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Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Dither(Misch)-Verarbeitungsverfahren.
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Herkömmliche Verfahren zur Biniarisierung sind in Tabelle 1
zusammengefaßt.
Tabelle 1
BINIARISIERUNG
DITHER
BINARSATION & DITHER
FESTER BEREICH
VERÄNDERBARER SCHWELLWERT
ORGANISIERTER DITHER
ZUFALLSDITHER
Verarbeiten eines bestimmten Schwellwerts in allen Bereichen
Verarbeitung mit einem unterschiedlichen Schwellwert in jedem
Gebiet oder bei jedem Pixel
BINIERISIERUNG ALLER ODER MEHREREN DITHER-MATRIXEN IN PIXELMUSTER.
Das typische Merkmal eines organisierten Dither verschwindet bei Addieren
von Zufallskomponenten zu der Dithermatrix Die Binarsierung wird im Zeichengebiet
FEHLERDIFFUSIONSVERFAHREN
ausgeführt und die Vermischung wird im Graupegelbereich
ausgeführt. Verarbeitung mit einem Schwellwert, mit dem der
Binärfehler der Pixel in einer Nachbarschaft eines
Pixels, der verarbeitet werden soll, verglichen wird.
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Obwohl es der Zweck der Biniarisierung eines Bildes ist, die
Informationsmenge zu reduzieren, wird dennoch ein Teil der
Charakteristiken verloren. Beispielsweise werden, wenn der
Charakter und die Konfiguration eines ursprünglichen Bildes
klar gezeigt werden soll, die Hauptcharakteristiken durch
Ausführen einer Biniarisierung erhalten, durch die das
Originalbild in Figuren und Hintergrund aufgeteilt wird. Auf der
anderen Seite muß, wenn das Ursprungsbild mit Graustufen
ausgedrückt werden soll, wie beispielsweise ein natürliches Bild,
das Bild durch Pseudomultipegel mit Dither ausgedrückt sein.
Wenn die Biniarisierung in diesem Fall ausgeführt wird, werden
die Charakteristiken des Graupegels im Ursprungsbild verloren.
Tatsächlich gibt es viele Fälle, in denen sowohl Zeichen als
auch eine Photographie verarbeitet werden muß, wie
beispielsweise bei Druckverfahren, Faximile usw.. Daher ist es in
diesem Fall unmöglich, üie Biniarsierung nur für das Bild oder
nur für Zeichen durchzuführen. Um dieses Problem zu lösen, ist
ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem im Zeichenbereich
eine Mischung (dither) ausgeführt wird, nachdem das Bild in
einem Zeichenbereich (einem Bereich, in dem Biniarsierung
durchgeführt werden soll und einem Konfigurationsbereichen,
ein Bereich, der durch Pseudomultipegel ausgedrückt wird)
unterteilt wird. Durch eine derartige Komponentenverarbeitung
wird die Grenze zwischen zwei Bereichen unterbrochen. Somit
ergeben sich extrem unnatürliche Bilder.
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Allgemein wird ein Bild durch folgende Schritte biniarsiert:
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i) Definierung eines Schwellwerts eines jeden Pixels
in einer rechteckigen Dither-Zelle mit nxn Pixel,
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ii) Anwenden der Dither-Zelle auf das zu
verarbeitende Bild.
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Bei der Verwendung einer Mischung vom dispersiven Typ (beim
Bayer-Typ), muß eine größere Dither-Zelle verwendet werden, um
den Tiefengrad zu erhöhen. Entsprechend wird das Bild gedämpft
und der Zyklus, der die Charakteristiken der Mischung
darstellt wird sichtbar, da sich schwarze Pixel nicht an Kanten
konzentrieren. Auf der anderen Seite haben Maschenpunkttypen
und Spiraltypen folgende Charakteristiken. Es ist möglich,
angenäherte mittlere Dichten natürlich herzustellen, jedoch
ergibt sich ein Bild mit großer Korngröße, wenn die Tiefe
größer wird.
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Ein weiteres Verfahren zum Biniarisieren ist die
Fehlerdiffusionsmethode: Es ist möglich, ein Bild durch
Pseudomultipegel ohne Begrenzung der Zahl der Pegel der Dichte
auszudrücken. Die Fehlerdiffusionsmethode wird im folgenden
beschrieben.
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Das Prinzip der Fehlerdiffusionsmethode ist in Fig. 19
gezeigt. Es sei angenommen, daß der Pixelwert (z.B. die
Helligkeit) am Koordinatenpunkt (m, n) eines Originalbildes fmn ist,
so wird fmn biniarsierr und beim Einfluß des Binärfehlers der
Pixel in einer bestimmten Nachbarschaft. Beispielsweise sei
angenommen, daß fmn durch R/2 biniarsiert wird und die unten
beschriebene Umwandlung ausgeführt wird, so wird ein
Biniarisierungsfehler, wie er durch die Formel 1 angegeben ist, in
bezug auf das erste Pixel f00 auf der Koordinate (0, 0)
erzeugt.
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fmn => R/2 T R
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fmn > R/2 T 0
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e00= f00 [f00-R/2] ... (1)
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wobei [ ] die Gaussfunktion bedeutet.
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Allgemein kann für ein Pixel fmn, der Biniarsierungsfehler
emn, wie folgt erhalten werden. Für einen bestimmten Bereich
(Fig.1, besteht der Bereich aus 6 Pixel einschließlich den
Pixel der verarbeitet werden muß und mit "X" markiert ist),
werden Gewichte für jeden Fehler in diesem Bereich bestimmt
(in Fig. 19 von wl bis w6). Die Gewichtsadditionsmatrix für
die peripheren Pixel wird Fehlerfilter genannt. Binärfehler
emn für ein Pixel fmn wird durch Formel (2) erhalten.
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emn= {fmn + wiei} -R{fmn + wiei -R/2]
... (2)
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fmn und gmn werden durch die Formel (3) und (4) festgelegt.
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mn=fmn + wiei ... (3)
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gmn=R [ mn-R/2] ... (4)
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Daher ist die Formel (2) gleich der Formel (5)
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emn= mn-gmn ... (5)
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Wie durch obige Formel gezeigt wurde, enthält der Biniärfehler
emn den integrierten Binärfehler vom Nachbarpixel zum Pixel,
der verarbeitet werden soll. Der Unterschied in der Helligkeit
des gesamten Binärsierten Bildes und des gesamten
Ursprungsbildes wird minimiert und die Dichteverteilung des
biniarisierten Bildes und des Ursprungsbildes ist etwa gleich. Der
Binärfehler für jeden Pixel wird im Fehlerpuffer gespeichert.
Die Charakteristiken des biniarsierten Bildes bei der
Fehlerdifffusionsmethode wird durch den Fehlerfilter entschieden,
d.h., es gibt nur eine geringe Möglichkeit, daß sowohl der
Zeichenbereich als auch der Konfigurationsbereich
gleichermaßen ausgedruckt werden.
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Es wurde eine Verbesserung der Diffusionsmethode
vorgeschlagen. Dabei wird ein Fehlerfilter so definiert, daß Streifen,
die durch den Fehlerfilter bewirkt werden entfernt werden und
gleichzeitig die Verteilung der Steilheit von schwarzen
Punkten erhöht wird. Nach der Verarbeitung durch das Verfahren
ergibt sich ein unnatürliches Bild, bei dem die Linien verstärkt
werden.
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Wenn ungleichmäßige Lichtverteilung in dem Gesamtbild
vorliegt, kann es vorkommen, daß der Kontrast eines Teils des
Bildes extrem unklar ist, wenn das gesamte Bild mit einem
bestimmten Schwellwert verarbeitet wird, um dies zu vermeiden,
wird Schattierung angewandt. Schattierung bedeutet: Aufteilen
eines Bildes in verschiedene Teile, Berechnung des
geeignetsten Schwellwertes für eden Bereich aufgrund eines
mode-Verfahrens (A. Rosenfeld & AVINASH C. KAK, "Digital Picture
Processing", 1976, Academic Press, Inc.)
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Das Modeverfahren stellt jedoch ein Verfahren zum Berechnen
lokaler minimaler Werte eines Histogramms eines Bildes dar. Es
benötigt viel Zeit. Daher wird die Verarbeitungszeit hoch,
wenn die Anzahl der Bereiche in dem Bild hoch ist. Es ist
nicht leicht die Verarbeitungszeit zu reduzieren, da das
Modeverfahren nur schwer mit Hardware realisiert werden kann.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes
Bild-Dither-Misch-Verfahren anzugeben, das eine hohe
Verarbeitungsgeschwindigkeit zuläßt.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1
gelöst.
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Gemäß dem Verarbeitungsverfahren mit einem Schwellwert für
Bilder gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Schwellwert
berechnet, da der Schwellwert auf einem repräsentativen
Pixelwert des Dither-Bildes in einem Originalbild beruht. Es ist
möglich, eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit mittels
Hardware zu erreichen, da die Ditherverarbeitung durch Berechnung
zwischen den Bildern der Dither-Zelle und dem Originalbild
ausgeführt werden kann.
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Fig. 1 zeigt ein Diagramm einer ersten Ausführungsform.
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Die Figuren 2 bis 9 zeigen Beispiele verschiedener Dither-
Zellen.
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Fig. 10 zeigte eine Makro-Dither-Zelle, bei der die Dither-
Zelle der Fig. 3 verwendet wird.
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Fig. 11 zeigt eine Ansicht einer Makro-Dither-Zelle, die die
Dither-Zelle der Fig. 4 verwendet.
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Fig. 12 zeigt eine Ansicht einer bestimmten
Pixelnummernzuweisung.
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Fig. 13 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei der die Makro
dieser Zelle für zu verarbeitende Bilder verwendet
wird.
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Fig. 14 zeigt eine Ansicht eines Vergleichsbildes gemäß der
zweiten Ausführungsform.
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Fig. 19 zeigt ein Blockschaltbild, zur Erläuterung des
Prinzips einer herkömmlichen Fehlerdiffusionsmethode.
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Fig. 20 zeigt ein Blockschaltbild einer dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 21 zeigt die erste Charakteristik einer
Gewichtsveränderung bei der dritten Ausführungsform.
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Die Figuren 22 bis 24 zeigen Charakteristiken für das zweite
bis dritte Ausführungsbeispiel.
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Fig. 25 zeigt ein Blockschaltbild der vierten
Ausführungsform.
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Fig. 26 zeigt ein Blockschaltbild bei dem das
Bildverarbeitungssystem einer fünften Ausführungsform gezeigt
ist.
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Fig. 27 zeigt ein Blockschaltbild zur Erklärung von Dither.
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Fig. 28 zeigt die Beziehung zwischen dem repräsentativen
Pixelwert und eines Schwellwerts.
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Fig. 29 zeigt ein Blockschaltbild eines
Bildverarbeitungssystems gemäß der sechsten Ausführungsform.
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Fig.1 zeigt die ersten Dither-Zellen und die Makro-Dither-
Zelle.
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Die gesamte Figur zeigt die Makro-Dither-Zelle MD und
innerhalb der durchgezogenen Linien sind die Dither-Zellen D1 bis
D4 gezeigt.
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Die Dither-Zellen D1 bis D4 weisen eine hexagonale Form auf
und enthalten 8 Pixel. 2 Pixel sind in jeweils 3 Zeilen
angeordnet und ein weiterer Pixel ist sowohl auf der linken als
auch auf der rechten Seite in der mittleren Reihe hinzugefügt.
Die Größe des Schwellwerts jeder Dither-Zelle wird gemäß
folgenden Schritten ermittelt:
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1) Der linke Pixel der zwei Pixel im Zentrum,
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2) der rechte Pixel der zwei Pixel im Zentrum,
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3) der rechte Pixel der zwei unteren Pixel,
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4) der linke Pixel der zwei unteren Pixel,
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5) der linke Pixel der zur mittleren Reihe
hinzuaddiert wurde,
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6) der linke Pixel der zwei oberen Pixel,
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7) der rechte Pixel der zwei oberen Pixel,
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8) der rechte Pixel, der der mittleren Reihe
hinzugefügt wurde.
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Dies entspricht einem Spiraltypmuster, das jeder dieser Zelle
zugewiesen wird. Die Schwellenwertreihenfolge wird den
Dither-Zellen
von D1 bis D4 zugewiesen. Durch das Zirkulieren der
Dither-Zellen von D1 bis D4 und das Zuweisen eines Pixel von
jeder Dither-Zelle wird die Dichte der Makro-Dither-Zelle
bestmmt. Das Spiralmuster wird nicht in Dither-Bild erzeugt
und es wird ein natürlicher Eindruck erzeugt. Die Dichte des
Bildes, welches verarbeitet werden soll, wird in einer Einheit
einer Makro-Dither-Zelle eingeschätzt, wobei beispielsweise
eine Dichte mit 8X4=32 Graden möglich ist. Entsprechend einem
durchgeführten Experiment sind allgemein mehr als 32
Dichtegrade notwendig, um ein natürliches Bild zu erzeugen. Selbst
wenn 32 Grade vorgesehen sind, wird bei herkömmlichen Dither-
Verfahren kein natürliches Bild erzeugt.
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Die Dither-Zellen D1 bis D4 sind so angeQrdnet, daß die
Zentren (in Fig. 1 mit "X" markiert) die Ecken eines Rhombus
darstellen. Der Schwerpunkt einer jeden Dither-Zelle ist so
angeordnet, daß er extrem kurz von dem Zentrum der Makro
dieser Zelle (Abstand 2 Pixel) angeordnet ist und dementsprechend
werden sich die kreisförmig angeordneten Dither-Zellen D1 bis
D4 den Eindruck erweckt, als ob sie sehr dicht sind.
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Die Gestalt einer Dither-Zelle weist verschiedene Muster auf,
wie sie in den Fig. 2 bis 9 gezeigt sind. Mit diesen
Anordnungen wird ein natürlicher Eindruck erweckt.
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Fig. 3 zeigt eine etwa rechteckförmige Dither-Zelle mit 11
Pixel. Eine aus vier solchen Zellen bestehende Makrozelle kann
wie in Fig. 10 gezeigt ist, erhalten werden.
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Es ist möglich die Dichten mit 11X4=44 Graden durch die Makro-
Dither- Zelle in Fig. 10 anzugeben.
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Fig.- zeigt eine Kreuz-Dither-Zelle aus 5 Pixel. Eine Makro-
Dither-Zelle mit vier davon ist in Fig. 11 gezeigt. Es ist
möglich 5x4=20 Grad durch die Makro-Dither-Zelle in Fig. 11 zu
erzeugen. Die Dither-Zelle erscheint sehr dicht.
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Das Schwellwertmuster einer jeden Dither-Zelle in einer Makro-
Dither-Zelle wurde anhand der ersten Ausführungsfqrm
beschrieben. Wenn eine Zufallsverteilung für das Schwellwertmuster
gewählt wird, wird ein natürlicheres Bild erhalten.
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Das Erzeugen eines Vergleichsbildes RIM von gleicher Größe wie
das Bild IM, welches verarbeitet werden soll, dessen Pixel die
Zufallszahlen r1, r2, ... tragen. Wenn die Makro-Dither-Zelle
MD auf einen bestimmten Bereich im Bild IM, welches
verarbeitet werden soll, angewendet wird, wird die Zufallszahl eines
jeden Pixel in dem Vergleichsbild gleichzeitig verglichen. Die
Werte von 0 bis 3 werden den Zufallszahlen entsprechend den
Dither-Zellen von D1 bis D4 in der Makro-Dither-Zelle MD
zugewiesen (in Figuren von Fig. 15 bis Fig. 18) . Wenn die
Zufallszahlen "0", "1", "2" und "3" sind, werden die Dither-
Zellen D1, D2, D3 und D4 entsprechend mit "0" bis "3"
bezeichnet.
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In Fig. 12 sind die Pixel der Makro-Dither-Zelle MD durch die
Nummern P1 bis P32 gezeigt. In Fig. 13 ist ein Beispiel von
Zufallszahlen gezeigt, die den Pixel für den Fall entsprechen,
daß die Makro-Dither-Zelle MD am Bild IM, welches verarbeitet
werden soll, angewendet wird. Beispielsweise wird dem Pixel P1
in der obersten Reihe der Makro-Dither-Zelle MD die
Zufallszahl "0" entsprechend dem Pixel in Fig. 13 zugewiesen. Die
Zufallszahl "0" entspricht der Dither-Zelle D1. Die Dither-
Zelle D1 wird am Pixel P1 angewendet. Der Ort des Pixels P1
entspricht dem linken oberen Pixel der Dither-Zelle D1. Der
Schwellwert des Pixels P1 ist "20". Daher wird der Pixel P1
mit dem Schwellwert "20" biniarisiert. auf diese Weise wird
die Verteilung der Pixel in einem Dither-Bild zufällig durch
Veränderung der verwendeten Dither-Zellen erreicht, wodurch
ein natürlicheres Bild entsteht.
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Es ist selbstverständlich möglich, die Zufallszahlen durch
existierende Zufallssequenzen zu erzeugen. Natürlichere
Dither-Bilder können jedoch durch Quantisieren eines
natürlichen Bildes mit hoher Zufallsverläßlichkeit von einer Kamera
zwischen 0 und 3 erhalten werden und dies dann als
Vergleichsbild zu verwenden, da Zufallszahlen oft gewisse Zyklen
aufweisen.
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Da Dichten bei gewissen Verteilungen von Zufallszahlen
abweichen können, können derartige Hindernisse dadurch
verhindert werden, indem die Erzeugungsfrequenz der Zufallszahlen
vermittelt wird. Beispielsweise kann bei dem Vergleichsbild
RIM die Erzeugungsfrequenz der Zufallszahlen dadurch klein
gemacht werden, daß die Zufallszahlen derart verteilt werden,
daß die Zahlen von 0 bis 3 in jedem Bereich der Makro-Dither-
Zelle gering ist. Wenn die Zufallszahl mit der gleichen
Verteilung auf die Makro-Dither-Zelle angewendet wird, um die
Erscheinungsfreguenz der Zufallszahlen auszugleichen, weist
das Dither-Bild zyklische Merkmale auf. Ein derartiger Zyklus
kann verhindert werden, indem die Verteilung der Zufallszahl
entsprechend den Zufallszahlen jeder Makrozelle verändert
wird. Es ist nicht notwendig die Frequenz der Zufallszahlen
Innerhalb einer Makro-Dither-Zelle zu erniedrigen. Die
Erniedrigung kann im Bereich mehrerer Makro-Dither-Zellen
erfolgen.
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Daher ist es möglich, ein Bild durch dichte Punkte in jedem
Teil darzustellen, wobei die Anzahl der Grade von einer Makro-
Dither-Zelle erhöht wird. Das heißt, es ist möglich ein Bild
mit falschen Graupegeln mit der Auflösung darzustellen.
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Natürlichere Bilder mit Graupegeln können realisiert werden,
Indem die Schwellwertreihenfolge einer Dither-Zelle in einer
Makro-Dither-Zelle entsprechend einer Serie von Zufallszahlen
angeordnet wird.
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Im folgenden wird ein Verfahren zum Biniarisieren eines Bildes
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 20 enthält der Fehlerfilter der vorliegenden Erfindung
das Pixel, welches dem zu verarbeitenden Pixel entspricht und
die Pixel davor und danach in einer vorhergehenden Abtastzeile
für den Pixel der verarbeitet wird und den vorhergehenden
Pixel. In Fig. 20 ist der Binärfehler dieser Pixel von e1 bis
e4 entlang der Abtastrichtung gegeben. Der Fehlerfilter gibt
dem Binärfehler von e1 bis e4 auf und die Gewichte w1 bis w4.
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Die Gewichte w1 bis w4 sind nicht stabil sondern ändern sich
entsprechend dem Wert des zu verarbeitenden Pixel. Daher kann,
wenn der Pixelwert fmn ist, das Gewicht w1 bis w4 durch
folgende Formel (6) ausgedrückt werden.
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wi(fmn) (i zwischen 1 bis 4) ... (6)
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Ausgedrückt gemäß einem herkömmlichen Diffusionsverfahren kann
die vorliegende Erfindung durch die Formel (7) bis (9)
ausgedrückt werden.
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mn=fmn + wi (fmn) ... (7)
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gmn=R [ mn-R/2] ... (8)
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emn= mn-gmn ... (9)
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Der Ausdruck in Formel (7) kann für jeden Fehlerfilter
angewendet werden, ohne auf einen bestimmten Wert i festgelegt zu
sein.
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Die Beziehung zwischen dem Gewicht wi (fmn)= 0 und dem
biniarisierten Bild wird im folgenden beschrieben.
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Es wird angenommen, daß wi (fmn)=0 ist, so sind folgende
Gleichungen anwendbar:
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mn=fmn
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gmn= R [fmn-R/2]
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Die obigen zwei Gleichungen entsprechen der Biniarisierung im
engeren Sinne.
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Auf der anderen Seite, wenn angenommen wird, daß wi (fmn) » 0
ist, der Binärfehler in einer Nachbarschaft stark von dem zu
verarbeitenden Pixel beeinflußt. Das bedeutet, der zu
verarbeitende Pixel hat eine Tendenz schwarz zu sein, wenn es sehr
viele weiße Pixel um die biniarisierte Stelle herum gibt. In
einem lokalen Bereich wird eine mittlere Dichteverteilung
erzeugt, ähnlich einer Klettung. Die Verarbeitung ist geeignet,
ein Bild mit weichen Graupegeln auszudrucken.
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Aus obiger Erklärung sollte klar sein, daß die
Charakteristiken eines gesamten Bildes mit hoher Auflösung wiedergegeben
werden können, indem wi(fmn) im Zeichenbereich geschwächt wird
und indem ein Gewicht zu wi(fmn) im Konfigurationsbereich
hinzuaddiert wird. Da das Gewicht entsprechend dem Pixelwert
entschieden wird und es für jeden Pixel geändert werden kann,
sind alle Bereiche weich verbunden.
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Es gibt viele Charakteristiken von wi(fmn). Die
Charakteristiken gemäß den Fig. 21 bis 24 ergeben gute Resultate.
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Fig. 21 zeigt den monotonen Anstieg von w1 bis w4 für fmn. Je
mehr Pixelwerte groß werden, desto höher wird das Gewicht.
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Beispielsweise werden, wenn derartige Charakteristiken
bezüglich der Gewichte einem Bild zugefügt werden, welches einen
Graupegelbereich mit mittlerer Helligkeit und hoher Helligkeit
enthält und das Zeichen mit geringer Helligkeit enthält (z.B.
Schwarz), der Zeichenbereich klar biniarisiert wird und ein
geeigneter Mehrpegelausdruck für den Graupegelbereich
ausgeführt wird.
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In Fig. 22 wird wl bis w4 ein monotoner Anstieg zugewiesen,
wenn fmn kleiner oder gleich als der Helligkeitswert R/2 ist
und es wird ein monoton abfallender Wert zugewiesen, wenn fmn
größer oder gleich dem Helligkeitswert R/2 ist. Dadurch wirkt,
wenn eine klare Biniarisierung ausgeführt wird im Bereich
geringer Helligkeit und im Bereich hoher Helligkeit durchgeführt
und ein Mehrpegelausdurck wird im Graupegelbereich ausgeführt.
Zeichen mit geringer Helligkeit und Hintergrund mit hoher
Helligkeit (z.B. Weiß) wird dadurch klar biniarisiert.
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Herkömmliche monochromatische Darstellung wird selten im
Hintergrundbereich ausgeführt und Dither-Muster entstehen. In
diesem Fall werden nicht nur die Zeichen und die Konstitution
unklar, sondern es steigt auch die Datenmenge des
Hintergrundbereichs extrem an. Somit wird die Kommunikation über Faximile
uneffektiv. Das Ausführen von Biniarsierung im engen Sinn oder
eine entsprechende Verarbeitung wird möglich, um
Hintergrundbereiche monochrom anzuzeigen.
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In Fig. 23, wird w1 bis w4 die Charakteristik einer nach oben
gerichteten konvexen Form zugewiesen, d.h. monoton ansteigend
auf der linken Seite und monoton abnehmend auf der rechten
Seite. Beim Ausführen einer derartigen Charakteristik wird der
Bereich mit Mehrpegel weiter und die Biniarisierung im engeren
Sinn wird nur im Bereich extrem geringer Helligkeit und im
Bereich extrem hoher Helligkeit durchgeführt.
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In Fig. 24 wird den Werten w1 bis w4 Charakteristiken einer
nach unten gerichteten Konkavität nach beiden Seiten und einer
nach oben gerichteten Konvexität im mittleren Bereich
zugeführt, d.h. monoton ansteigend auf der linken Seite und
monoton abfallend auf der rechten Seite. Dieser Glockenverlauf
führt zu einer klaren Biniarisierung im engeren Sinne und zu
einer Glättung im Bereich mit Mehrpegelausdruck.
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Der Fehlerfilter in Fig. 20 ergibt ein gutes Resultat unter
folgenden Bedingungen:
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w1=w2=w3
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1.5w10< w40< 2.5w1
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0.10=< w10< 0.26
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Allgemein ist klar, daß der mittlere Wert ein gutes Ergebnis
ergibt.
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In Fig. 25 wird der Fehlerfilter entsprechend dem
Differenzwert eines Ursprungsbildes eingestellt. Der Differenzwert
tendiert dazu, an den Grenzen des Konfigurationsbereiches groß zu
werden, und tendiert dazu, in dem Graupegelbereich der
Konfiguration im Vergleich zu den Zeichen und zum Hintergrund groß
zu sein. Daher sind die Gewichte entsprechend dem
Differenzwert (d.h. der ersten Ableitung, der zweiten Ableitung,
Laplacian, Sobel operator und andere Differentialoperatoren)
einstellbar.
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Im folgenden wird das Verarbeitungsverfahren mit einem
Schwellwert für das Bild entsprechend der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
erläutert.
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Fig.26 zeigt ein Bildverarbeitungssystem für eine fünfte
Ausführungsform, die einen Speicher 1 zum Aufnehmen des
Ursprungsbildes, einen Speicher 2 und einen Speicher 3 für die
Schwellwertebene und die Ausgabeebene enthält. Der Speicher 1
ist mit dem Vergleicher 4 verbunden, und die Pixeldaten des
Ursprungsbildes werden mit dem Ausgang des Multiplexers 5
verglichen. Der Multiplexer 5 ist mit dem Regi.ster 6 verbunden,
um die Dither-Zelle zu speichern. Jeder Pixel des
Ursprungsbildes und der Dither-Zelle wird bei einer ersten Abtastung
verglichen und das Dither-Bild wird durch einen Vergleich des
Dither mit dem Ursprungbild erzeugt und vom Vergleicher 4
ausgegeben.
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Jeder organisierte Dither kann für dieses Ditherverfahren
angewendet werden. Beispielsweise wird die Verarbeitung der
Fig. 27 durch ein Bayer-Muster von 3x3 erzeugt. Angenommen,
daß die Dichte eines jeden Elements in der Dither-Zelle
zwischen D1 bis D9 liegt, so sind die Dichten entsprechend einer
Spirale verteilt, d.h., die Ordnung ist wie folgt:
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D5=0
-
D8=1
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D7=2
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D4=3
-
D1=4
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D2=5
-
D3=6
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D6=7
-
D7=8
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Die Dither-Zelle wird auf den Bereich, der jeder Dither-Zelle
entspricht, angewendet.
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Wenn die Dichte eines jeden Pixel in den Bereich einer Dither-
Zelle von P1 und P9 liegt, wird Bi einer jeden Pixeldichte wie
folgt berechnet:
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Bi= φ(Pi-Di) ( zwischen 1 bis 9) ... (10)
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Pi> Di T φ (Pi-Di)=1
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Pi=< Di Tφ(Pi-Di) =0
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Wenn P1 bis P9 konstante Dichten angeben, so ist die Anzahl
der schwarzen Pixel und der weißen Pixel in dem Bereich der
Dither-Zelle in dem Dither-Bild, repräsentativ für die Dichte
und die Helligkeit in dem Bereich. Der allgemeine Ausdruck der
Dichte und der Helligkeit ist der repräsentative Pixelwert.
Der repräsentative Pixelwert repräsentiert die mittlere Dichte
oder die Haupthelligkeit in dem Bereich der Dither-Zelle. Es
wird angenommen, daß die mittlere Dichte oder die mittlere
Helligkeit die Bedingung zum Nachweis des Bereiches
reflektiert und ein Bild bei die Lichtbedingungen des gesamten
Bildes als flach und biniarisiert korrigiert wird, wenn der
angenäherte Mittelwert des repräsentativen Pixelwertes der
Schweliwert ist. Der eindimensionale Bereich ist in Fig. 28
gezeigt.
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Bei dem Bildverarbeitungssystem der Fig. 26, wird ein Ausgang
des Komparators 4 dem Schwellwertberechnungsabschnitt 7
eingegeben, indem der Wert des repräsentativen Pixels in den
Bereich der mit jeder Dither-Zelle korrespondiert, berechnet
wird, und sein Mittelwert wird als Schwellwert ausgegeben. Der
Schwellwert wird in der Schwellwertebene 2 registriert als
Schwellwert, der zu allen Pixel in den Dither-Zellenbereich
(3x3, in Fig. 27) korrespondiert. Die obige Verarbeitung wird
in der ersten Abtastung durchgeführt (von der 1/30 sec. bis zu
1/60 sec., üblicherweise).
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In der zweiten Abtastung wird das Ursprungsbild und der
Schwellwert pixelweise aus dem Speicher 1 und Speicher 2
ausgelesen und im Vergleicher 4 verglichen. Durch die
Verarbeitung und Biniarsierung mit dem geeigneten Schwellwert wird
eine Schwellwertverarbeitung einschließlich Shading
durchgeführt.
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Das nach der Schwellwertverarbeitung erhaltene Bild wird in
die Ausgangsebene 3 eingeschrieben. Der Ausgang des
Vergleichers wird selektiv an den Schwellwertberechnungsabschnitt
7 oder die Ausgangs ebene 3 entsprechend der Auswahl durch den
Multiplexer 8 eingegeben.
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Fig. 29 zeigt eine alternative Ausgangsform für die
vorliegende Erfindung. Sie führt die gleiche Verarbeitung durch wie
in Fig. 26 jedoch wird ein Bildverarbeitungssystem mit
breiterer Anwendung verwendet.
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Das Bildverarbeitungssystem der Fig. 29 umfaßt einen Speicher
9 zum Speichern der Dither-Zelle zusätzlich zu den Speichern 1
bis 3 zum Speichern des Originalbildes, der Schwellwertebene
und der Ausgangsebene. Der Speicher 9 wird als Dither-Ebene
verwendet, um die Dither-Zelle für das gesamte Bild zu halten.
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Alle Ausgänge der Speicher von 1 bis 3 und 9 werden einem Paar
von Multiplexern 10 und 11 eingegeben, deren Ausgänge einem
Berechnungsabschnitt 12 zugeführt werden.
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Der Berechnungsabschnitt 12 berechnet den repräsentativen
Pixelwert durch Dither-Verarbeitung und das Ergebnis der
Dither-Verarbeitung der Formel (10). Der Berechnete
Schwellwert wird in der Schwellwertebene 2 gespeichert. Die
Schwellwertebene 2 oder das Ursprungsbild 1 wird durch den
Multiplexer 10 und 11 ausgewählt. Die Schwellwertverarbeitung wird
am Originalbild durch die Berechnung dieser beiden Bilder
ausgeführt.
Das Ergebnis der Schwellwertverarbeitung wird in der
Ausgangsebene 3 gespeichert.
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Auf diesem Wege kann der Bildspeicher für einen anderen Zweck
verwendet werden und sein Einsatzbereich wird größer, indem
die Struktur angewendet wird, bei der die Dither-Zelle in den
Bildspeicher gespeichert wird.
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Es ist möglich, daß Bildverarbeitungssystem in Fig. 29 für
allgemeine Bildverarbeitung zu verwenden, indem der
Berechnungsabschnitt 12 eine oder beide Berechnungen zwischen
Bildern und Faltungsverarbeitung durchführt.