Способ растрового воспроизведения полутоновых оригиналов при электрическом репродуцировании

;ЦЕ,(т; з -,афци.астриДля я прц ОЕЗЫХопие женин ового мере уста- знаце- умень- тцоси 1 ЫХ) зце.4 И,1 лФ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Лсцццградский электротехнический институт связи им. проф. Ч. А Бои ц- Б ру 1 и- с(54) СПОСОБ РАСТРОВОГО ВОСП РО:)ВЕДЕНЯ ПОЛУТОНОВЫХ ОРГ- НАЛО В 11 Р ЭЛ ЕКТРЧ ЕСКОМ РЕП РОДУЦ 14 РОВАНО 7100 эетсц 1 ие ОтцОсится к полигр13 ЧДС 1 ОСТИ К ТЕХ НИКС ЭЛЕКТРОННОГОровдцця полутоновых оригиналов.ЛовыПения кацества Воспроизведенидскретцом изменении количества растго:СкРТ) на единице плоецадиОтцосцтсльныс и,1 Оцедди РТ по достисцгнд,цзм летальности заданного порозц; цецця уелццивают (уменьшают) подал ьцейше 1 о ростд (снижения) сигна.гдл 1.ности. Относительные площади РТцавлцваемых цд копии по пороговымццям, меньшим заданного значения,шают (уезслицц 11111 от) до равенства о1 Е. ЬЬ 1 Х Ц,1 ОШД ЕЙ ЕЗЕЗОДИМЫХ (ВЫНОДР 1 РТ, хстдновлсццых цо порогоЕз 11цсц;1 и, мсцьшцм заданного знацсция.Изобретение относится к полиграфии, вчастности к технике электронного растрирования полутоновых оригиналов, обеспечивающей получение их копий в виде растровых фотоформ или печатных форм в полиграфических скеннерах, электронно-гравироваль 5ных машинах, фотофаксимильных аппаратахи других подобных устройствах.Цель изобретения - повышение качества воспроизведения,На фиг. 1 представлена структурная 10электрическая 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; нафиг. 4 - эпюры сигналов на выходах анализатора.Способ растрового воспроизведенияполутоновых оригиналов при электрическом репродуцировании, основанный напострочном и поточечном формированиикопии из растровых точек, относительнуюплощадь которых изменяют в соответствиис коэффициентом отражения (пропускания)воспроизводимых участков оригинала,при этом количество растровых точек на единице площади копии дискретно изменяютпо заданным пороговым значениям, (порогам) сигнала детальности, равного, например, модулю градиента коэффициента отражения, и поддерживают при этом соответствие относительной площади измененногоколичества растровых тоцек указанному коэффициенту отражения, при дискретном изменении количества растровых точек на единице площади копии относительные площадирастровых тоцек по достижении сигналом детальности заданного порогового значенияувеличивают (уменьшают) по мере дальнейшего роста (снижения) сигнала детальности, а относительные плошади растровыхточек, устанавливаемых на копии по пороговым значениям, меньшим заданного 4 Ознацения, уменьшают (увеличивают) до равенства относительных площадей вводимых(выводимых) растровых точек и растровыхточек, установленных по пороговым значениям, меньшим заданного значения.Устройство для реализации способа растрового 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 - 1ограничителей 7, сумматор 8, 2 п - 1 ключей 9, и - 1 усилителей О, блок 11 электронно-луцевой трубки (ЭЛТ), каретку 12,цилиндр 13 с фотоматериалом, 2, где3 ГМ-макс,п, счетных триггеров 14 и 15, двухвходовые элементы И 16, трехвходовые элементы И 17 и элементы ИЛИ 18. Устройство работает следуюшим 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, используюшее, 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. 4 а) 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 (фиг. 2 а). 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, цто соответствует появлению в этой области дополнительных растровых элементов и формированию более плотной структуры (фиг. 2 б). Одновременно, благодаря включению аттенюатора в изестном устройстве, плошади всех точек в области контура скачком уменьшаются, в два разащей исходной растровой структуре (фиг. 2 а) 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 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 ливают таким образом, чтобы при максимальном значении видеосигнала 1.1,и,и минимальном значении управляющего сигнала 11 упр с 50 для компенсации двукратного увеличения их количества. Аналогично по достижении сигналом детальности второго порога (линия К+1) шаг дискретизации снова увеличивается в /2 раз, что соответствует введению дополнительных точек с формированием в области контура новой структуры (фиг. 2 в). 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 ограничителяпоступают 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. 2 д), видеосигнал в виде амплитудно-модулированных импульсов поступает на сумматор 8 и далее на блок 3 записи. Через (верхний) ключ 9 на сумматор поступают также амплитудно- модулированные импульсы, тактируемые импул ьсной последовательностью, соответствуювыхода первого ограничителяна 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 1-го (управляемого) усилителя 1 О устанавливают из условия11 иых= - 13 так 11 упр/2 . 10 15 20 25 30 Усилитель 2 записи содержит 2 п - 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 фото- приемник установлен напротив миры дис. ка 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. 2 д,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. 2 а), обеспечивается импульсной последовательностью на выходе верхнего элемента И 17.Импульсные последовательности с выхода элементов ИЛИ 8 соответствуют пространственным структурам (фиг. 2 б,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 соответствующие10 15 20 25 30 35 40 45 50 импульсные последовательности попар 1 ь 11;ъедицяют через элементы ИЛИ 18Предположим, что оптическая плотность контура в зоне К в (К+ 1) цавно меняется между значениями, соотвс 1 ствующими от Носительным размерам растровых точек 60 - 75%. Растровая точка минимального разряда соответствует белому полю оригинала и принята р 1 ьцой 5%. Слева от линии К(фиг. 3), 1 г ц цепосрдственцой близости Ог 11 ес р;1;мерь доцлцительно вводимых рц ",111 ць 1 х т 1 ск нс превышают 5 Г, а размерь: ре 1 трс 1 вь 1 х точек исходной структуры умецьц 1 аются и равны 55%. В конце указанцой Области, справа от линии К+1, дополнител Но введенные растровые точки и растрозыс гочки исходной структуры устанавлицасотся из одинаковых условии и при тех же ;1:ачеццях 1.; ибудут равны. а относительная плоцгадь каждой из них составит, например, 3,5%. Благодаря плавному изменению удельного веса дополнительно вво. дцмых растровых точек ступенчатое измен:цце ша 1 а дискретизации оказывается це. з;1, сп 1 ым. а исВже 11 ия, присущие извес- по", у способу, о гсутствуют.Когд. зц,1 чения сигнала летальности лежа в )ц делах уровней ограничения второго и трс" ьего ограничителей 7, управляющий сип 1 ал поступает с выхола второго орапичитсля 7 ца управляющий вход второго хсилтел 5 1 О, а сигнал на Выходе перВОГО ограничителя 7 остается постоянным и равным уровню ограничения второго огранич 1.теля 7. Сигнал с прямого выхода указанга усилителя0 через ключ 9, тактируемый импульсной последовательностью (фи. 2 с), и сумматор 8 поступает 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. 2 б).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 дацнь 1 м уровнем сигнала по структуре (фиг. 2 е), равна 10%, а по структуре риг. 2 е содержит вдвое большее число растровых точек, чем структура типа 2 а или 2 д . 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 л. 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 1 цади дополнительно вводимых растровых точек имеет место лишь пои постепецном пространственном изменении сигнала летальности, 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) иВг лискретиза. ции и размеры растровых -,очек будут изменяться скацксобразцо, Обеценвая соответствующее увеличение четкости коппи. В то же время при воспроизведении учас 1- ков оригинала, лля которых амплитуда сигнала детал ьц ости кол Облете 1 в цез ц ач и- ТЕЛЬНЫХ ПРЕДЕЛаХ ОТЦСИТО;ЬНО С 1 ЦОГО ИЗ установленцьгх порох 1 в. с:р; ьтхрць 11 измецеци 51 ,11 умь 1) незцачительпы, так как Они моГут Вызываться лиць па" повь ми то 1 к ми минимального размера с с 1 тцг 1 си 1 ел 111 ОЙ и;:- щадью, це превышаюгцсй 5%.Если значение сип 1 ала летальности (фиг, 4 а, участок Хц- Х ) превышает порог (и - 1)-го ограничителя 7, то на выхо. дах всех ограничителей 7, кроме последнего, сигналы имеют постоя 1 цое ц, пап г 11 мер, одинаковое значением, равцос уровню ограничения ограничителей 7 (11:т ца фи 1. 4 д,г,в), Растровые точки, экспонируемые:1 О структурам фиг. 2 а, д, е, ж, имеют одинаковый размер, определяемый величиНой видеосигнала. Управляющий сигнал ца выходе (и - 1) -го ограничителя 7 принимает при этом значения в пределах О-. О до (фиг. 4 б). Поэтому растровые точки, устанавливаемые по структуре фиг. 2 г, 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. 4 а, участки ХХ, Х 4 - Хз) частота установки растровых точек(риг. и участие дополнительных растровых точек в формировании интегральной оптической плотности на соответствующем участке копии увеличиваются также скачкообразно. На участке Х - 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 Х 4 - Х 5 экспонирование имеет место по структурам фиг. 2 а,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 П -, то растровые точки, устанавливаемые по структуре фиг. 2 е, меняют свою площадь как по управляющему 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. 4 в), 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 от. счетов от центра зоны, т.е. от счета 42. 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 растро 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 зна чениям, меньшим заданного значения, уменьшают (увеличивают) до равенства относительных площадей вводимых (выводимых) растровых точек и растровых точек, установленных по пороговых значениям, меньшим заданного значения.)Я Ж 3 Е ИЖ Б, к - ш - д - ы - д - я - д 90 о дГ Гт хи и йт т гГ --ы ю -и дд - й - д - ш - д - ш - д ш д ш шд 12 Ш.7 Щт щд Ш Й 2 Г ЩфШ 1 .Д - Щ - 1 Д р- Ш - Г - Б - Л - Р - УЖгд - ш - и - пут - шуштшшт.тК Ж Яй ЖЖ - Ж Жйй ЖЖашд шлдуд1288934 гагр гр пгр гр витель Г. Росатке ерес КорПо з по лезам изобрс ушская наб д.1 ятпе, г. Ужгород. угь Проектная, 4 Соста Редактор А. Козориз Техред И. В Заказ 7824/59 Тираж 559 НИИПИ Государственного комитета ССС13035, Москва, Ж - 35, Ра Производственно-полиграфическое предпр впчректор Е. Рошкочппсноссний н открытий