Search International and National Patent Collections
Some content of this application is unavailable at the moment.
If this situation persists, please contact us atFeedback&Contact
1. (WO1992010056) PROCESS FOR GENERATING AND STORING DIGITISED DENSITY THRESHOLDS FOR DEFINING THE GRID OF A HALF-TONE IMAGE
Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters
Verfahren zur Generierunq und Speicherung von digitalisierten Dichte-Schwellwerten zur Rasterunq einer Halbton-Bildvorlage

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Generierung und
Speicherung von digitalisierten Dichte-Schwellwerten zur
Rasterung einer Halbton-Bildvorlage, insbesondere in Form eines Farbauszugs (Plane), wobei in wenigstens einem Datenspeicher die Dichte-Schwellwerte eines Ausschnitts eines Rasters in
Abhängigkeit von einer Spotfunktion als Speicherworte
gespeichert werden, wobei in dem Ausschnitt mehrere Spots (Rasterpunkte), die jeweils eine Anzahl Speicherworte umfassen, eine Mehrfach-Referenzzelle (Superzelle) bildend neben- und übereinander periodisch angeordnet sind, wobei für die Speicherworte des Datenspeichers des Ausschnittes eine sortierte Folge nach Maßgabe der Spotfunktion ermittelt wird und den Speicherworten des Datenspeichers in Abhängigkeit von der Position des Speicherwortes in der sortierten Folge Dichte-Schwellwerte zugeordnet werden.

Das Raster kann dabei gegen eine Abtastrichtung einer
Aufzeichnungseinrichtung gedreht sein, die einen Aufzeichnungsträger entlang Abtastzeilen abtastet.

Begrenzungslinien des Ausschnitts des Rasters verlaufen in Abtast-richtung sowie in dazu rechtwinkliger Richtung.

Es ist zur gerasterten Aufzeichnung von Tonwertsignalen
(Bildsignalen), die durch Abtastung der Halbton-Bildvorlage gewonnen werden, bekannt, diese Tonwertsignale mit Dichte- Schwellwertsignalen (Rastersignalen) eines gegenüber einer Aufzeichnungsrichtung gedrehten Rasters zu überlagern
(DE-PS 1901 101). Die dazu erzeugten Dichte-Schwellwertsignale bzw. Rastersignale entsprechen einem Dichte-Strukturinhalteines dem gewählten gedrehten Raster entnommenen Ausschnitts, dessen Begrenzungslinien in der Aufzeichnungsrichtung und in einer dazu orthogonalen Vorschubrichtung liegen. In dem Ausschnitt ist die Grundperiode der Struktur des gedrehten Rasters bezüglich jeder der beiden orthogonalen Richtungen einmal enthalten. Dabei umfaßt der Ausschnitt in Abtastrichtung sowie rechtwinklig dazu mehrere Rasterpunkte (Spots), die neben- und übereinander periodisch angeordnet sind. Dieser Ausschnitt kann auch als Mehrfach-Referenzzelle oder Superzelle bezeichnet werden. Infolge der Periodizität des Ausschnitts des gedrehten Rasters können die Dichte-Schwellwertsignale (Rastersignale) ohne weiteres periodisch wiederholt werden, um mit den
Tonwertsignalen größerer Bildformate bzw. Bildausschnitte überlagert zu werden. Darüber hinaus kann der Rasterausschnitt in so viele in der Bildaufzeichnungsrichtung verlaufende Teillinien aufgelöst sein, daß auf eine Bildzeilenbreite mehrere solcher Teillinien entfallen.

Durch diese Unterteilung des Rasterausschnitts wird jedoch an dessen Größe und Periodizität nichts geändert. Die Bedingung, daß der Rasterausschnitt in jeder der beiden orthogonalen
Richtungen (vertikal und horizontal) fugenlos in sich selbst übergeht, wird auch als wrap-around-Bedingung bezeichnet.

Zu der Durchführung des beschriebenen bekannten Verfahrens wird von Datenspeichern Gebrauch gemacht, in denen die Dichte-Schwellwerte des Rasterausschnitts digital gespeichert werden. Die derart gespeicherten Dichte-Schwellwerte können visualisiert vorgestellt auch als Dichte-Gebirge bzw. Schwellwert-Gebirge bezeichnet werden. Die Dichte-Schwellwerte werden in den Datenspeichern in der Form eingespeichert, daß die erforderlichen Rasterinformationen durch vorheriges Abtasten eines Musterrasters und Quantisieren sowie Codieren der Rastersignaie eingegeben werden. Die somit in den Datenspeichern enthaltenen digitalen Dichte-Schwellwerte dienen dazu, zur Überlagerung mit den von der Bildvorlage zeilenmäßig abgetasteten Tonwertsignalen in Analogwerte zurückverwandelt zu werden und anschließend in Überlagerungs- und Schwell wertstufen eingespeist zu werden. Typischerweise werden bei dem Abtasten einer optischen Vorlage runde, ovale oder rechteckige Punktformen angewendet, die aus der Mitte herauswachsen.

Um die einzelnen Farbauszüge zu belichten, werden auch digitale Recorder benutzt, bei denen eine Lichtquelle, insbesondere ein Laserstrahl, zur Belichtung einer lichtempfindlichen Fläche in zwei orthogonalen Richtungen mit konstanter Schrittweite verfahren werden kann. Die Lichtquelle wird dabei getaktet ein- oder ausgeschaltet, um kleine Flächenelemente zu belichten oder nicht. Diese Flächenelemente werden als Dot oder Pixel
bezeichnet. Da eine hohe Auflösung des Recorders erwünscht ist, wird der Speicherbedarf zur Speicherung des Ausschnitts der Rasterstruktur, in der die Dichte-Sch well werte enthalten sind, entsprechend hoch. Da bei digitalen Recordern ein Rasterpunkt oder Spot durch eine Anzahl benachbarter Pixel aufgebaut wird, können um so mehr Graustufen realisiert werden, als Pixel zum Aufbau des Spots zur Verfügung stehen. Zum Umsetzen einer Bildvorlage in die zu belichtenden Pixel ist dem digital arbeitenden Recorder eine als Raster-Image-Prozessor
bezeichnete bekannte Einrichtung vorgeschaltet, in welche Benutzeπ orgaben, wie Rasterweite, Rasterwinkel und Grauwerte bei der Erzeugung der bitweise abgespeicherten Signale für die zu belichtenden Pixel umgesetzt werden. In dieser Einrichtung wird also ein Pixel durch ein Bit in einem bitweise organisierten
Speicher dargestellt, dessen Gesamtheitals Bitmap bezeichnet wird. In einem Datenspeicher der Einrichtung wird wenigstens ein Rasterpunkt oder Spot eines Rasterausschnittes durch Datenworte dargestellt, die Dichte-Sch well werte repräsentieren. Dieser

Speicherinhalt, der als Referenzzefle oder auch als Referenzzellenspeicher bezeichnet wird, hat eine Breite von m Worten und eine Höhe von n Worten. Breite und Höhe der Referenzzelle werden auch als Spalten und Zeilen referiert. Jedem Pixel der Bitmap ist ein Wort der Referenzzelle zugeordnet. Die Zahlenwerte der Worte der Referenzzelle, welche die Dichte-Schwellwerte darstellen, bestimmen also die Reihenfolge, in der die Bits für zunehmend dunkleres Grau zu setzen sind. Die Dichte-Schwefl-werte in einer Referenzzelle sind durch eine vorgegebene
Spotfunktion bestimmt, so daß ein Rasterpunkt oder Spot vielfältige Formen annehmen kann. Der Inhalt der Referenzzelie wird abgearbeitet, wenn zur digitalisierten Rasterung der
Halbton-Bildvorlage deren Tonwertsignale mit den Dichte-Schwellwerten verglichen werden und je nach dem Vergleichs-ergebnis ein Bit, welches den Zustand eines Pixels darstellt und welches in dem bitweise strukturierten Speicher Teil einer Bitmap ist, gesetzt wird oder nicht. Die Abarbeitung der Referenzzelle kann infolge deren Periodizität einfach so erfolgen, daß beispielsweise die Dϊchte-Schwellwerte längs einer Zeile abgefragt werden und, wenn der rechte Rand erreicht ist, in derselben Zeile am Anfang der Referenzzelle neu aufgesetzt wird.

Bei gedrehten Rastern, wenn der Rasterwinkel ungleich Null ist, müssen zum Erhalt der Periodizität die Eckpunkte eines Spots auf rationalen Pixelkoordinaten liegen. Dabei können die Kanten des Spots treppenförmig begrenzt sein. Zum Herstellen der Periodi-zität oder wrap-around-Bedingung sind dabei große Referenzzellen mit enstprechendem Speicherbedarf notwendig.

Das Problem, wie im einzelnen die zu speichernden Dichte-Schwellwerte zweckmäßig gebildet werden, um eine Halton-Bildvorlage so gerastert zu reproduzieren, daß das Halbton-Bild gleichmäßig bzw. "ruhig" über eine Teilfläche wirkt, die den gleichen Tonwert hat, wird dabei nicht für den Fall behandelt, daß die Schwellwerte statt durch Abtasten einer optischen Vorlage voll digital nach Maßgabe einer zweidimensionalen Funktion gebildet werden. Diese Funktion wird auch Spotfunktion genannt. Zur voll digitalen Erzeugung der Dichte-Sch well werte der Rasterpunkte einer Mehrfach-Referenzzelle (Superzelle) nach dem aus der Praxis bekannten Stand der Technik wird zunächst die Gesamtzahl Speicherworte der Mehrfach-Referenzzelle
festgestellt. Die Bestimmung der Gesamtanzahl kann nach
Maßgabe des Rasterwinkels, der Rasterweite und der Auflösung des Systems erfolgen. Es wird dann eine sortierte Folge der Speicherworte der Mehrfach-Referenzzelle nach Maßgabe der Spotfunktion gebildet. Den Speicherworten der Mehrfach-Referenzzelle werden dann Dichte-Schwell werte in linearer Abhängigkeit von ihrer Position in der sortierten Folge
zugewiesen.

Tatsächlich sind die einzelnen Rasterpunkte (Spots) einer
Mehrfach-Referenzzelle (Superzelle) etwas unterschiedlich insofern, als die Anzahl der je einem der Rasterpunkte
zugeordneten Speicherworte bei den einzelnen Rasterpunkten schwankt und in der Regel nicht dem sich aus der Gesamtanzahl der Speicherworte der Mehrfach-Referenzzelle und der Anzahl der Rasterpunkte bzw. Subzellen errechnendem Sollwert entspricht. Dies hat zur Folge, daß in benachbarten Rasterpunkten mehr oder weniger Pixel gesetzt werden, wenn nach Maßgabe eines bestimmten Grautons ein bestimmter Bruchteil aller der Mehrfach-Referenzzelle zugeordneten Pixel geschwärzt werden soll. Dadurch entsteht für den Betrachter der reproduzierten Halbton-Bildvorlage der Eindruck unterschiedlich großer schwarzer Punkte auf weißem Grund, jedenfalls dann, wenn der Grauwert deutlich weniger als 50 % beträgt. Wenn dagegen ein dunklerer Grauton, der deutlich über 50 % liegt, beispielsweise bei 70 %, unter Verwendung einer Mehrfach-Referenzzelle reproduziert wird, so entsteht aus ähnlichen Gründen, wie voranstehend für niedrige Grauwerte angegeben, hier der Eindruck unterschiedlich großer heller Flecken auf schwarzem Grund. In beiden Fällen wirkt das reproduzierte Halbton-Bild unruhig.

Es ist daher zweckmäßig, eine Grauwertkorrektur vorzunehmen, mit der eine Halbton-Bildvorlage so gerastert wird, daß das danach reproduzierte Halbton-Bild gleichmäßig bzw. ruhig wirkt. Zur Grauwertkorrektur kann vorzugsweise eine durchschnittliche Zahl von Speϊcherworten der Spots des Ausschnitts des Rasters ermittelt und mit der tatsächlichen Zahl Speicherworte jeweils eines Spots verglichen werden. In Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis werden bei einer vergleichsweise großen Anzahl von Speicherworten für Positionen am Anfang der sortierten Folge der Speicherworte des Spots die zuzuordnenden Dichte-Sch well werte erhöht. Dies bedeutet, daß die Anzahl der für niedrige Grauwerte bei Aufzeichnung zu schwärzenden Pixel herabgesetzt werden, was als Untersteuerung bezeichnet werden kann. Bei einer relativ niedrigen Anzahl Speicherworte des Spots werden die zuzuordnenden Dichte-Schwellwerte erniedrigt, wodurch die Anzahl der für niedrige Grauwerte zu schwärzenden Pixel erhöht wird, was als Übersteuerung bezeichnet werden kann. Bei einer vergleichsweise großen Anzahl von Speicherworten für Positionen am Ende der sortierten Folge der Speicherworte des Spots werden die 5 zuzuordnenden Dichte-Sch well werte erniedrigt und dadurch die Anzahl der für große Grauwerte zu schwärzenden Pixel überhöht, d. h. übersteuert. Bei einer relativ niedrigen Anzahl Speicherworte des Spots werden die zuzuordnenden Dichte-Schwellwerte erhöht und hierdurch die Anzahl der für hohe Grauwerte zu
10 schwärzenden Pixel erniedrigt, d. h. untersteuert.

Wenn, wie üblich, die Spots (Rasterpunkte) aus der Mitte
herauswachsen, konzentrieren sich bei dunklen Tönen weiße
Flecken in den Ecken des jeweiligen Rasterpunkts. Hierdurch

15 können störende unterschiedliche Größen von weißen Punkten zwischen den geschwärzten Rasterpunkten auftreten. Das
reproduzierte Bild kann daher unruhig wirken. Diese Wirkung läßt sich mit einer Weißwertkorrektur beseitigen, die zweckmäßigerweise darin besteht, daß jeder Spot in vier Quadranten

20 unterteilt wird und bei relativ großen Grauwerten (größer als
50 %) ein der Grauwertkorrektur unterliegendes Quadrat (Spot) aus je einem Quadranten von vier benachbarten Spots zusammengesetzt wird.

25 Die Grauwert- und Weißwertkorrekturen liefern im allgemeinen gute Ergebnisse. In einzelnen Fällen können sich noch, insbesondere in den Bereichen der Rasterwinkel von null plus/minus zwei Grad und fünfundvierzig plus/minus zwei Grad störende
Muster ergeben. Da die Spots gitterförmig angeordnet sind,

30 besteht die Möglichkeit der Ausbildung von Gitterlinien. In den
Bereichen der Rasterwinkel von 0 bis ± 2 Grad und 45 bis ± 2
Grad tritt als weitere Ursache für ein unruhiges Bild das Problem eines unterschiedlichen Punktschlusses auf. Hierunter ist zu verstehen, daß sich benachbarte Rasterpunkte mit wachsendem Grauwert ab einem gewissen Grauwert berühren. Der
Punktschluß erfolgt für bestimmte Positionen der Spotgrenzen bei unterschiedlichem Grauwert. Auch diese Störung neigt zur Ausbildung von Gitterlinien.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Generierung und Speicherung von digitalisierten Dichte- Schwellwerten zur Rasterung einer Halbton-Bildvorlage der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß -z. B. bei Rasterwinkeln in den Bereichen von 0 bis ± 2 Grad und von 45 bis ± 2 Grad - immer Dichte-Schwellwerte erzeugt werden, mit denen eine Halbton-Bildvorlage so gerastert wird, daß das danach produzierte Halbton-Bild gleichmäßig bzw. ruhig wirkt.

Dieses Problem wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß für jedes Element, das im Randbereich eines Spots des Ausschnittes des Rasters liegt, geprüft wird, ob das Element einen Punktschluß im vorab bestimmten Tonwertbereich verursacht, daß bei
Abweichungen zur Korrektur des Punktschlusses Vertauschungen der Elemente des Spots vorgenommen werden und daß dann den Elementen des Spots Dichte-Schwellwerte zugewiesen werden. Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß für jeden Spot des Ausschnitts des Rasters einzeln die tatsächliche Anzahl von Speicherworten ermittelt wird und eine sortierte

Folge der Speicherworte nach Maßgabe der Spotfunktion erzeugt wird, daß für jeden Spot eine Randzone entlang der vier Kanten des Spots als Prüf bereich für einen Punktschluß vorgegeben wird, daß für die jeweilige Spotfunktion die Tonwertbereiche, bei denen die Grenzbereiche eines Spots geschwärzt werden, vorab bestimmt werden, daß jedes sortierte Speicherwort geprüft wird, ob es der Randzone zugehört, daß bei der Zugehörigkeit zu der Randzone geprüft wird, ob es für die gegebene Spotfunktron und 9 - die Position des Speicherworts im vorgegebenen Tonwertbereich
geschwärzt wird, daß bei Abweichungen davon Vertauschungen
in den sortierten Speicherworten des Spots unter Berücksichtigung von benachbarten Speicherworten zur Einhaltung der
5 Toleranzgrenzen durchgeführt werden und daß danach die
Dichte-Schwellwerte zugeordnet werden. Durch die Punktschlußkorrektur wird erreicht, daß alle Pixel, die den Punktschluß
verursachen, in allen Spots bei etwa dem gleichen Grauwert
gesetzt werden. Zum Ausgleich werden andere Pixel früher oder
10 später gesetzt.

Alternativ oder ergänzend zu der erfindungsgemäßen
Punktschlußkorrektur wird vorgeschlagen, daß vor Zuordnung des
Dichte-Schwellwertes eines aktuellen Elementes eines Spots des
15 Ausschnittes des Rasters der sich ergebende Schwerpunkt des
Spots berechnet wird, daß bei Abweichungen vom vorgegebenen
Schwerpunkt ein Ersatzelement bestimmt wird und daß diesem
Ersatzelement der Dichte-Schwellwert zugeordnet wird.
Insbesondere wird vorgeschlagen, daß für jeden Spot des
20 Ausschnittes des Rasters einzeln die tatsächliche Zahl von
Speicherworten ermittelt und für jeden Spot eine sortierte Folge
der Speicherworte nach Maßgabe der Spotfunktion erzeugt wird,
daß für jedes Wort der einem Spot zugeordneten Speicherworte
der sich ergebende Schwerpunkt bestimmt wird und mit einer
25 vorgegebenen Toleranzgrenze verglichen wird und daß bei
Überschreitung der Toleranzgrenze die verbleibenden Elemente
der Folge unter Berechnung des Schwerpunktes nach einem
Ersatzelement durchsucht und umsortiert werden und dem
f
. * zugehörigen Speicherwort des Ersatzelementes des Ausschnittes
30 des Rasters ein Dichte-Schwellwert zugeordnet wird, wenn die
berechnete Änderung die Toleranzgrenze nicht überschreitet,
dem zugehörigen Speicherwort des Ausschnittes des Rasters ein Dichte-Schwellwert zugeordnet wird. Es wird also eine
Schwerpunktkorrektur durchgeführt, mit der die Ausbildung störender Muster und Gitterlinien verhindert wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß zuerst für jedes Element der Referenzzelle der Funktionswert der Spotfunktion erzeugt und in einem Spotspeicher zwischen- gespeϊchert wird, der den Funktionswert und die Koordinatenwerte für jedes Element der Referenzzelle enthält, daß der Funktionswert und die Koordϊnatenwerte in aufsteigender Reihenfolge der Funktϊonswerte abgespeichert werden, daß danach in aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen für jedes Element aller Spotspeicher einer Referenzzelle die Koordinaten des Schwerpunkts berechnet und mit der Toleranzgrenze verglichen werden, daß bei Einhaltung der Toleranzgrenze mit den
Koordinatenwerten ein Referenzzellenspeicher adressiert wird, in dem ein Dichte-Schwellwert gespeichert wird, der von der Position und der Anzahl der Einträge im aktuellen Spotspeicher abhängt, daß bei Überschreitung der Toleranzgrenze die verbleibenden Einträge des aktuellen Spotspeichers für die

Berechnung der Koordinaten des Schwerpunkts nach demjenigen Element durchsucht werden, bei dem die Toleranzgrenze eingehalten wird, daß danach geprüft wird, ob benachbarten Elementen Dichte-Schwellwerte zugeordnet sind, und daß die Elemente des Spotspeichers zwischen dem aktuellen Element und dem bestimmten Ersatzelement ringförmig umsortiert werden und daß diesem Ersatzelement der Dichte-Schwellwert
zugeordnet wird.

Die Schwerpunktkorrektur beruht auf folgendem Prinzip. Mittels einer Liste der sortierten Folge der Speicherworte wird geprüft, wie sich der Schwerpunkt verändern würde, wenn der nächste Schwellwert dem nächsten Element in der Liste zugewiesen - 11

würde. Wird eine Fehlergrenze bzw. die Toleranzgrenze überschritten, so werden die restlichen Elemente der Liste darauf
untersucht, ob eines davon zu einem besseren Ergebnis führen würde. Wenn ja, so wird die Liste umsortiert und der Schwellwert dem besser passenden Element zugewiesen. Es ist zu beachten, daß keine freistehenden Pixel erzeugt werden, um eine kompakte Punktform zu erhalten. Dies geschieht dadurch, daß man
zusätzlich überprüft, ob das Element Nachbarn hat, denen schon Schwellwerte zugewiesen wurden.
10
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß für jedes Element der Referenzzelle der Funktionswert der
Spotfunktion erzeugt und in einem Spotspeicher zwischengespeichert wird, der die Funktionswerte und Koordinatenwerte

15 für jedes Element der Referenzzelle enthält, daß die Funktionswerte und die Koordinatenwerte in aufsteigender Reihenfolge der Funktionswerte gespeichert werden, daß danach in
aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen mit den Koordinatenwerten der Einträge im Spotspeicher einerseits die Lage des Elements in

20 der Randzone geprüft und andererseits ein Modellspotspeicher adressiert wird, daß bei einem außerhalb der Randzone
liegendem Element auf das nächste Element übergegangen wird, daß bei einem innerhalb der Randzone liegendem Element der
Inhalt des jeweiligen Spotspeicherelements mit dem Inhalt der

25 adressierten Zelle des Modellspotspeichers verglichen wird, daß auf das nächste Element übergegangen wird, wenn die Inhalte des Modellspotspeichers und des Spotspeichers innerhalb der
Toleranzgrenze übereinstimmen, daß bei Abweichungen von der Toleranzgrenze auf kleiner oder größer geprüft wird, daß bei

30 kleinerem Wert im Spotspeicher ein Element des Spotspeichers gesucht wird, das nicht in der Randzone liegt und Nachbarelemente hat und das mit dem anderen Element vertauscht wird, und daß bei größerem Wert im Spotspeicher die vorgegebenen Einträge von der aktuellen Position in absteigender Reihenfolge nach einem Element außerhalb des Randbereichs mit möglichst wenigen Nachbarelementen durchsucht werden, wobei das festgestellte Element durch Umsortieren an die Stelle des anderen Elements tritt, und daß die Dichte-Schwellwerte danach in aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen zugeordnet werden.

Vorzugsweise sind dem Referenzzellenspeicher ein erstes, orthogonales Koordinatensystem und den Spots ein zweites, um einen Winkel gegen das erste Koordinatensystem gedrehtes orthogonales Koordinatensystem zugeordnet.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Fig. 1 einen rotierenden Mehrfachspot, der aus zweimal zwei über- und nebeneinander angeordneten
quadratischen Spots bzw. Rasterpunkten
zusammengesetzt ist und der in einem kleinsten
Vergleichsfeld, an dessen Rändern seine Ecken
anliegen, angeordnet ist,

Fig.2 eine Mehrfach-Referenzzelle, in der eine Anzahl rotierter Mehrfachspots aneinandergesetzt sind, - 13 -

Fig. 3 einen reduzierten Ausschnitt als Referenzbereich
aus der Mehrfach-Referenzzelle, wobei der
Ausschnitt in einer der beiden orthogonalen
Richtungen, nämlich der Höhe, wesentlich kleiner
5 als die Mehrfach-Referenzzelle ist und wobei die
Erfindung auch auf den reduzierten Ausschnitt als * Referenzbereich anwendbar ist,

Fig.4 eine vereinfachte Teil-Struktur einer Einrichtung
10 zur digitalisierten Rasterung einer Halbton- Bildvorlage,

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer beispielsweisen
- Einrichtung zur Schwerpunktkorrektur,
15
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm der Schritte für die
Schwerpunktkorrektur,

* Fig.7a und b ein Ablaufdiagramm der Verfahrensschritte für
20 die Schwerpunktkorrektur im einzelnen,

Fig. 8 ein Blockdiagramm einer beispielsweisen
' Einrichtung zur Punktschlußkorrektur,

25 Fig.9 ein Ablaufdiagramm der Schritte für die
Punktschlußkorrektur und

Fig. 10 a und b ein Ablaufdiagramm der Verfahrensschritte für ** • die Punktschlußkorrektur im einzelnen.
30
In Fig. 1 ist mit (14) ein kleinstes Vergleichsfeld bezeichnet, in dem
n • n, mit n = zwei, Spots oder Rasterpunkte (15) bis (18) neben- und übereinander gedreht angeordnet sind, so daß die gesamte Anordnung gegenüber dem kleinsten Vergieichsfeld einheitlich gedreht ist. Die Rasterpunkte des Mehrfachspots werden auch als Subzelien bezeichnet. In dem kleinsten Vergleichsfeld werden durch die Anordnung des Mehrfachspots die Größen a und b definiert, wobei a der Abstand eines Eckpunkts (19) der Gruppe Spots (15) bis (18) zu der Ecke (20) des Vergleichsfelds ist. Die Größe b ist der hierzu rechtwinklig orientierte Abstand zwischen dieser Ecke (20) des Vergleichsfelds und einem anderen Eckpunkt (21) der Gruppe der Spots. Ein Rasterwinkel ist mitß bezeichnet, um den die Gruppe der Rasterpunkte bzw. Spots (15) bis (18) gegenüber der Aufzeichnungsrichtung, die parallel zu zwei Rändern des kleinsten Vergleichsfelds (14) verläuft, gedreht ist.

Durch die Gruppierung einer Anzahl Spots in dem kleinsten Vergleichsfeld, wie zu Fig. 1 beschrieben, können die Rasterwinkel und Rasterweiten mit steigender Anzahl von Spots beliebig fein werden, unter Einhaltung der Bedingung, daß die Ecken der Gruppe der Spots immer definiert je einem der Pixel des in
Pixelabständen unterteilten Vergleichsfelds zugeordnet sein sollen bzw. auf dieses Pixel treffen sollen.

Die Anzahl Speicherworte je Spot schwankt wegen eines
Digϊtalisierungseffekts, der in der Zuordnung der Speicherworte zu einem Spot an dessen gedachter Begrenzungslinie begründet ist. Es werden dem Spot die Speicherworte zugeordnet, deren Mittelpunkte innerhalb der Begrenzungslinien des Spots liegen. Daraus ergibt sich der Istwert der Speicherworte in dem Spot.

Das Erfordernis der Periodizität der Mehrfach-Referenzzelle (22), die mit solchen Mehrfachspots aufgebaut ist, führt normalerweise zu verhältnismäßig großen Mehrfach-Referenzzellen, da die Gruppierungen der Spotsso oft wiederholt werden, bis die Periodizität bzw. wrap-around-Bedingung in jeder der beiden orthogonalen Richtungen der Mehrfach-Referenzzelle gegeben ist.

Der in Fig.3 dargestellte Referenzbereich (23) stellt einen definierten Ausschnitt aus der Mehrfach-Referenzzelle gemäß Fig.2 dar. Die Erstreckung des Referenzbereichs in einer der beiden orthogonalen Richtungen, nämlich der Breite, die die gleiche ist wie diejenige der Mehrfach-Referenzzelle, nämlich

a - + b - w =
ggtia, b)

In der hierzu orthogonalen Richtung, nämlich der Höhe, ist jedoch die Erstreckung des Referenzbereichs erheblich gegenüber derjenigen der Mehrfach-Referenzzelle verringert, nämlich um

h = ggt(a, b),

wobei dieser Wert h der größte gemeinsame Teiler von a und b bei den hier vorausgesetzten quadratischen Pixeln die Breite bzw. Höhe eines Pixels darstellt.

Ferner ist der reduzierte Ausschnitt (23) flächengleich mit dem Mehrfachspot aus Fig. 1. Es gilt w - h = (a a + b b).

Der Versatz, mit dem deswegen in den Referenzbereich der Fig.3 beim Abtasten in Abtastzeilenrichtung bzw. in Weitenrichtung jeweils einzuspringen ist, nachdem die Dichte-Schwellwerte aus diesem Referenzbereich einmal ausgelesen sind, beträgt hier 57 bei einer Weite von 65. In Richtung der Abtastzeile X (wobei X in der Figur nicht dargestellt ist) ist die jeweils neue X-Position, bei der das Auslesen der Dichte-Schwellwerte beginnt:

X neu = (X al ,t. + Versatz) modulo w.

Darin ist die Weite w:

(α - a + b • b)
w
ggt(a, b)

Die Dichte-Schwellwerte, im folgenden auch nur Schwellwerte genannt, sind für jedes Speicherwort der Mehrfach-Referenzzelle -oder des reduzierten Ausschnitts -eines Spots bzw. eines Rasterpunkts primär durch eine Spotfunktion vorgegeben. Die Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Korrekturen dieser durch die Spotfunktion vorgegebenen Dichte-Schwell werte.

In Fig.4 ist stark vereinfachend die Struktur einer Einrichtung dargestellt, mit welcher das Verfahren zur digitalisierten
Rasterung einer Halbton-Bildvorlage unter Verwendung eines Datenspeichers, in dem nur die Dichte-Schwellwerte eines reduzierten Ausschnitts eines gegen die Abtastrichtung gedrehten Rasters (23) gemäß Fig.3 gespeichert sind, ausgeübt wird. Die Einrichtung nach Fig.4 beinhaltet als Teil eines Raster-Image-Prozessors die Mittel, um in einer Bitmap (2) Signale in Abhängigkeit von einem Vergleichsergebnis zum Hell/Dunkel-Steuern einer in Fig.4 nicht dargestellten Aufzeϊchnungs-einrichtung zu speichern, als ob zum Vergleich von Tonwert-Signalen einer zu rasternden abgetasteten Halbton-Bildvorlage mit vorgegebenen Schwellwerten eine Mehrfach-Referenzzelle (22) gemäß Fig. 2 als vollständiger Ausschnitt des Rasters zur Verfügung stünde.

In dem Datenspeicher des Referenzbereichs (1) sind Dichte-Schwellwerte des Referenzbereichs, der nur einen reduzierten Ausschnitt darstellt, gemäß einer Spotfunktion mit nachfolgenden Korrekturen eingespeichert und spalten- sowie zeilenweise adressierbar. Die Bitmap (2) ist ebenfalls spalten- und zeilenweise adressierbar, so daß einzelne Speicherplätze (Bits) entsprechend einem in einem Vergleicher (3) durchgeführten Vergleich zu setzen sind oder nicht.

Zur Spaltenadressierung der Bitmap (2) dient ein Eingang (4) und zur zeilenweisen Adressierung ein Eingang (7). Die zeilenweise Adressierung des Datenspeichers des Referenzbereichs (1) erfolgt an einem Eingang (9), und zum versetzten Adressieren des Referenzbereichs, in dem die Dichte-Schwellwerte eines reduzierten Ausschnitts des Rasters gespeichert sind, ist ein Eingang (6) an dem Datenspeicher (1) vorgesehen.

Zum getakteten Betrieb der in Fig.4 dargestellten Einrichtung wird bei jedem Taktimpuls zum einen ein Bit der Bitmap (2) adressiert und zum anderen ein Schwellwert in dem Daten-Speicher (1) des Referenzbereichs adressiert, welcher dem adressierten Bit entspricht. Das deswegen am Ausgang des Datenspeichers (1) anstehende Schwellwertsignal wird in dem Vergleicher (3) mit einem Tonwertsignal auf der Grauwertleitung (13) verglichen, welches durch Abtastung der Halbton-Bildvorlage und gegebenenfalls anschließende Signalverarbeitung entstanden ist. Das Ergebnis dieses in dem Vergleicher (3) durchgeführten Vergleichs wird in binärer Form in das in der Bitmap (2), wie oben beschrieben, adressierte Bit eingetragen, welches somit nach Maßgabe des Tonwerts und der
angesprochenen Stelle des Referenzbereichs gesetzt wird oder nicht. Zur Hell-Dunkelsteuerung einer nicht dargestellten
Aufzeichnungseinrichtung wird dieser Inhalt aus der Bitmap (2) ausgelesen.

Die nachfolgende detaillierte Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens, aus der sich weitere Merkmale und Vorteile ergeben, geht von einem Referenzbereich der Mehrfach- Referenzzelle gemäß Fig.3 aus, wie weiter vorne beschrieben wurde. Dieser Referenzbereich enthält n n Rasterpunkte
(Spots).

Zur Erläuterung wird auf zwei verschiedene Koordinatensysteme Bezug genommen, die zueinander in einem bestimmten
Verhältnis stehen. Vereinfachend wird hier angenommen, daß beide Koordinatensysteme orthogonal seien und gleiche
Skalierungen für beiden Achsen aufweisen.

Das erste Koordinatensystem ist das der Bitmap, siehe (2) in Fig.4. Die Bitmap ist ein Abbild der Pixel der Wiedergabeeinrichtung. Jedes Bitder Bitmap hatdie Breite und die Höhe von einer Einheit. Die Achsen werden mit x und y bezeichnet.

Das zweite Koordinatensystem ist das der Spots, wobei ein Spot die Breite und Höhe (1) hat. Die Achsen werden mit x* und y' bezeichnet. In aller Regel ist dieses x', y'-Koordinatensystem zu dem x, y-Koordinatensystem um einen Winkel ß rotiert.

Eine Umrechnung von x,y-zu x',y'-Koordinaten kann nach folgenden Formeln erfolgen: x' = k x - cosß + k y sinß
y' = — k x - sin + k y - cosß

wobei die Konstante k der Umrechnungsfaktor einer Längeneinheit des x,y-Raumes in den x',y'-Raum ist.

Als Koordinate eines Pixels wird dessen Mittelpunkt angesehen. Die Koordinate des Pixels im Ursprung des x,y-Raumes ist daher 0,5|0,5 und nicht wie vielleicht erwartet 0|0.

Weiterhin werden folgende Festlegungen getroffen: Der gewünschte Grauwert wird durch eine ganze Zahl zwischen 0 und gmax dargestellt, wobei gmax der maximale Schwellwert ist. Der Grauwert 0 entspricht schwarz (100 % Farbe) und gmaχ entspricht weiß (0 % Farbe). Um jetzt den Grauwert g zu realisieren, würde man alle Bits der Bitmap auf 1 setzen, deren zugehörigen Werte in der Referenzzelle Werte kleiner als g enthalten. Die Werte der Referenzzelle werden wie folgt bestimmt:

sw = m i + 1

wobei:

sw = Schweliwert
i = Position des Elementes in der sortierten Liste

m — * max
υ Anzahl der Listenelemente + 1

Damit ist die kontinuierliche Vergabe der Schwellwerte gesichert.

Fürden Referenzbereich nach Fig.3 ist der Vorgang für alle Subzellen ( = Spots) zu wiederholen, um allen Elementen des Referenzbereichs einen Schwell wert zuzuweisen.

In einem Mehrfachspotenthältjeder Spotnur in der Theorie gleich viele Elemente. In der Praxis schwankt diese Anzahl jedoch, bedingt durch die Digitalisierungseffekte der idealen Spots. Es wird daher zwischen einem Sollwert und einem Istwert unterschieden. Der Istwert eines Spots ergibt sich durch Auszählen der Elemente nach der Digitalisierung der Kanten des Spots. Der Sollwert ergibt sich aus:

soll = a - a + b
n n

Wie schon weiter vorstehend erläutert, ergeben sich aus dem Unterschied von Soll und Ist bei einem bestimmten Grauwert unterschiedliche große schwarze (bzw. weiße) Flecke in den verschiedenen Spots des Mehrfachspots.

Um zur Egalisierung der schwarzen (bzw. weißen) Flecken der Spots die weiter oben allgemein beschriebene Unter- und
Übersteuerungskorrketur durchzuführen, wird der Schwellwert nach Maßgabe einer Funktion generiert, die in drei Abschnitte (Funktionsbereiche) unterteilt ist:

1. Abschnitt f ür 0 < i < Istwert si :

sw = 1G) + 1 = m soll • i + 1

- 21

wobei:

g max
m
8011 Sollwert + 1

Abschnitt für Istwert si < i < Istwert S2:

S2 " ι - s.
sw = f-d) f + 1
S2 " S1 S2 " S1
10
3. Abschnitt für Istwert S2 < i < Istwert:

sw = f2(ϊ) + l = msoll - i + b + 1

15 wobei:

b = m .* • {Sollwert — Istwert)

Die Werte si und S2 erfüllen die mathematische Ungleichung
20 0 < s-j < S2 < 1 und werden empirisch ermittelt. In der Praxis
haben sich Werte von ca.0.3 und 0.7 für si und S2 als brauchbar
erwiesen. Die Beziehung für den 2. Abschnitt bewirkt einen
kontinuierlichen Übergang von f 1 (0 im 1. Abschnitt auf f2(i) im
2. Abschnitt. Aufwendiger ist es, im Sinne eines Feintunings mehr
25 Abschnitte oder Funktionen höherer Ordnung oder andere Arten
des Übergangs im 2. Abschnitt zu verwenden.

Im 1. und 3. Abschnitt sind die Fehler, die sich aus Abweichungen
des Istwerts der Pixel eines Spots von dem Sollwert ergeben,
30 vollständig korrigiert. Wenn der Istwert eines Spots besonders
stark vom Sollwert abweicht, so fällt dies in dem mittleren, 2. Abschnitt immer noch auf. Dies kann abgemildert werden, indem in Abhängigkeit vom Istwert ein tolerierbarer Fehler in den Abschnitten 1 und 3 zugelassen wird, um im 2. Abschnitt die Spots zueinander etwas zu homogenisieren.

Zu einer Weißkorrektur werden die Spots zusätzlich in
Quadranten unterteilt, die für Grauwerte von 0 - 50 % und 50 - 100 % jeweils anders zusammengefaßt werden. Dadurch wird auch die Grauwertkorrektur zweigeteilt.

Die Graukorrektur und die Weißwertkorrektur führen im allgemeinen zu guten Ergebnissen.

Allerdings zeigen sich noch insbesondere in den Bereichen
0 plus/minus 2 Grad und 45 plus/minus 2 Grad bei n > 3 störende Muster (insbesondere in den mittleren Tonwerten). Dies rührt u. a. daher, daß der Schwerpunkt einzelner Spots abdriftet. Diese Spots sind gitterförmig angeordnet, was zu der Ausbildung von Gitterlinien führt. Um dies zu beheben, gilt es, den Schwerpunkt der Spots zu korrigieren.

Bei den gängigen Spotfunktionen liegt der ideelle Schwerpunkt immer im Mittelpunkt des Spots. Unter realen Bedingungen weicht er jedoch in Abhängigkeit vom Grauwert mal in die eine, mal in die andere Richtung ab. Bei Sonderrastern (z. B. Linienraster) wandert der Schwerpunkt mit dem Grauwert. Es ist dann erforderlich, an Hand von einer Modellrechnung den Verlauf des Schwerpunkts in Abhängkeit vom Schwellwert zu bestimmen und als Sollwert zu benutzen. Da dies keinen Einfluß auf die
Korrekturmethode an sich hat, wird dies hier nicht weiter ausgeführt. Es wird angenommen, daß der Schwerpunkt ortsfest in der Mitte des Spots liegt.

Die allgemeine mathematische Definition des Flächenschwer-punkts lautet:

Sx = — Σ = -=V. xι und Sy = Σ — — Ai ^
Ai ∑ i

wobei mit Sx, Sy die Schwerpunktskoordinaten in x- und y- Richtung, mit A die Fläche, mit x und y die Koordinatenabstände der Flächen zu einem Ursprung und mit i der Index der Flächen bezeichnet sind.

In unserem Fall sind die Flächenelemente die Devicepixel. Da diese alle den Flächeninhalt 1 haben, vereinfachen sich die Ausdrücke zu:

S r,x = — Σ ; — * und Sy = — Σ ; — ^

wobei: i = Anzahl der Devicepixel

Um den Schwerpunkt eines Spots zu bestimmen, braucht man also nur die x'- und y'-Koordinaten der Schwellwerte innerhalb des gegebenen Spots fortlaufend aufzuaddieren und durch die Anzahl zu dividieren.

Die Korrektur selbst wird wie folgt vorgenommen : In der sortierten Liste wird geprüft, wie sich der Schwerpunkt verändert, wenn der nächste Schwellwert dem nächsten Element in einer Liste zugewiesen wird, wie sie bereits beschrieben ist. Es wird eine Fehler- bzw. Toleranzgrenze vorgegeben, die sich z. B. als
Erfahrungswert ergibt. Wird die Toleranzgrenze überschritten, dann werden die restlichen Elemente der Liste darauf untersucht, ob eines davon zu einem besseren Ergebnis führen würde. Trifft dies zu, so wird die Liste umsortiert und der Schwellwert dem besser passenden Element zugewiesen. Es ist dabei zu beachten, daß keine freistehenden Pixel erzeugtwerden, um eine kompakte Punktform zu erhalten. Dies geschieht durch Prüfung, ob das Element Nachbarn hat, denen schon Schwellwerte zugewiesen wurden.

Die Fig.5 zeigt ein Schaltbild einerAnordnung zur Schwerpunktkorrektur mit einer zentralen Ablaufsteuerung (31) in Form einer Datenverarbeitungseinrichtung, z. B. eines Rechners. Weiterhin sind zwei Addierer (32), (33) vorgesehen, die mit der Ablaufsteuerung (31) verbunden sind oder zu deren Bestandteilen gehören. Den Addierern (32), (33) ist eine Koordinatentransformationsstufe (34) nachgeschaltet, an die Dezimalfilter (35), (36) angeschlossen sind, auf die ein Spotfunktionsgeber (37) folgt. Weiterhin ist eine Spotspeichergruppe (38) z. B. in der Ablaufsteuerung (31) vorgesehen. Die Spotspeichergruppe (38) wird durch Modulostufen (39), (40) adressiert.

An die Ausgänge der Spotspeichergruppe (38) sind ein Referenzzellenspeicher (41), eine Rücktransformationsstufe (42) sowie Addierer (43), (44) anlegbar. Der Rücktransformationsstufe (42) ist eine Nachbarschaftskontrollogik (45) nachgeschaltet, die mit einem Nachbarschaftsspeicher (46) verbunden ist. An die Addierer (43), (44) sind jeweils Dividierer (47), (48) angeschlossen, deren Ausgänge mit der Ablaufsteuerung (31) verbunden sind.

An einem Ausgang für Indexwerte der Ablaufsteuerung (31) sind die Dϊvidierer (47), (48) und ein Multiplizierer und Addierer (49) über eine Indexleitung (50) angeschlossen. Letztere speist ausgangsseitig den Referenzzellenspeicher (41). Der Referenzzellenspeicher (41) ist in Form und Größe identisch mit dem reduzierten Ausschnitt (23) aus Fig.3.

Zunächst wird der Funktionswert der Spotfunktion für jedes Element der Mehrfach-Referenzzelle bestimmt und in Spotspeichern der Spotspeichergruppe (38) zwischengespeichert.
Hierzu generiert die Ablaufsteuerung (31) nacheinander alle möglichen Wertepaare für x = 0... (w-1) und y = 0... (h-1) des ersten Koordinatensystems. Die folgende Beschreibung der Vorgänge wiederholt sich für alle Wertepaare.

Sowohl zu x als auch y wird zunächst 0.5 in den Addieren (32), (33) addiert, um den Mittelpunkt des zu bearbeitenden Elementes zu beschreiben. Dieses Wertepaar wird dann in der Koordinatentransformationsstufe (34) in das Wertepaar x' und y* transformiert. Das Wertepaar x" und y' gelangt einmal zu den Dezimalfilterstufen (35), (36), die nur die Nachkommastellen passieren lassen. An den Ausgängen der Dezimalfilter (35), (36) stehen dann x" und y" zur Verfügung und werden dem Spotfunktionsgeber (37) zugeführt. Am Ausgang des Spotfunktionsgebers (37) steht das Ergebnis z der Spotfunktion des bearbeiteten Elements des Referenzzellenspeichers zur Verfügung.

Zum anderen werden x" und y* zur Bestimmung desjenigen
Spotspeichers der Spotspeichergruppe (38) herangezogen in dem aktuelle Werte abgespeichert werden. Dies geschieht, indem x' und y' durch Anwendung von modulo n in den Modulostufen (39), (40) auf den Bereich 0... (n-1), 0... (n-1) abgebildet werden. Dieses so gewonnene Wertepaar selektiert jeweils einen Spotspeicher der Spotspeichergruppe (38).

Die Spotspeichergruppe selbst besteht aus n n Spotspeichern. Jeder Spotspeicher besteht aus einem Speicherbereich, wobei unter jeder Adresse ein Datenquintett gespeichert werden kann. Dieses Quintett besteht aus dem Spotfunktionswert z, dem
Wertepaar x/y und dem Wertepaar x"/y". Fernerhin existiert in der Spotspeϊchergruppe ein nicht dargestelltes Register, das die Anzahl der genutzten Einträge speichert und Anzahlregister genannt werden kann. Die Werte z, x/y und x'Vy" werden in dem selektierten Speicherblock in aufsteigender Reihenfolge für den Spotfunktionswert z einsortiert. Außerdem wird der Inhalt des Anzahlregisters um den Wert 1 erhöht.

Als nächstes werden die Schwellwerte für den Referenzzellenspeicher vergeben. Dies geschieht in n n Arbeitszyklen, wobei in jedem Arbeitszyklus ein Spotspeicher abgearbeitet wird. In jedem Arbeitszyklus wird von der Ablaufsteuerung (31) mittels der Index-Leitung (50) Eintrag für Eintrag im selektierten
Spotspeicher sequentiell adressiert. Die x" und y" Werte des aktuell adressierten Eintrags in den Spotspeicher gelangen je zu den Sx- und Sy-Addierern (43), (44) und werden versuchsweise in diesen aufaddiert. Das Ergebnis wird in den nachgeschalteten Dividierern (47), (48) durch den aktuellen indexwert dividiert. Deren Ausgangssignale beschreiben die Koordinatenwerte Sx, Sy des Schwerpunkts. Ist der Schwerpunkt innerhalb einer vorgege-benen Toleranzgrenze, so benutzt die Ablaufsteuerung (31) die Werte x und y zur Adressierung eines Elementes aus dem Referenzzellenspeicher. In dieses Element wird Indexwert -msoH + 1 als Schwellwert eingetragen. Außerdem werden x" und y" durch die Rücktransformationsstufe (42) in x/y-Koordinaten rücktrans-formiert und von der Nachbarschaftskontrollogik dazu benutzt, um das im Nachbarschaftsspeicher (46) so selektierte Element von 0 auf 1 zu setzen. Die im Nachbarschaftsspeicher (46) eingetragenen Einsen entsprechen der aktuellen Punktform.

Ist die Toleranzgrenze überschritten, so werden die restlichen Einträge im selektierten Spotspeicher nach demjenigen Element durchsucht, das den Schwerpunkt am besten korrigiert. Hierbei werden nur die Elemente berücksichtigt, bei denen die
Nachbarschaftskontrollogik (45) z. B. in den 8 benachbarten Elementen des zugehörigen Elementes des Nachbarschaftsspeichers (46) mindestens 1 (oder mehrere) Elemente aufweisen, die auf 1 gesetzt sind. Ist dies nicht der Fall, so handelt es sich um ein freistehendes Pixel und der Eintrag kommt als Ersatzwert nicht in Frage. Nachdem der beste Ersatzwert bestimmt wurde, werden die Einträge im Spotspeicher entsprechend ringförmig
verschoben. Beispiel: Angenommen der Indexwert sei 5 und der Ersatzwert sei 9, so würden die Einträge 5, 6, 7 und 8 um eine Position auf 6, 7, 8 und 9 verschoben und der (alte) Inhalt von 9 auf die Adresse 5 kopiert. Würden die Werte 5 und 9 einfach nur ausgetauscht, so hätte dies unerwünschte Abweichungen von der Punktform zufolge. Anschließend wird gemäß den x y-Koordinaten des Ersatzwertes (im Beispiel der Eintrag, der von Adresse 9 auf 5 kopiert wurde) der Schwellwert vergeben und das x" und y" entsprechende Element im Nachbarschaftsspeicher auf 1 gesetzt.

Die Fig. 6 zeigt schematisch das Ablaufdiagramm für die
Schwerpunktkorrektur. Gegeben sind die oben erwähnten
Parameter für a, b und n, was in Fig. 6 mit (51) bezeichnet ist.
Danach werden die Werte h, w und k bestimmt. Mit k ist die Rasterweite bezeichnet, die sich aus der folgenden Beziehung ergibt:

Vo α + b b Die Bestimmung der Werte h, w und k ist in Fig.6 mit dem Schritt (52) bezeichnet. Auf diesen Schritt (52) folgt im Schritt (53) die Bestimmung der Funktionswerte der Spotf unktion für alle
Elemente bzw. Speicherwerte des Schwellwertgebirges und die Eintragung der Funktionswerte in die Spotspeϊcher. Danach werden im Schritt (54) die Schwellwerte unter Berücksichtigung der Schwerpunktkorrektur vergeben.

Einzelheiten des Ablaufdiagramms zeigen die Fig.7a und 7b.

In einem Verfahrensschritt (55) werden die Wertepaare x, y von der Ablaufsteuerung (31) erzeugt. Auf den Schritt (55) folgt der Schritt (56) für die Berechnung der transformierten Wertepaare x', y'. Danach werden die Wertepaare xq und yq in einem Schritt (57) als Adressen bestimmt. Im Schritt (58) werden die Stellen vor dem Komma der Wertepaare x" und y" abgetrennt.

Aus den Nachkommastellen wird sodann im Schritt (59) der Spotfunktionswert gebildet. Der jeweilige Spotfunktionswert wird im folgenden Schritt (60) in dem adressierten Spotspeicher zusammen mit den Wertepaaren x/y und x'/y" gespeichert. Das Register für die Anzahl wird danach im Schritt (61) um den Wert 1 erhöht. Es folgt im Schritt (62) die Prüfung, ob die Werte w-1 und h-1 erreicht sind. Ist dies nicht der Fall, dann wird auf den Schritt (55) übergegangen. Wenn dies aber zutrifft, wird auf einen Schritt (63) übergegangen, in dem der nächstmögliche Spotspeicher aus der Spotspeichergruppe (38) ausgewählt wird. Danach wird im Schritt (64) unter Erhöhung der Indexzahl der Eintrag im aktuellen Spotspeicher ausgewählt. Es folgt ein Schritt (65) mit der
Berechnung neuer Schwerpunktskoordϊnatenwerte. Diese werden im nächsten Schritt (66) auf Über- bzw. Unterschreiten der
Toleranzgrenze geprüft. Liegen sie innerhalb der Toleranzgrenze, schließt sich der Schritt (67) mit der Prüfung an, ob der letzte '

- 29

Eintrag im aktuellen Spotspeicher vorliegt. Wenn ja, wird im
weiteren Schritt (68) geprüft, ob es sich um den letzten Spotspeicher handelt. Trifft dies zu, ist das Verfahren abgeschlossen.
Wenn nein, wird auf den Schritt (63) zurückgegangen.
5
Ist das Prüfergebnis im Schritt (66) negativ, dann folgt im Schritt
(69) das Durchsuchen der restlichen Einträge im Spotspeicher nach
einem Element, das den Schwerpunkt am besten korrigiert, wobei
das gefundene Element mindestens drei Nachbarn haben sollte.
10 Im nächsten Schritt (70) werden die Werte vom aktuellen Eintrag
bis zum bestimmten Ersatzelement rotiert. Danach werden im
Schritt (70a) der Schwellwert eingetragen und ein Element im
Nachbarschaftsspeicher (46) gesetzt, bevor auf den Schritt (67)
übergegangen wird. Sollte dessen Prüfergebnis negativ sein, wird
15 auf den Schritt (63) zurückgegangen.

Ein weiteres Problem der Raster im Bereich 0 plus/minus 2 Grad
und 45 plus/minus 2 Grad ist ein stark unterschiedlicher Punktschluß (Mit wachsendem Grauwert berühren sich benachbarte
20 Rasterpunkte irgendwann. Dies nennt man Punktschluß). Der
Punktschluß erfolgt für bestimmte Positionen der Spotgrenzen
bei unterschiedlichem Grauwert. Auch diese Störung neigt zur
Ausbildung von Gitterlinien.

25 Die Devicepixel können in der Praxis nicht als ideale Gebilde mit
exakt quadratischem Querschnitt betrachtet werden, da der
Laserstrahl einen eher kreisförmigen Fleck erzeugt, wobei der
Fleck auch im Durchmesser um einiges zu groß ist, um eine gute
Dichte der geschwärzten Fläche zu erreichen. Für die Punkt- 30 Schlußkorrektur gilt daher zu beachten, daß alle Devicepixel einen
Einfluß auf den Punktschluß haben, deren Mittelpunkte innerhalb
einer Randzone entlang der 4 Kanten des Spots liegen. Als
¥ theoretische Näherung kann man die Breite der Randzone mit der halben Diagonale eines Pixels annehmen.

Um eine Punktschlußkorrektur durchzuführen, ist es erforderlich, an Hand einer Modellrechnung für die gegebene Spotfunktion zu bestimmen, bei welchem Grauwert welche Grenzbereiche eines Spots geschwärzt werden.

Die Korrektur selbst wird wie folgt vorgenommen: Für jedes Element der sortierten Liste wird überprüft, ob es in der Randzone liegt, die für den Punktschluß verantwortlich ist. Wenn ja, so wird durch Vergleich mit den Sollvorgaben der Modellrechnung überprüft, ob das gegebene Pixel den Randbereich, den es bedeckt, zum richtigen Zeitpunkt (korrekter: zum richtigen
Grauwert) schwärzt. Wird eine Fehlergrenze überschritten, so setzt die Korrektur ein. Hierbei sind zwei Fälle zu unterscheiden:

- Abweichung nach unten, d. h. der Punktschluß würde zu früh erfolgen. Man muß also den Spot etwas von dem Rand
"abdrängen". Dies geschieht, indem man das aktuelle
Element mit Listenelementen vertauscht, die erst später
(korrekter: bei dunklerem Grauwert) geschwärzt würden und die nicht im Randbereich liegen. Das Ersatzelement
sollte weiterhin im Sinne einer kompakten Punktform
möglichst viele Nachbarn haben (möglichst nicht unter 3).

Abweichungen nach oben, d. h. der Punktschluß würde zu späterfolgen. In diesem Fall muß man den Spot an den Rand etwas "heranziehen". Dies geschieht, indem man das aktuelle Element mit Listenelementen vertauscht, die eigentlich schon früher geschwärzt wurden und die nicht im Randbereich liegen. Hierbei muß ebenfalls die Nachbarschaft der umzusortierenden Elemente untersucht werden, um zu verhindern, daß die Umsortierung nicht dazu führt,
daß ein "Loch" in den Spot "gefressen" wird. Es können nur Elemente umsortiert werden, die maximal 4 Nachbarn
haben.
5
Die Fig.8 zeigt ein Schaltbild einer Anordnung zur Punktschlußkorrektur. Diese Anordnung gleicht teilweise derjenigen für die
Schwerpunktkorrektur. Gleiche Elemente in den Fig. 5 und 8
wurden mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es handelt sich 10 um die Ablaufsteuerung (31), die Addierer (32), (33), die
Koordinatentransformationsstufe (34), die Dezimalfilter (35), (36), den Spotfunktionsgeber (37), die Spotspeichergruppe (38), die
Modulostufen (39), (40), den Referenzzellenspeicher (41), die
Rücktransformationsstufe (42), die Nachbarschaftslogik (45) und 15 den Nachbarschaftsspeicher (46). Bezüglich dieser Elemente wird auf die obige Beschreibung zu Fig. 5 hingewiesen.

Wie bei der Schwerpunktkorrektur wird zuerst der Funktionswert für jedes einzelne Element der Referenzzelle bestimmt.
20
Wie oben beschrieben, werden die gebildeten Werte z, x/y und x"/y" in dem selektierten Speicherblock in aufsteigender
Reihenfolge für den Funktionswert z einsortiert, wonach der
Inhalt des Registers für die Anzahl um den Wert 1 erhöht wird.

25
An den Ausgang der Spotspeichergruppe (38) sind bei der in Fig.8 dargestellten Anordnung eine Randzonenkontrollogik (71) und ein Modellspotspeicher (72) anlegbar. Die Ausgänge der
Randzonenkontrollogik (71) und des Modellspotspeichers (72) 30 sind mit der Ablaufsteuerung (31) verbunden. Ein Dividierer (73) ist eingangsseitig mit dem Register für die Anzahl und einer
Indexl-Leitung (74) der Ablaufsteuerung (31) verbunden.
Ausgangsseitig ist der Dividierer (73) an die Ablaufsteuerung (31) angeschlossen. Eine Index2-Leitung (75) der Ablaufsteuerung (31) ist mit einem Multiplizierer und Addierer (76) verbunden, dessen Ausgang an den Referenzzellenspeicher (41) anlegbar ist.

Als nächstes wird die Punktschlußkorrektur durchgeführt. Dies geschieht in n - n Arbeitszyklen, wobei in jedem Arbeitszyklus ein Spotspeicher abgearbeitet wird. In jedem Arbeitszyklus wird von der Ablaufsteuerung (31) mittels einer Indexl-Leitung Eintrag für Eintrag im selektierten Spotspeicher sequentiell adressiert. Die x"- und y"-Werte des aktuell adressierten Eintrags in den Spotspeicher gelangen einmal zur Randzonenkontrollogik (71). Diese entscheidet, ob das aktuelle Element in der Randzone liegt oder nicht, x" und y" gelangen auch zu dem Modellspotspeicher (72). An dessen Ausgang steht ein Sollwertsignal im Bereich 0...1 zur Verfügung. Der Indexl wird außerdem vom Dividierer (73) durch die Anzahl der Einträge im aktuellen Spotspeicher dividiert und somit auf den Bereich 0...1 normiert. Wenn die Randzonenlogik (71) auf "false" erkennt, so ist keine Korrektur erforderlich und die Ablaufsteuerung (31) geht auf das nächste Element im
Spotspeicher durch Erhöhen von Indexl über. Wenn die Randzonenlogik (71) auf "true" erkennt, so vergleicht die Ablaufsteuerung (31) die Signale vom Modellspotspeicher (72) und Dividierer (73). Sind sie hinreichend gleich, so ist ebenfalls keine Korrektur erforderlich, und es wird auf das nächste Element übergegangen. Ist dies nicht der Fall, so wird nochmals zwischen kleiner und größer unterschieden.

Im Falle kleiner, gilt es, den Spot etwas abzudrängen. Hierzu werden die verbleibenden Elemente im Spotspeicher nach einem Element durchsucht, das nicht in der Randzone liegt und
möglichst viele (mindestens 3) Nachbarn hat. Diese beiden
Elemente werden dann vertauscht.

Im Falle größer gilt es, dafür zu sorgen, daß der aktuelle Eintrag weiter vorne in der Liste eingetragen wird. Hierzu werden die schon vergebenen Einträge von der aktuellen Position in absteigender Reihenfolge nach Elementen durchsucht, die nicht im Randbereich liegen und möglichst wenig Nachbarn haben. Diese Liste darf noch nicht bewußt vertauscht worden sein.

Ist ein Element gefunden, so wird ringförmig rotiert. Beispiel: aktueller Index: 9, gefundenes Element: 5 = = > 5 geht auf die Position 9, 9 auf 8, 8 auf 7, 7 auf 6, 6 auf 5. Dieser Vorgang wird (Istwert-Sollwert) (Anzahl der Einträge im Spotspeicher) mal wiederholt.

Schließlich werden die Schwellwerte vergeben. Dies geschieht in n n Arbeitszyklen, wobei in jedem Arbeitszyklus ein
Spotspeicher abgearbeitet wird. In jedem Arbeitszyklus wird von der Ablaufsteuerung (31) mittels der Index2-Leitung (75) Eintrag für Eintrag im selektierten Spotspeicher sequentiell adressiert. Die im aktuellen Eintrag befindlichen Parameter x und y adressieren hierbei ein Element aus dem Referenzzellenspeicher (41), in dem lndex2 - msoll + 1 als Schwellwert gespeichert wird.

Die Fig.9 zeigt schematisch das Ablaufdiagramm für die Punktschlußkorrektur, das in bezug auf die Schritte (51), (52), (53) mit dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 6 übereinstimmt. Im Schritt (77), der auf den Schritt (53) folgt, wird die Punktschlußkorrektur durch Vertauschungen in den sortierten Listen der Spotspeicher durchgeführt. Ist diese Maßnahme beendet, werden im nächsten Schritt (78) die Schwellwerte vergeben.

Die Punktschlußkorrektur erfordert die in Fig.7a und 7b im einzelnen dargestellten und oben erläuterten Verfahrensschritte (55), (56), (57), (58), (59), (60), (61), (62) und (63). Auf eine nähere Erläuterung dieser Schritte kann daher an dieser Stelle verzichtet werden.

Auf den Schritt (63) folgt bei der Punktschlußkorrektur ein Schritt (79), in dem der Indexl um eins erhöht wird, worauf der nächste Eintrag im aktuellen Spotspeicher ausgewählt wird. Im nächsten Schritt (80) wird geprüft, ob das entsprechende Pixel in der Randzone liegt. Wenn nein, wird im Schritt (81) geprüft, ob es sich um den letzten Eintrag im Spotspeicher handelt. Befindet sich der Pixel in der Randzone, folgt im Schritt (82) die Prüfung, ob der Istwert des Schwellwerts innerhalb einer Toleranzgrenze dem Sollwert gemäß dem Modellspeicher (72) entspricht. Wenn nein, schließt sich der Schritt (81) an. Wenn ja, wird im Schritt (83) festgestellt, ob der Istwert kleiner als der Sollwert ist, dann wird auf einen Schritt (84) übergegangen, in dem die restlichen
Einträge nach einem nicht in der Randzone liegenden Element unter Berücksichtigung von bereits bearbeiteten Nachbarelementen durchsucht werden. Danach wird das gefundene Element mit dem aktuellen Element vertauscht. Ist der Sollwert kleiner als der Istwert, so folgt ein Schritt (85), in dem nach einem Element, das nicht in der Randzone liegt und bereits bearbeitete Nachbarelemente hat, gesucht wird, um einen ringförmigen Tausch durchzuführen. Beide Schritte (84), (85) leiten zum Schritt (81) über. Wird darin festgestellt, daß der letzte Eintrag im aktuellen Spotspeicher nicht erreicht ist, folgt der Schritt (63). Im anderen Fall folgt ein Schritt (86), in dem geprüft wird, ob der letzte Spotspeicher erreicht ist. Wenn nein, folgt Schritt (63).
Wenn ja , folgt Schritt (87), in dem der nächstmögliche Spot-Speicher der Spotspeichergruppe (38) ausgewähltwird, worauf im Schritt (88) nach Indexinkrementierung der nächste Eintrag im aktuellen Spotspeicher ausgewähltwird. Im anschließenden Schritt (89) werden die Parameter x, y des aktuellen Eintrags aus dem Spotspeicher zur Auswahl eines Elements aus dem Referenzzellenspeicher (41) verwendet.

In diesem Element wird im Schritt (90) das Ergebnis der Schwellwertbildung abgespeichert. An den Schritt (90) schließt sich ein Abfrageschritt (91) nach dem ersten aktuellen Eintrag im
Spotspeicher an. Ist dies nicht der Fall, folgt der Schritt (88). Wenn ja, wird auf den Abfrageschritt (92) übergegangen, in dem nach dem letzten Spotspeicher abgefragt wird. Wenn dieser erreicht ist, ist die Punktschlußkorrektur beendet. Ansonsten folgt der Schritt (87).