemäß dem summierten Wert S und (c) die Selektion des Dichtewerts V des zentralen Pixels I

m m

oder des unter Schritt (b) ermittelten Werts J in Abhängigkeit des Ergebnisses eines Vergleiches des summierten Werts S mit einem Festwert R.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e ke nn ζ e ichnet, daß die umliegenden Pixel in beliebiger Anzahl von Pixels vorhanden sein können, die ein Kreuz bilden, dessen beide sich in Haupt- bzw. Nebenabtastrichtung erstreckenden Stäbe sich an dem zentralen Pixel schneiden.

Πί|)Ι.-Ιιΐ£. Otto l-'liipol, Dipl.-Iiiy. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 8!, D-8 München 81
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn ζ e ichnet, daß die Anzahl der umliegenden bzw. benachbarten Pixels in der Hauptabtastrichtung gleich groß ist wie die Anzahl der umliegenden bzw. benachbarten Pixels in der Nebenabtastrichtung.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der umliegenden bzw. benachbarten Pixels in der Hauptabtastrichtung zwei und die Anzahl der umliegenden bzw. benachbarten Pixels in der Nebenabtastrichtung zwei beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem zentralen Pixel verliehener positiver Gewichtskoeffizient und die Summe eines jedem der umliegenden Pixels verliehenen negativen Gewichtskoeffizienten einander ausgleichen.
6. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtskoeffizient für das zentral Pixel "1" ist, während der Gewichtskoeffizient für jedes von vier umliegenden Pixels, nämlich von zwei Pixels in der Hauptabtastrichtung und zwei Pixels in der Nebenabtastrichtung, die symmetrisch zu dem zentralen Pixel I angeordnet sind, "-j" ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert J ermittelt wird durch die Subtraktion des Produkts S und eines spezifizierten Werts U von dem Wert V des zentralen Pixels

Dipl.-Ing. OUo Flügel. Dipl.-Ing. Manfred Säger, I'atentamviilie, Cosimastr. 81, D-8 München 81
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert J ausgegeben wird, wenn der Wert S größer ist als der Festwert R, oder daß der Wert V ausgegeben wird, wenn der Wert

S gleich oder kleiner ist als der Wert R.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn ζ e i chnet, daß der Wert J ausgegeben wird, wenn der invertierte Wert -S größer ist als der Festwert R, oder daß der Wert V ausgegeben wird, wenn der invertierte Wert -S gleich oder kleiner ist als der Wert R.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert J ausgegeben wird, wenn der negative Wert -S des Werts S größer ist als der Wert R, oder wenn der Wert S größer ist als der Wert R„, oder daß der Wert V ausgegeben wird,

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wenn der negative Wert -S des Werts S gleich oder kleiner ist als der Wert R, oder der Wert S gleich oder kleiner ist als der Wert R_.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für die Glättung gezackter Grenzlinien zwischen Bildbestandteilen eines Reproduktionsbildes oder Monitorbildes, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch (i) eine erste Einrichtung für die Ermittlung der Summe S der dem zentralen Pixel und dessen umliegenden bzw. benachbarten Pixels zugeteilten Gewichtskoeffizienten, (ii) eine zweite Einrichtung für die Ermittlung eines Werts J gemäß dem summierten Wert S und (iii) eine dritte Einili Ik iiiui TvU ti ί a :>cUdkLluli U«:.-:. liu'htriWtü t.b V des .ituv-

Dipl.-Ιημ. Olio llügd. Dipl.-lny. ,Manfred Siiger, Patentanwälte, Cosiniaslr. 81, D-8 München 81

tralen Pixels I oder des in der zweiten Einrichtung ermittelten Werts J in Abhängigkeit des Ergebnisses eines Vergleichs des summierten Werts S mit dem Festwert R.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (i) eine Durchschnittsermittlungsschaltung für die Ermittlung des Durchschnitts des Gewichtskoeffizienten, der jedem der umliegenden Pixels zugeteilt ist, die in der Haupt- und Nebenabtastrichtung jeweils in gleicher Anzahl symmetrisch zu dem zentralen Pixel angeordnet sind, und (ii) ein Subtraktionsschaltung für die Subtraktion des Durchschnittswerts von dem Dichtewert V

des zentralen Pixels I aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge kenn zeichnet, daß die Durchschnittsermittlungsschaltung eine Schaltung für die Ermittlung des Durchschnitts des Gewichtskoeffizienten ist, der den zwei zu zwei angeordneten umliegenden Pixels zugeteilt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (i) eine Multiplizierschaltung für das Multiplizieren des durch Invertieren des Werts S ermittelten Werts -S und eines spezifizierten Werts U und (ii) eine Additionsschaltung für das Addieren des ermittelten Werts -S«U mit dem Wert V des zentralen Pixels I

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aufweist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einrichtung (i) eine Vergleichsschaltung für den Vergleich

Dipl.-Ing. OtU) Hügel. Dipl.-lng. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimasir. 81. D-8 München 81

des Werts S mit dem Wert R und (ii) eine Selektionsschaltung für die Selektion des geeigneten Werts aus dem

Wert V des zentralen Pixels I und dem Wert J aufm m

weist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vergleichsschaltung bewirkt, daß die Selektionsschaltung den Wert J ausgibt, wenn der invertierte Wert -S größer ist als der Wert R, oder den Wert V des zentralen Pixels I , wenn der invertierte Wert -S gleich oder kleiner ist als der Wert R.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vergleichsschaltung bewirkt, daß die Selektionsschaltung den Wert J ausgibt, wenn der Wert S größer ist als der Wert R, oder den Wert V des zentralen Pixels I , wenn der

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Wert S kleiner ist als der Wert R.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung bewirkt, daß die Selektionsschaltung den Wert J ausgibt, wenn der invertierte Wert -S größer ist als der Festwert R, oder wenn der Wert S größer ist als oder Festwert R„, oder den Wert V des zentralen

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Pixels I , wenn der invertierte Wert -S kleiner ist m'

als der Wert R, oder wenn der Wert S kleiner ist als der Wert R».