Способ растрового воспроизведения полутоновых оригиналов при электрическом репродуцировании
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
Н 04 М 5/!4
;13, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 338! 894/24-09 (22) 3.01.82 (46) 07.02.87. Бюл. №:> (71) Ленинградский эг>ектротекнический и>>ститут связи им. проф. Ч. А Бонч-!гарус и> >с! (72) 1О. В.. Кузнецов и Г. А. Нии>ииаиидзс (53) 621.397 (088.8) (56) Кузнецов 1О. В., Узилевский В. A. Электронное растрирование в полиграфии. М.:
Книга, 1976, с. 103 — 105.
Авторское свидетельство СССР № 832771, кл. Н 04 N 5/86, 198!. (54) СПОСОБ РАСТРОВОГО ВОСПРОИ.ЗВЕ,>1,ЕНИЯ ПОЛУТОНОВЫХ ОРИГИНАЛОВ !!РИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ РБПРО;1УЦИ РОВА НИИ
„„ЯО„„1288934!
57, 1! ооретение относится к полиграфии. в час1>!ости к технике электронного растрироваиия полутоновых оригиналов. Для
iloBi>II!IcIIèH качества воспроизведения и ри .>искр TIIc>II изменении количества растров>> го>ICI PT) на е I,IIIIIIIIe плошади копии о.>юсительные плошади PT по достижении сигнал!>м! детальности заданного порогового зн;.че!>ия увеличивают (уменьшают) по мере дальней>>>е>о роста (снижения) сигнала де..алш>ости. Относительные площади РТ, устанавг>иваем>>>; !i;l копии по пороговым значениям, меньшим заданного значения, уменьшают (ABC Iaiu!IB;I!or) до равенства относи е,! >>! < >>! I!, Оша 1е!! вводимых (выводимых)
Р! РТ, c I а нов, Ic IIIIhix Ilo Iic>1>oi c>Bhlhi зн<>ч il!>нм, мс>>>н>>им заданного значения. 4 и.l. а
С>
1288934
Изобретение относится к полиграфии, в частности к технике электронного растрирования полутоновых оригиналов, обеспечивающей получение их копий в виде растровых фотоформ или печатных форм в полиграфических скеннерах, электронно-гравироваль5 ных машинах, фотофаксимильных аппаратах и других подобных устройствах.
Цель изобретения — повышение качества воспроизведения, На фиг. 1 представлена структурная 10 электрическая схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — формирование растровых структур; на фиг. 3— растровые изображения участка оригинала, содержагцего контур плавно изменяющегося по его протяженности контраста; на фиг. 4 — эпюры сигналов на выходах анализатора.
Способ растрового воспроизведения полутоновых оригиналов при электрическом репродуцировании, основанный на построчном и поточечном формировании копии из растровых точек, относительную площадь которых изменяют в соответствии с коэффициентом отражения (пропускания) воспроизводимых участков оригинала, при этом количество растровых точек на еди- 25 нице площади копии дискретно изменяют по заданным пороговым значениям, (порогам) сигнала детальности, равного, например, модулю градиента коэффициента отражения, и поддерживают при этом соответствие относительной площади измененного количества растровых точек указанному коэффициенту отражения, при дискретном изменении количества растровых точек на единице площади копии относительные площади растровых точек по достижении сигналом детальности заданного порогового значения увеличивают (уменьшают) по мере дальнейшегo роста (снижения) сигнала детальности, а относительные площади растровых точек, устанавливаемых на копии по пороговым значениям, меньшим заданного 41 значения, уменьшают (увеличивают) до равенства относительных площадей вводимых (выводимых) растровых точек и растровых точек, установленных по пороговым значениям, меньшим заданного значения.
Устройство для реализации способа раст- 45 рового воспроизведения полутонового оригинала при электрическом репродуцировании (фиг. 1) содержит анализатор 1, усилитель 2 записи, блок 3 записи, формирователь 4 импульсных последовательностей, формирователь 5 импульсов синхронизации, формирователь 6 сигнала детальности, и — 1 ограничителей 7, сумматор 8, 2п — 1 ключей 9, и — 1 усилителей О, блок 11 электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), каретку 12, цилиндр 13 с фотоматериалом, 2 (- -), где ф
N-макс.п, счетных триггеров 14 и 15, двухвходовые элементы И 16, трехвходовые элементы И 17 и элементы ИЛИ 18.
Устройство работает следующим образом.
Из входного видеосигнала формирователь 6 формирует одномерный сигнал детальности, т.е. сигнал, учитывающий скорость изменения коэффициента отражения в направлении строчной развертки. Более эффективным данное устройство оказывается при использовании двухмерного (пространственного) сигнала детальности, получаемого путем обработки нескольких отсчетов видеосигнала в пределах некоторой зоны, окружающей воспроизводимый участок изображения. Источниками видеосигнала в этом случае могут служить либо многоэлементное считывающее устройство скеннера, использующее, например, матрицу фотодиодов, либо запоминающее устройство, обеспечивающее параллельный вывод всех указанных отсчетов в формирователь 6, в том числе значения видеосигнала воспроизводимой в данный момент точки на усилитель 2 записи.
С выхода формирователя 6 сигнал детальности (фиг. 4а) поступает на ограничитель 7, уровни ограничения, пороги которых распределены, например, линейно в пределах. динамического диапазона сигнала детальности. На выходе каждого из ограничителей 7 появляется сигнал (сигнал повышения порога) в аналоговой форме, как только его величина превысит соответствующий уровень ограничения (фиг. 4 б-д).
Рассмотрим работу устройства на примере воспроизведения контура с плавно меняющимся по его протяженности контрастом (фиг. За). На фиг. Зб отображен участок указанного оригинала при воспроизведении с постоянным шагом дискретизации. Предположим, что указанный шаг соответствует параметрам импульсной последовательности, поступающей от формирователя 4 с выхода верхнего элемента И 17 2а) . Четкость воспроизведения в этом случае соответствует указанному шагу. При этом граница двух полей аппроксимируется на копии ломаной линией (фиг. 3 б). Предположим, что справа от линии К (фиг. Зг) значения сигнала детальности, вычисляемого на основе сигналов, получаемых от оригинала в пределах зоны, ограниченной отсчетами «43:50», окружающими исследуемый элемент 42 (фиг. Зв) ниже минимального порога. Тогда указанный участок будет воспроизводится с тем же (максимальным) шагом дискретизации. Слева от линии К сигнал детальности превышает свой первый порог и шаг дискретизации увеличивается в области контура скачком в - 2 раз, что соответствует появлению в этой области дополнительных растровых элементов и формированию более плотной структуры (фиг. 2б) . Одновременно, благодаря включению аттенюатора в изестном устройстве, площади всех точек в области контура скачком уменьшаются, в два раза
1288934 щей исходной растровой структуре (фиг. 2а)
Для обеспечения соответствия относительной площади увеличивающегося числа растровых точек коэффициенту отражения воспро- З изводимого участка контура амплитуда импульсов, поступающих на запись через (верхний) ключ 9, уменьшается благодаря алгебраическому сложению их в сумматоре 8 с инвертированным видеосигналом.
Указанный видеосигнал поступает на сумма- 40 тор 8 от инверсного выхода первого из управляемых усилителей. 10 через соответствующий ключ 9, тактируемый той же частотой, что и (верхний) ключ 9. Пределы изменения коэффициента усиления указанного (управляемого) усилителя 10 устанав- 45 ливают таким образом, чтобы при максимальном значении видеосигнала U,„è минимальном значении управляющего сигнала Uynp c
55 для компенсации двукратного увеличения их количества. Аналогично по достижении сигналом детальности второго порога (линия К+1) шаг дискретизации снова увеличивается в Q2 раз, что соответствует введению дополнительных точек с формированием в области контура новой структуры (фиг. 2в) . Ступенчатое изменение режима дискретизации (шага установки и размеров точек) на границах К и К+1, соответствующих пороговым значениям сигнала детальности, вызывает скачки оптической плотности вдоль отображаемого, плавно изменяющего свой контраст контура. Это ведет к некоторому ухудшению качества воспроизведения, снижающему положительный эффект, обусловленный существенным увеличением четкости в известном способе.
Поэтому в изобретении значения сигнала детальности, лежащие между уровнями ограничения первого и второго ограничителей, с выхода первого ограничителя 7 поступают на управляющий вход первого из усилителей 10, регулируя коэффициент усиления входного видеосигнала. С прямого выхода этого усилителя через ключ 9, тактируемый импульсной последовательностью, соответствующей растровой структуры (фиг. 2д), видеосигнал в виде амплитудно-модулированных импульсов поступает на сумматор 8 и далее на блок 3 записи. Через (верхний) ключ 9 на сумматор поступают также амплитудномодулированные импульсы, тактируемые импул ьсной последовательностью, соответствуювыхода первого ограничителя 7 на выходе этого усилителя 10 обеспечивалась амплитуда сигнала, соответствующая минимальной технологически воспроизводимой на копии точке, а при максимальном значении управпяющего сигнала — амплитуда видеосигнала, уменьшенная в два раза. В общем случае пределы изменения коэффициента усиления
i-го (управляемого) усилителя 10 устанавливают из условия
Uрыx= — Umак Uупр/2 .
Усилитель 2 записи содержит 2п — 1 ключей, сумматор 8, и — 1 (управляемых) усилителей 10.
Совокупность управляющих входов ключей 9 образует собой тактовый вход усилителя 2, подключенный к соответствующим выходам формирователя 4 импульсных последовательностей.
Блок 3 записи содержит в качестве модулятора записи блок 11 ЭЛТ к среднему электроду диафрагмирующей линзы которой подключен выход усилителя 2 записи.
Блок 11 ЭЛТ с объективом закреплены на каретке 12, имеющей возможность перемещения вдоль оси цилиндра 13 с закрепленным на нем фотоматериалом. Формирователь 5 импульсов синхронизации выполнен в виде фотоприемников, прозрачного диска, закрепленного на оси цилиндра 13, и освещаемого источника света. Верхний фотоприемник установлен напротив миры диска с числом штрихов, соответствующим максимальной линиатуре растровой копии.
Нижний фотоприемник установлен на радиусе окружности диска, имеющей один штрих. Выходы фотоприемников образуют выход генератора импульсов.
Импульсы растровой частоты с выхода верхнего фотоприемника формирователя 5 поступают на делитель частоты, собранный на триггерах 14 формирователя 4. Таким же образом происходит деление строчной частоты, поступающей от нижнего фотоприемника на вход делителя частоты, собранного на триггерах 15. На каждой ступени деления импульсы растровой и строчной частоты поступают на входы элементов и 17. В результате на объединенных выходах элементов И 17 формируются импульсные последовательности, соответствующие дополнительным растровым точкам, устанавливаемым на фотоматериале при увеличении частоты пространственной дискретизации изображения. Причем временные параметры указанных импульсных последовательностей соответствуют пространственным координатам структур (фиг. 2д,ж) линии, направления расположения растровых точек с минимальным шагом которых совпадают с направлением строчной и кадровой разверток блока 3 записи. Временные параметры этих импульсных последовательностей соответствуют структурам, ориентированным под углом 45 к направлению развертки (фиг. 2 е). Исходная растровая частота, соответствующая самой низкой частоте пространственной дискретизации (фиг. 2а), обеспечивается импульсной последовательностью на выходе верхнего элемента И 17. Импульсные последовательности с выхода элементов ИЛИ 18 соответствуют пространственным структурам (фиг. 2б,в,г), образуемым путем совмегцения структур а и д, б и е, в и ж,.и т. д., как указано стрелками на фиг. 2. С этой целью соответствующие
1 28893:1
30
50 импульсные последовательности попар(„> .:б<ьедипяют через элементы ИЛИ 1ч.
Предположим, что оптич«скан плотность контура в зоне К вЂ” (К+1) il..анно меняется между значениями, cooTB«1 ствующими 0<ы 75%. Растровая точка минимального разряда соответствует белому полю оригинала и принята р<<в>10Й 5%. Слева от линии К (()II!. 3), II ) в непо«р дственной близости Ог 11«(р;I:ì(ðû loIIOëI<èòåëüío вводимых р;1 ",>01>1:>х "0<ск нс превышают 5об, а размерь: ра гровых точек исходной структуры ум пьп>аются и равны 55%. В конце указанной <>с>ласти, справа от линии К+1, дополнит«л<;<о введенные растровые точки и растрозис ->очки исходной структуры устанавлина>от«я из одинаковых условии и при тех же l!ачепиях (>„„„и U)»I будут равны. а относительная площадь каждой из них составит, например, 37,5%. Благодаря плавному изменению у>целы<ого веса дополнительно вводимых растровых точек ступенчатое изм«н«!l!!(ша(.;I;II Когд . зii,;÷åíèÿ сигнала детальности лежа< в ..1>< <елах уровней ограничения второго и третьего ограничителей 7, управляющий сипя.i поступает с выхода второго oi.раиичитсля 7 па управляющий вход второго х (11 !ите 111 l (1, а сиГнал на ВыхОд(, п«рВОГО Ограничителя 7 остается постоянным и равным уровню ограничения второго ограни1 т«ля 7. Си гнал с прямого BI>* .õîäç у каан1(:га усилителя !О через ключ 9, тактиру«мый импульсной последовательностью (<1)и<. 2 с), и сумматор 8 пос-,упает на блок 3 записи для формирования новых дополнительных растровых точек. Одновременно на величину этих растровых точек должны уменьшаться размеры растровых точек, устанавливаемых на копии по тактам, соответствующим структурам, показанным на фиг. 2 а,д. Для этого сигнал инверсного выхода второго из усилителей 10 тактируется на ключе 9 импульсной последовательностьк) (фиг. 2б). Ввиду плавности изменения оптической плотности контура по его протяженности можно считать, что значение видеосигнала вблизи линии К+1 слева и справа от нее приближенно равны и соответствуют относительной площади растровых точек, равной 75%. При появлении управляющего сигнала на выходе третьего ограничителя 7 суммарная относительная площадь растровых точек остается равной этой величине Алгебраическая сумма сигналов на выходах первых двух ключей 9 соответствует 37,5%, сигнал на выходе третьего ключа 9 также соответствует 37,5%. Сигнал на входе пятого ключа 9 для указанной зоны соответствует 5%, однако суммарная относительная площадь растровых точек, устанавливаемых даннь>м уровнем сигнала по структуре (фиг. 2 е), равна 10%, а по структуре (риг. 2е содержит вдвое большее число растровых точек, чем структура типа 2а или 2д . Вычисление этой величины из относительной площади растровых точек, установленных по структурам фиг. 2 а,б, осуществляется благодаря инвертированному сигналу, поступающему на сумматор 8 через четвертый ключ 9, тактируемый импульсной последовательностью, соответствующей структурам фиг. 2 а >ь В результате вычитания величина растровых точек, устанавливаемых в зоне действия данного значения сигнала детальности по структурам фиг. 2 а,д, уменьшится с 37,5 до 32,5%, а суммарная относительная площадь остается равной 75%. Изменение доли относительной пло<цади дополнительно вводимых растровых точек имеет место лишь при постепенном пространственном изменении сигнала детальности, соответствующем «вырождающимся» контурам или контурам с плавно меняющимся по их протяженности контрастом. Для штриховых элементов оригинала (тонких линий, мелких деталей или перепадов плотности с 100%-ным контрастом) п.аг дискретизации и размеры растровых -.очек будут изменяться скачксобра Если значение сигнала детальности (.: (фиг. 4 а, участок Х>-- Х ) превышает порог (и — 1)-го ограничителя 7, fo на выходах всех ограничителей 7, кроме последнеl0, сигналы имеют постоя;<пое и, па >ример, одинаковое значением, равно(уровню ограничения ограничителей > (U>: на фи1. 4 д,г.в), Растровые точки, экспонируемые:110 структурам фиг. 2 а, д, е, ж, имеют одинаковblé размер, определяемый величи<гой видеосигнала. Управляющий сигнал па выходе (и — 1) -го ограничителя 7 принимает при этом значения в пределах 0-. «О» >o L (фиг. 4б). Поэтому растровые точки, устанавливаемые по структуре фиг. 2г, меняют свою площадь не только по величине видеосигнала, но и в соответствии с управляющим сигналом этой шины. Частота пространственной дискретизации изображения или число растровых точек на единице площади, а соответственно и разрешающая способность при этом максимальны. При скачкообразном изменении сигнала детальности (фиг. 4а, участки Х>--Хз, Х.> — Х5) частота установки растровых точек 1288934 и участие дополнительных растровых точек в формировании интегральной оптической плотности на соответствующем участке копии увеличиваются также скачкообразно. На участке X — Хз растровые точки экспонируются по всем временным тактам, поступающим на усилитель 2 от формирователя 4 и воспроизведение изображения аналогично описанному в известном устройстве. На участке Х4 — Хг экспонирование имеет место по структурам фиг. 2а,д,е, что обусловлено наличием управляющих сигналов лишь на выходах первых трех ограничителей 7. Так как на этом участке значение управляющего сигнала на выходе третьего ограничителя 7 не достигает уровня насьпцения U -, то растровые точки, устанавливаемые по структуре фиг. 2 е, меняют свою площадь как по управляюшему сигналу, так и по видеосигналу. Значения модуля пространственного градиента коэффициента отражения могут быть вычислены с использованием отсчетов видеосигнала получаемых от оригинала в пре делах зоны с элементами «43+54» (фиг. 4в), окружающими исследуемый элемент. Тогда детальность воспроизводимого участка и соответствующий ей управляющий сигнал определяются для данного способа, например, суммой модулей разностей соседних отсчетов в пределах указанной зоны, а весовые коэффициенты отсчетов или их разностей в этой сумме — удаленностью отсчетов от центра зоны, т.е. от счета «42». Формула изобретения Способ растрового воспроизведения полутоновых оригиналов при электрическом репродуцировании, основанный на построчном и поточечном формировании копии из растровых точек, относительную площадь которых изменяют в соответствии с коэффициентом отражения воспроизводимых участков оригинала, при этом количество растро1О вых точек на единице площади копии дискретно изменяют по заданным пороговым значениям сигнала детальности и поддерживают при этом соответствие относительной площади измененного количества растровых точек указанному коэффициенту отражения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества воспроизведения, при дискретном изменении количества растровых точек на единице, площади копии относительные площади растровых точек по достижении сигналом детальности заданного порогового значения увеличивают (уменьшают) по мере дальнейшего роста (снижения) сигнала дальности, а относительные площади растровых точек, устанавливаемых на копии по пороговым зна25 чениям, меньшим заданного значения, уменьшают (увеличивают) до равенства относительных площадей вводимых (выводимых) растровых точек и растровых точек, установленных по пороговых значениям, меньшим заданного значения. 1288934 l0O / Ю д 11. и zyГ z ! I r и и Ы! т т г | ! 1T —— ff 1f -1T 1f гл lI — Ш вЂ” д — щ — д — ж — д д 1д E Ш 1ff I 1ff > 1ff g 1ff Ifl Iff IlI 1 (! II1ff Z П7,У щд Ш Ш 1F Щ mz mr mr m i m 1f — Ш вЂ” 1à — ЛТ вЂ” Л вЂ” д — Z Ж г д ш и пут шу тш шт. z ill Ж Я и Ei7| i7 Жйй ЖЖ zmzmzmй image Zm К 1K1lfII > mrmтmzй |! 1f 1f 1I! If — — 1I 1Т Д IF Z lF Z Z If — fff — Д вЂ” 2 -— - д — Я вЂ” Д Фиг. 2 К+ 90% у 70 / б0, ф, (8 е в е е е е в е е в е в е ° в в е е е в в в е е в в е в ®Г® в е е е е в ®® в в ®®®Ф®Ф ®®®®®® Я е е е в в в е sic е е е е е е 1288934 Vn-s Ь -2 5 а Уу Uozp б 2/7 Упгр Гу пгр г 1 гагр д Составитель Г. Росаткевпч Редактор А. Козориз Техред И. Верес Корректор I=. Рошко Заказ 7824/59 Тираж б59 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 4, 5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 1
