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DE69620969T2 - Bilderstellungssystem und verfahren zur generierung stochastischer regelfelder - Google Patents

Bilderstellungssystem und verfahren zur generierung stochastischer regelfelder

Info

Publication number
DE69620969T2
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
stochastic
pattern
error map
stochastic pattern
generating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69620969T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69620969D1 (de
Inventor
W. Kolpatzik
E. Thornton
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intellectual Ventures I LLC
Original Assignee
Polaroid Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polaroid Corp filed Critical Polaroid Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE69620969D1 publication Critical patent/DE69620969D1/de
Publication of DE69620969T2 publication Critical patent/DE69620969T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40—Picture signal circuits
    • H04N1/405—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels
    • H04N1/4051—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40—Picture signal circuits
    • H04N1/403—Discrimination between the two tones in the picture signal of a two-tone original

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
  • Color, Gradation (AREA)

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf das Gebiet der Verarbeitung und der Wiedergabe digitaler Bilder und insbesondere auf Systeme und Verfahren zum Erzeugen stochastischer Schwellenmatrizen zur Verwendung bei der Erzeugung von Diskretton-Bilddaten, wie z. B. Halbton- Bilddaten, als Reaktion auf Kontinuierlichton-Bilddaten.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Das Patent US 5,214,517 beschreibt ein bekanntes Verfahren, das ein digitales Halbton-Hild erzeugt, indem ein Binärbit- Bildmuster mit einem minimalen visuellen Rauschen für jede Dichtestufe in dem Bild bereitgestellt wird. Die binären Bitmuster werden auf eine solche Weise korreliert, die das aus den Übergängen zwischen den Mustern resultierende visuelle Rauschen verringert. Die Muster werden durch die Bildelement-Dichte und den x-y-Ort adressiert, um ein Halbtonbild zu erzeugen. Die Muster werden erzeugt, indem man ein stochastisches Minimierungsverfahren mit einer Zwangsbedingung verwendet, um eine Korrelation zwischen den Mustern zu gewährleisten.
  • Dieses und mehrere weitere Verfahren wurden entwickelt für die Wiedergabe von Kontinuierlichton-Bildern, die durch Bilddaten wiedergegeben werden, bei denen Werte von Bildelementen ("Pixeln") Werte zwischen z. B. schwarz und weiß annehmen können, wobei Diskretton-Medien oder Anzeigevorrichtungen verwendet werden, bei denen wiedergegebene Pixel nur zwei oder einige wenige Pixelwerte, wie z. B. schwarz und weiss, annehmen können. Im allgemeinen versuchen die Verfahren für verschiedene Bereiche der Kontinuierlichton-Bilder, die z. B. eine spezielle Graustufe (das heisst, einen "Ton") darstellen, eine Kombination aus schwarzen und weissen Pixeln in dem wiedergegebenen Bild zu erzeugen, die für das Auge so erscheint, dass sie die entsprechende Graustufe hat. Ein Bereich des Kontinuierlichton-Bildes, der zu 50% grau ist oder auf halbem Wege zwischen schwarz und weiss liegt, würde z. B. durch einen Diskretton-Bereich dargestellt, in welchem eine Hälfte der Pixel weiss wäre und die andere Hälfte schwarz wäre. Für ein Farbbild wird im allgemeinen jede Farbe gesondert verarbeitet, so dass Pixelwerte, welche die Intensität z. B. für Rot, Grün und Blau ("RGB"), Zyan, Magenta und Gelb ("CMY") oder Zyan, Magenta, Gelb und Schwarz ("CMYK") für die Pixel in einem Bild unabhängig erzeugt würden.
  • Bei einem Wiedergabeverfahren, das als "Fehlerdiffusion" bezeichnet wird, werden die Kontinuierlichton-Bilddaten speziell für Pixel verarbeitet, und Diskretton-Pixeldaten werden für jedes Pixel erzeugt. Fehlerdiffusionssysteme verarbeiten die Bilddaten im allgemeinen, indem eine Abtastung quer über sukzessive Linien in dem Bild durchgeführt wird, indem man z. B. im allgemeinen von der linken oberen Ecke des Bildes beginnt. Beim Erzeugen von Pixeldaten für das erste Pixel erzeugt ein Fehlerdiffusionssystem einen Diskretton-Pixelwert als Reaktion auf den Kontinuierlichton-Pixelwert für das Pixel auf der Grundlage eines ausgewählten Schwellenwerts. Wenn z. B. der Kontinuierlichton-Pixelwert durch numerische Werte zwischen Null (zur Darstellung von Schwarz) und 255 (zur Darstellung von Weiss) dargestellt wird, wird der Diskretton-Pixelwert (entweder Null für Schwarz oder 255 für Weiss) auf der Grundlage bestimmt, ob er oberhalb oder unterhalb des Schwellenwerts liegt, der im allgemeinen so ausgewählt wird, dass er mitten im Bereich der Werte liegt, den die Kontinuierlichton-Pixeldaten annehmen können. Beim Erzeugen eines Werts für das zweite Pixel erzeugt das Fehlerdiffusionssystem auch einen Diskretton-Pixelwert als Reaktion auf den Schwellenwert, doch anstatt nur den Kontinuierlichton-Pixelwert des Pixels zu verwenden, erzeugt es einen eingestellten bzw. angepassten Kontinuierlichton-Pixelwert, welcher der Summe seines Kontinuierlichton-Pixelwerts und der Differenz zwischen dem für das erste Pixel erzeugten Diskretton-Pixelwert und dem Kontinuierlichton-Pixelwert des ersten Pixels (das heisst, dem "Fehler") entspricht, wobei der Fehler gemäss einer ausgewählten Gewichtungsfunktion gewichtet wird. Das heisst er wird dann mit dem Schwellenwert verglichen, und es wird ein Diskretton-Pixelwert als Reaktion darauf erzeugt. Diese Operation wird für jedes Pixel quer über die erste Linie und quer über jedes Pixel der sukzessiven Linien wiederholt, wobei ein fehlerangepasster Kontinuierlichton- Pixelwert für jedes Pixel erzeugt wird, wobei die Fehler verwendet werden, die für zuvor verarbeitete Pixel erzeugt wurden, die bezüglich einer Gewichtungsfunktion aufgenommen wurden. Der wesentliche Punkt dieses Verfahrens besteht darin, dass die Fehler, die im allgemeinen zu der Differenz zwischen der Luminanz in Beziehung stehen, die durch die Diskretton-Bilddaten und die Kontinuierlichton-Bilddaten für entsprechend positionierte Pixel dargestellt wird, durch das Diskretton-Bild hindurch von der oberen linken Ecke des Bildes nach rechts und nach unten durch das Bild hindurch diffundiert werden, wobei der Diffusionsgrad zu der ausgewählten Gewichtungsfunktion in Beziehung steht. Während die durch den Diskretton-Pixelwert für irgendein spezielles Pixel dargestellte Luminanz sich von dem Kontinuierlichton-Pixelpegel für ein gegebenes Pixel beachtlich unterscheiden kann, neigen über eine Gruppe von Pixeln hinweg die Fehler dazu, sich auszugleichen, so dass das Kontinuierlichton-Bild in seiner Wahrnehmung ähnlich wie das Kontinuierlichton-Bild ist.
  • Das Fehlerdiffusionsverfahren erzeugt zwar im allgemeinen genaue und zufriedenstellende wiedergegebene Bilder, doch zeigt sich, dass ein beachtlicher Aufwand an Verarbeitung notwendig ist, um Diskretton-Bilddaten für ein Bild zu erzeugen. Um den notwendigen Verarbeitungsaufwand zu verringern, wurde ein anderes Verfahren entwickelt, das als "Stochastikschirm-Verfahren" bezeichnet wird. In einem System, das gemäss dem Stochastikschirm-Verfahren arbeitet, wird eine stochastische Schwellenmatrix erzeugt, welche Matrixelemente hat, die mit einer ausgewählten Anzahl von Zeilen und Spalten organisiert sind. Jedes Matrixelement der stochastischen Schwellenmatrix ist ein Schwellenwert. Beim Erzeugen der Diskretton-Bildwerte wird die Stochastik- Schwellenmatrix im wesentlichen für den Kontinuierlichton- Pixelwerten geschuppt, und die Diskretton-Pixelwerte werden erzeugt als Reaktion auf einen Vergleich zwischen Kontinuierlichton-Pixelwerten für die Pixel und Schwellenwerten entsprechend positionierter Stochastik- Schwellenmatrix-Elemente. Die stochastische Schwellenmatrix wird aus einem optimierten Muster erzeugt, das wiederum aus einem Saatmuster erzeugt wird, das eine Matrix aufweist, in welcher den verschiedenen Matrixelementen anfänglich nach dem Zufallsprinzip binäre Werte zugeordnet werden. Das Saatmuster wird verarbeitet, um ausgewählte Verteilungskenngrössen zu erzeugen, wobei die stochastische Schwellenmatrix erzeugt wird, nachdem die Verteilungskenngrössen erzielt worden sind. Typischerweise können die optimierten Muster und die zugeordneten stochastischen Schwellenmatrizen vorab vor dem Verarbeiten der Bilddaten erzeugt werden, da sie normalerweise nicht von den Kontinuierlichton-Bilddaten für ein spezielles Bild abhängig sind. Da die Kontinuierlichton-Bildwerte für das Kontinuierlichton-Bild als Pixel für jedes Matrixelement mit den Matrixelementen der geschuppten stochastischen Schwellenmatrix verglichen werden, und nicht von der Verarbeitung in Verbindung mit benachbarten Pixeln abhängen, kann die Verarbeitung der Pixel parallel erfolgen, wodurch die Geschwindigkeit der Verarbeitung des gesamten Bildes beschleunigt werden kann.
  • Systeme, die gemäss den Fehlerdiffusionsverfahren und den stochastischen Siebverfahren bzw. Schirmverfahren arbeiten, können im allgemeinen zufriedenstellende Diskretton-Bilder erzeugen, doch können sie auch verschiedene Probleme aufweisen. Das primäre Problem besteht darin, dass sie dazu neigen, ungewünschte Artefakte, wie z. B. Richtungsstrukturen, in dem Diskretton-Bild zu erzeugen, die in dem Kontinuierlichton-Bild nicht vorhanden sind. Insbesondere in Verbindung mit Fehlerdiffusionssystemen sind diese Artefakte üblicherweise in Abschnitten eines Bildes vorhanden, die eine konstante oder eine sich nur langsam verändernde Luminanz haben. Bei Stochastikschirm- Systemen können die Artefakte dazu neigen, als regelmässige Strukturen zu erscheinen, die den Orten entsprechen, an denen die Ränder der geschuppten Stochastik- Schwellenmatrizen über dem Bild geschuppt wurden. Insbesondere in Verbindung mit Fehlerdiffusionssystemen neigen die Systeme zu einer Verschärfung abrupter Ränder in einer ungewünschten unidirektionalen Art.
  • Es gibt einige andere Probleme, die speziell in Verbindung mit wiedergegebenen Bildern auftreten können, die erzeugt werden unter Verwendung von Systemen, die gemäss der stochastischen Schirmverfahren bzw. Siebverfahren arbeiten. Beim Wiedergeben eines Diskretton-Bildes, bei dem z. B. zwei Diskretton-Bildwerte vorliegen, wird jedes Pixel wiedergegeben, indem auf einem Aufzeichnungsmedium wie nach seinem Diskretton-Bildwert ein Punkt erzeugt wird oder nicht. Wenn die Schwellenwerte in den in derartigen Systemen verwendeten Stochastik-Schwellenmatrizen so verteilt sind, dass Anhäufungen relativ grosser Ansammlungen von Punkten eines spezifischen Diskretton- Wertes erzeugt werden insbesondere für Bereiche in einem Bild, das eine konstante oder eine nur langsam verändernde Luminanz hat, so ergibt sich, dass das Diskretton-Bild relativ körnig ist, da derartige Ansammlungen gleichförmig gewerteter Pixel visuell wahrnehmbar sein können.
  • Wenn andererseits die Schwellenwerte verteilt sind, um die Körnigkeit zu minimieren, indem die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, dass einzelne oder höchstens kleine Ansammlungen von Punkten erzeugt werden, kann das Diskretton-Bild einen ungewünschten Effekt aufweisen, der hier als "Sprenkel" bezeichnet wird. Insbesondere für Bereiche eines Kontinuierlichton-Bildes mit einer konstanten oder beinahe konstanten Luminanz erscheint der Sprenkel als eine niederfrequente Veränderung der Dichte über einem Bereich eines wiedergegebenen Bildes, für den eine gleichförmige Wiedergabe beabsichtigt ist. Dies kann z. B. aus Veränderungen im Prozess herstammen, in welchem das Diskretton-Bild wiedergegeben wird, was zu Veränderungen der Grössen der Punkte führt, die an unterschiedlichen Abschnitten des Mediums wiedergegeben werden. Änderungen des Verhältnisses des durch Punkte bedeckten Wiedergabemediums zu dem durch Punkte nicht bedeckten, Wiedergabemediums in unterschiedlichen Bereichen eines Bildes, für den die Luminanz konstant sein sollte, kann effektiv die Luminanz des Bereichs, wie er durch einen Beobachter wahrgenommen wird, verändern. Signifikante Veränderungen der Grössen der Punkte können bei einzelnen und kleinen Anhäufungen von Punkten eines Diskretton-Bildes so wirken, dass sie die durch das Auge wahrgenommene Luminanz verändern, da signifikante Veränderungen der Punktgrösse für eine Anzahl dispergierter Punkte, wie zwischen unterschiedlichen Abschnitten eines Bereichs, das relative Verhältnis des Mediums, das durch Punkte bedeckt ist, zu dem Ausmass des Mediums, das durch Punkte nicht bedeckt ist, wie bei den Bereichen, signifikant verändern kann. Dies erscheint als Sprenkel.
  • Während Änderungen der Punktgrösse auch für relativ grosse Anhäufungen von Punkten auftreten, da die Punkte in derartigen Anhäufungen überlappen würden, würden nur die Änderungen der Punktgrösse für die Punkte am Rand der Anhäufungen zu Änderungen der Anhäufungsgrösse führen, so dass die Veränderung des Anteils des durch Punkte bedeckten Mediums zu dem durch Punkte nicht bedeckten Anteil nicht signifikant wäre. Das Bereitstellen von Stochastik- Schwellenmatrizen, bei denen eine Anhäufung der Punkte in relativ grossen Anhäufungen wahrscheinlich ist, kann daher zu einer Verringerung des Sprenkels führen, doch wie oben erwähnt, kann sie die Wahrscheinlichkeit der Körnigkeit in dem wiedergegebenen Bild erhöhen.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung stellt ein neues und verbessertes Bildwiedergabesystem bereit mit einem neuen System und Verfahren zum Erzeugen stochastischer Schwellenmatrizen zur Verwendung beim Wiedergeben von Bildern.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Probleme des Stands der Technik zu lösen, und insbesondere ungewünschte Artefakte, wie z. B. Sprenkel und Körnigkeit, in wiedergegebenen Bilder zu verringern.
  • Diese Aufgabe wird durch das Bildwiedergabesystem der Ansprüche 1 oder 2 sowie durch das Verfahren der Ansprüche 18 oder 19 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen erwähnt.
  • Hiermit stellt die Erfindung gemäss einem Gesichtspunkt ein Bildwiedergabesystem bereit, um Diskretton-Bilddaten als Reaktion auf Kontinuierlichton-Bilddaten für die Wiedergabe mittels einer Wiedergabevorrichtung zu erzeugen. Das Wiedergabesystem enthält eine Stochastik-Schwellenmatrix- Bibliothek und einen Bilddaten-Verarbeitungsabschnitt. Die Stochastik-Schwellenmatrix-Bibliothek speichert eine Vielzahl stochastischer Schwellenmatrizen, wobei jede stochastische Schwellenmatrix als Reaktion auf ein individuell erzeugtes optimiertes Muster erzeugt wird, jedes optimierte Muster optimiert wird, um eine vorbestimmte Korn/Sprenkel-Abwägungsbedingung widerzuspiegeln, und ausserdem optimiert wird, so dass jeder stochastische Schirm bzw. jedes stochastische Sieb bei einer Schuppung mit sich selbst optimale visuelle Wirkungskenngrössen hat. Der Bilddaten- Verarbeitungsabschnitt verarbeitet die Kontinuierlichton- Bilddaten in Bezug auf stochastische Schwellenmatrizen, die von der Bibliothek gewonnen werden. Der Bilddaten- Verarbeitungsabschnitt entnimmt die stochastische Schwellenmatrix für eine der vorbestimmten Korn/Sprenkel- Abwägungsbedingungen aus den Stochastik-Schwellenmatrix- Speichern, führt eine Schuppung der entnommenen stochastischen Schwellenmatrix über die Kontinuierlichton- Bilddaten durch und erzeugt die Diskretton-Bilddaten als Reaktion auf ein entsprechend positioniertes Pixel der Kontinuierlichton-Bilddaten und der Schwellenwerte der geschuppten stochastischen Schwellenmatrix.
  • Gemäss einem weiteren Gesichtspunkt stellt die Erfindung ein Bildwiedergabesystem bereit zum Erzeugen von Diskretton-Bilddaten als Reaktion auf Kontinuierlichton- Bilddaten für die Wiedergabe mittels einer Wiedergabevorrichtung, wobei das Bildwiedergabesystem eine Stochastik-Schwellenmatrix-Bibliothek und einen Bildverarbeitungsabschnitt aufweist. Die Bibliothek enthält eine Vielzahl stochastischer Schwellenmatrizen, die jeweils als Reaktion auf ein individuell erzeugtes optimiertes Muster erzeugt werden, wobei die optimierten Muster so optimiert werden, dass sie eine optimale visuelle Schuppung haben, wenn sie miteinander geschuppt werden. Der Bilddaten-Verarbeitungsabschnitt verarbeitet die Kontinuierlichton-Bilddaten in Bezug auf stochastische Schwellenmatrizen. Der Bilddaten-Verarbeitungsabschnitt entnimmt auf Zufallsbasis die stochastischen Schwellenmatrizen, führt eine Schuppung der entnommenen stochastischen Schwellenmatrizen auf Zufallsbasis über die Kontinuierlichton-Bilddaten durch und erzeugt die Diskretton-Bilddaten als Reaktion auf entsprechend positionierte Pixel der Kontinuierlichton-Bilddaten und der Schwellenwerte der geschuppten stochastischen Schwellenmatrizen.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Die Erfindung wird insbesondere in den beigefügten Ansprüchen hervorgehoben. Die oben genannten sowie weitere Vorteile der Erfindung lassen sich durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung anhand der begleitenden Zeichnung besser verstehen, wobei:
  • Fig. 1 ein veranschaulichendes Rechnersystem ist, das ein erfindungsgemäss aufgebautes Bildwiedergabesystem enthält;
  • Fig. 2 ein funktionelles Blockdiagramm eines erfindungsgemäss aufgebauten Bildwiedergabesystems ist;
  • Fig. 3 ein funktionelles Blockdiagramm eines Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystems ist, das in dem in Fig. 2 beschriebenen Bildwiedergabesystem verwendet wird;
  • Fig. 4 und 5 Diagramme sind, wie stochastische Muster veranschaulichen, die in Verbindung mit dem Verständnis der Funktionsweise des in Fig. 3 beschriebenen Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystems nützlich sind;
  • Fig. 6 ein funktionelles Blockdiagramm eines Verbund- Fehlerkarten-Generators ist, der in dem in Fig. 3 beschriebenen Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem verwendet wird;
  • Fig. 7 ein Flussdiagramm ist, welches die allgemeinen Operationen beschreibt, die durch das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem in Verbindung mit der Erzeugung stochastischer Schwellenmatrizen gemäss der Erfindung durchgeführt werden, die in dem in Fig. 2 beschriebenen Bildwiedergabesystem nützlich sind;
  • Fig. 8A bis 8E zusammen ein Flussdiagramm aufweisen, welches die ausführlichen Operationen beschreibt, die durch das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem in Verbindung mit der Erzeugung eines anfänglichen Musters und einer stochastischen Schwellenmatrix als Reaktion darauf durchgeführt werden; und
  • Fig. 9A bis 9E zusammen ein Flussdiagramm aufweisen, welches die ausführlichen Operationen beschreibt, die durch das Stochastikschirm-Erzeugungssystem bzw. das Stochastiksieb-Erzeugungssystem in Verbindung mit der Erzeugung nachfolgender Muster und stochastischer Schwellenmatrizen durchgeführt werden.
    • Ausführliche Beschreibung eines veranschaulichenden Ausführungsbeispiels
  • Fig. 1 ist eine Darstellung eines Rechnersystems 10 mit einem Bildwiedergabesystem 20 (Fig. 2), das gemäss der Erfindung aufgebaut ist. Wie man in Fig. 1 sieht, enthält das Rechnersystem 10 in einem Ausführungsbeispiel einen Rechner 11, eine oder mehrere Bilderfassungsvorrichtungen, die durch eine Kamera 12A und einen 35-mm-Diapositiv- Abtaster 12B (im allgemeinen durch die Bezugsziffer 12 gekennzeichnet) dargestellt wird, zum Erfassen eines Bildes und dessen Umwandlung in digitale Kontinuierlichton- Bilddaten, sowie eine oder mehrere Bildwiedergabevorrichtungen, die durch einen Drucker 13A und einen Raster-Bildprozessor 13B (im allgemeinen durch die Bezugsziffer 13 gekennzeichnet) dargestellt wird, zum Erzeugen eines Ausgabebildes. Der Rechner 10, der in einem Ausführungsbeispiel ein digitaler Allzweckrechner mit gespeichertem Programm ist und der das Bildwiedergabesystem 20 aufgreift, empfängt die digitalen Kontinuierlichton- Bilddaten und verarbeitet sie in Bezug auf die stochastischen Schwellenmatrizen, wie weiter unten in Verbindung mit Fig. 2 bis 9E beschrieben wird, um digitale Diskretton-Bilddaten für die Wiedergabe durch beispielsweise eine Bildwiedergabevorrichtung 13 zu erzeugen.
  • Herkömmlicherweise enthält der Rechner 10 ein Prozessormodul 14 und Bediener-Schnittstellenelemente mit Bediener-Eingabekomponenten, wie z. B. einer Tastatur 15A und/oder einer Maus 15H (allgemein durch die Bezugsziffer 15 gekennzeichnet) und Bediener-Ausgabeelementen, wie z. B. eine Video-Anzeigevorrichtung 16. Das Prozessormodul 14 enthält z. B. einen Prozessor, der einen Speicher und Massen-Speichervorrichtungen, wie z. B. Scheiben- und/oder Band-Speicherelemente (nicht gesondert gezeigt), die Verarbeitungs- und Speicheroperationen in Verbindung mit den ihnen zugeführten digitalen Daten durchführen. Beim Betrieb in Übereinstimmung mit dem Bildwiedergabesystem 20 verarbeitet das Rechnersystem 10 im allgemeinen gewisse Programme, die es in die Lage versetzen, ausgewählte Operationen durchzuführen, wie weiter unten in Verbindung mit Fig. 2 bis 9E beschrieben werden. Die Bediener- Eingabeelemente 15 sind vorgesehen, um einem Bediener das Eingeben von Informationen für die Verarbeitung einschliesslich Informationen zum Steuern der Bildverarbeitungs-Operationen zu ermöglichen. Die Video- Anzeigevorrichtung 16 ist vorgesehen, um dem Bediener Ausgabeinformationen zu zeigen, wie z. B. Information, die gewisse Auswahlen identifiziert, die der Bediener in Verbindung mit der Verarbeitung der Bilddaten treffen kann. Obwohl das gezeigte Rechnersystem spezielle Komponenten, wie z. B. die Tastatur und die Maus, zum Empfang von Eingabeinformationen von einem Bediener sowie eine Video- Anzeigevorrichtung zum Anzeigen von Ausgabeinformationen an den Bediener aufweist, erkennt man, dass das Rechnersystem 10 eine Vielzahl von Komponenten zusätzlich zu oder anstelle der in Fig. 1 beschriebenen enthalten kann.
  • Obwohl das in dem einen Ausführungsbeispiel beschriebene Rechnersystem 10 Kontinuierlichton-Bilddaten von speziellen Arten von Bilderfassungsvorrichtungen 12 empfängt, wie z. B. der Kamera 12A und einem 35-mm-Abtaster 12B, und spezielle Arten von Bildwiedergabevorrichtungen 13, wie z. B. einen Drucker 13A und einen Raster-Bildprozessor 13D, enthält, erkennt man, dass zahlreiche andere Arten von Bilderfassungsvorrichtungen 12 und Bildwiedergabevorrichtungen 13 in Verbindung mit dem Rechnersystem 10 verwendet werden können.
  • Obwohl ein beschriebenes Ausführungsbeispiel des Bildwiedergabesystems 20 Elemente eines Allzweck- Rechnersystems 10 mit gespeichertem Programm aufweist, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass das Bildwiedergabesystem 20 alternativ Spezialzweck-Hardware und/oder -Programmkomponenten enthalten kann, oder dass es eine Kombination aus einem Rechnersystem 10 mit Spezialzweck-Hardware und/oder -Programmkomponenten ist.
  • Fig. 2 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Bildwiedergabesystems 20, das erfindungsgemäss aufgebaut ist. In Fig. 2 umfasst das Bildwiedergabesytem 20 ein Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21, eine Stochastik-Schwellenmatrix-Bilbliothek 22 und ein Bildverarbeitungs-Untersystem 23, die zusammenarbeiten, um Eingabe-Bilddaten zu empfangen und als Reaktion darauf Ausgabe-Bilddaten zu erzeugen. Im allgemeinen wird für ein zweidimensionales Bild das Bild als zweidimensionale Anordnung von Bildelementen oder "Pixeln" dargestellt, die in einer Anzahl von Zeilen und Spalten angeordnet sind, und es wird ein Eingabe-Bilddatenwert für dieses Pixel bereitgestellt. Man erkennt, dass die Anzahl der Zeilen und Spalten einer Eingabe-Bilddatenmatrix von der Höhe und der Breite des Bildes und der Auflösung, das heisst von der Anzahl der Pixel pro Entfernungseinheit entlang der Höhe und der Breite des Bildes abhängt.
  • Für ein Grauskalabild wären die Eingabe-Bilddaten für jedes Pixel einen Wert auf, der der Intensität des Pixels entpricht. Für ein Farbbild haben die Kontinuierlichton- Bilddaten für jedes Pixel einen Wert für jede der Primärfarben, in denen das Bild codiert ist. In jedem Fall sind die Eingabe-Bilddaten im allgemeinen begrenzt und haben Werte innerhalb eines ausgewählten Bereichs, wie z. B. zwischen Null und 255, was in einem digitalen 8-Bit- Datenwort quantisiert werden kann. Das Bildverarbeitungs- Untersystem 23 erzeugt als Reaktion auf die Eingabe- Bilddatenmatrix eine Ausgabe-Bilddatenmatrix mit einer Vielzahl von Matrixelementen, die jeweils einem Matrixelement der Eingabe-Bilddatenmatrix entsprechen, wobei jedes Ausgabe-Bilddaten-Matrixelement einen Ausgabe- Bilddatenwert enthält, der als Reaktion auf das entsprechend positionierte Element der Eingabe- Bilddatenmatrix erzeugt wird, der aber darauf beschränkt ist, zwei oder nur einige wenige Farbdichte-Werte zu haben, die mittels einer Wiedergabevorrichtung wiedergegeben werden können.
  • Das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21, das weiter unten in Verbindung mit Fig. 3 bis 9E ausführlicher beschrieben wird, erzeugt eine Vielzahl optimierter Muster und erzeugt unter Verwendung jedes so erzeugten optimierten Musters eine stochastische Schwellenmatrix, die es der Stochastik-Schwellenmatrix-Bibliothek 22 zuführt. Jede stochastische Schwellenmatrix ist im wesentlichen eine Matrix mit Matrixelementen, die in einer vorbestimmten Anzahl von Zeilen und Spalten angeordnet sind, wobei jedes Matrixelement einen Schwellenwert aufweist. Heim Erzeugen der Ausgabe-Bilddaten werden die Schwellenwerte mit Werten der Eingabe-Bilddaten verglichen, und Ausgabe-Bilddaten werden als Reaktion auf den Vergleich erzeugt. Das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 erzeugt eine Vielzahl von Gruppen stochastischer Schwellenmatrizen, wobei diese Gruppe eine spezielle Abwägung zwischen Körnigkeit und Sprenkelung liefert, wie oben beschrieben. Die Schwellenmatrizen werden im allgemeinen so erzeugt, dass die Schwellenwerte verteilt werden, um bei der Wiedergabe durch eine Wiedergabevorrichtung 13 ein Diskretton-Bild zu erzeugen, welches den mittleren Grauwert des Eingabebildes örtlich beibehält und das in seiner Wahrnehmung ähnlich wie das Kontinuierlichton-Bild ist.
  • Die Stochastik-Schwellenmatrix-Bibliothek 22 enthält eine Vielzahl von Stochastik-Schwellenmatrix-Gruppen 24A bis 24M (im allgemeinen durch eine Bezugsziffer 24 m gekennzeichnet), von denen jede eine Vielzahl von Schwellenmatrix-Speichern 24m(l) bis 24m(N) enthält (im allgemeinen durch eine Bezugsziffer 24m(n) gekennzeichnet). Jede Stochastik-Schwellenmatrix-Gruppe 24 m speichert eine Gruppe von Schwellenmatrizen, die durch das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 erzeugt wird, so dass die in jeder Stochastik-Schwellenmatrix-Gruppe gespeicherte Schwellenmatrizen einer speziellen Abwägung zwischen Körnigkeit und Sprenkelung zugeordnet werden. Innerhalb jeder Stochastik-Schwellenmatrix-Gruppe 24m speichert jeder Schwellenmatrix-Speicher 24m(n) wiederum eine der stochastischen Schwellenmatrizen, die durch das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 für die Korn/Sprenkel- Abwägung der Gruppe erzeugt werden.
  • Die Stochastik-Schwellenmatrix-Bibliothek 22 enthält ausserdem einen nach dem Zufallsprinzip arbeitenden Stochastik-Schwellenmatrix-Selektor 25. Der nach dem Zufallsprinzip arbeitende stochastische Schwellenmatrix- Selektor 25 verwaltet im wesentlichen die Stochastik- Schwellenmatrix-Gruppen 24 m und die Speicher 24m(n), gibt die durch das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 erzeugten Matrizen für die Speicherung in den verschiedenen Speichern 24m(n) für die geeignete Korn/Sprenkel-Abwägung frei und gibt die in den Speichern 24m(n) gespeicherten stochastischen Schwellenmatrizen frei, damit sie dem Bildverarbeitungs-Untersystem 23 zur Verwendung bei der Verarbeitung der Eingabe-Bilddaten zugeführt werden.
  • Das Bildverarbeitungs-Untersystem 23 enthält einen Bilddatenprozessor 26, der die Eingabe-Bilddaten für ein Bild von einem Bilddateneingang 27 empfängt und unter Verwendung von stochastischen Schwellenmatrizen aus der Stochastik-Schwellenmatrix-Bibliothek 22 Ausgabe-Bilddaten erzeugt, die er einem Bilddatenausgang 30 zuführt. Beim Erzeugen der Ausgabe-Bilddaten aus den durch den Eingang 27 zugeführten Eingabe-Bilddaten identifiziert der Bilddatenprozessor 26 für den Zufalls-Schwellenmatrix- Selektor 25 eine spezielle gewünschte Korn/Sprenkel- Abwägung, wobei effektiv eine der Stochastik- Schwellenmatrix-Gruppen 24m identifiziert wird, und gibt den auf Zufallsbasis arbeitenden Stochastik- Schwellenmatrix-Selektor 25 frei, um ihm stochastische Schwellenmatrizen aus den Speichern 24m(n) aus der identifizierten Gruppe 24m auf Zufallsbasis zuzuführen. Der Bilddatenprozessor 26 erzeugt die Ausgabe-Bilddaten durch zufällige Schuppung der durch die Stochastik- Schwellenmatrix-Bibliothek 22 bereitgestellten stochastischen Schwellenmatrizen über die Eingabe- Bilddaten, so dass jedes Matrixelement der zufällig geschuppten stochastischen Schwellenmatrizen einem Pixel des Kontinuierlichton-Bildes zugeordnet wird, und verarbeitet die Eingabe-Bilddaten in Bezug auf die entsprechend positionierten stochastischen Schwellenmatrix- Elemente, um die Ausgabe-Bilddaten zu erzeugen. Im Falle eines binären Prozesses führt der Bilddatenprozessor einen elementweisen Vergleich des Kontinuierlichton-Pixelwerts mit dem stochastischen Schwellenmatrix-Elementwert durch und erzeugt die Ausgabe-Bilddaten für entsprechende Pixel des Diskretton-Bildes als Reaktion auf den Vergleich. Da der Bilddatenprozessor 26 eine Anzahl zufällig ausgewählter und geschuppter stochastischer Schwellenmatrizen beim Erzeugen der Ausgabe-Bilddaten verwendet, sind die Ausgabe- Bilddaten im allgemeinen frei von visuellen Artefakten, die in Ausgabe-Bilddaten vorhanden sind, die durch Bildverarbeitungssysteme erzeugt werden, welche herkömmliche Fehlerdiffusions- oder stochastische Siebverfahren verwenden.
  • Wie oben beschrieben, erzeugt das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 eine Anzahl stochastischer Schwellenmatrizen, die von dem Bildverarbeitungs-Untersystem 23 zu verwenden sind beim Erzeugen von Ausgabe-Bilddaten als Reaktion auf die ihm zugeführten Eingabe-Bilddaten. Der Aufbau und die Funktionsweise des Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystems 21 wird in Verbindung mit Fig. 3 bis 9E beschrieben, Fig. 3 und 6 umfassen jeweils Funktionsblockdiagramme des in dem Bildwiedergabesystem 21 verwendeten Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystems und eines Abschnitts davon, nämlich einen Verbund- Fehlerkarten-Generator. Fig. 4 und 5 zeigen Muster, die durch das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssytem erzeugt und verwendet werden. Fig. 7 bis 9E weisen Flussdiagramme auf, welche die durch das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 durchgeführten Operationen beim Erzeugen der stochastischen Schwellenmatrizen zur Speicherung in der Stochastik- Schwellenmatrix-Bibliothek 22 veranschaulichen.
  • Wie man zunächst in Fig. 3 sieht, enthält das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 im allgemeinen einen Saatmuster-Generatorabschnitt 40, einen Musteroptimierabschnitt 41, einen Optimierte-Muster- Speicher 42 und einen Stochastik-Schwellenmatrix-Generator 43, die alle der Steuerung eines Steuerungselements 44 unterliegen. Die Steuerung 44 gibt den Saatmuster- Generatorabschnitt 40, den Musteroptimierabschnitt 41, den Optimierte-Muster-Speicher 42 und den Stochastik- Schwellenmatrix-Generator 43 frei, um in einer Reihe von Iterationen tätig zu werden, wobei jede Iteration ein optimiertes Muster und eine entsprechende stochastische Schwellenmatrix erzeugt. Im allgemeinen erzeugt der Saatmuster-Generatorabschnitt 40 unter Einwirkung der Steuerung des Steuerungselements 44 Saatmuster, die jeweils in Form einer Matrix vorliegen, die eine Vielzahl von Matrixelementen mit jeweils einem von zwei Werten enthält, die hier als "Schwarz" und "Weiss" bezeichnet werden. Man erkennt, dass das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 die Matrixelementwerte z. B. durch die numerischen Werte "Null" bzw. "255" darstellen kann, entsprechend den Enden des Bereichs der Werte, welche die Eingabe-Bilddaten annehmen können, oder durch irgendeine andere geeignete Darstellung.
  • Der Saatmuster-Generatorabschnitt 40 erzeugt das Saatmuster mit zufällig zugewiesenen Schwarzweiss-Musterelementen, um eine vorbestimmte Graustufe zu erzielen. Die Graustufe des Saatmusters entspricht dem Verhältnis der Anzahl der weissen Elemente zur Gesamtzahl der Elemente, so dass ein Saatmuster, das eine Kenngrösse von 50% Grau hat, eine Hälfte der Elemente mit dem weissen Wert und die andere Hälfte mit dem schwarzen Wert hat. Es sollte hervorgehoben werden, dass der Saatmuster-Generatorabschnitt 40 das Saatmuster derart erzeugt, dass die Schwarzweiss- Matrixelemente in dem ganzen Muster zufällig zugeordnet werden, so dass Anhäufungen schwarzer Elemente und Anhäufungen weisser Elemente über das gesamte. Muster verteilt worden sein können.
  • Für die erste Iteration erzeugt der Saatmuster- Generatorabschnitt 40 ein anfängliches Saatmuster, das durch ein in Fig. 4 gezeigtes Muster 45 dargestellt ist. In Fig. 4 umfasst das anfängliche Saatmuster 45 eine Anzahl von Elementen, die allgemein durch die Bezugsziffer 46 gekennzeichnet sind und in derselben Anzahl von Zeilen und Spalten als eine stochastische Schwellenmatrix organisiert sind, um durch das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 erzeugt zu werden. Wie oben gesagt, kann jedes Element 46 entweder den weissen Wert oder den schwarzen Wert haben, wobei die weissen und die schwarzen Elemente in dem anfänglichen Saatmuster 45 rein zufällig zugeordnet sind, wobei die Anzahl der Elemente mit weissen oder schwarzen Werten durch die für das Saatmuster ausgewählte Graustufe bestimmt werden, die in einem Ausführungsbeispiel willkürlich als 50% ausgewählt wird.
  • Für jedes Saatmuster erzeugt der Muster-Generatorabschnitt 40 nach der ersten Iteration ein Verbund-Saatmuster, das durch die Bezugsziffer 47 in Fig. 5 gekennzeichnet ist, als Muster zur Verwendung durch den Muster-Optimierabschnitt 41. Das Verbund-Saatmuster 47 enthält als mittigen Abschnitt ein "Nachfolge-Iteration"-Saatmuster 48, das im allgemeinen auf dieselbe Weise wie das anfängliche Iterationssaatmuster 45 (Fig. 4) erzeugt wird, und mit derselben Graustufe. In der Umgebung des Nachfolge- Iteration-Saatmusters 48 in dem Verbund-Saatmuster-47 befinden sich optimierte Muster 49, die unter den zuvor erzeugten optimierten Mustern ausgewählt werden, die in dem Optimierte-Muster-Speicher 42 gespeichert sind. In einem Ausführungsbeispiel wird das erste optimierte Muster, das erzeugt wird (das heisst, das optimierte Muster, das als Reaktion auf das Anfangs-Iteration-Saatmuster 45 während der ersten Iteration erzeugt wird) bei der Bildung der Verbund-Saatmuster 47 für alle anschliessenden Iterationen verwendet. Nach der Verarbeitung durch den Muster- Optimierabschnitt 41, wie unten beschrieben, bildet der mittige Abschnitt 48 ein neues optimiertes Muster. Man hat beobachtet, dass durch Verarbeiten des mittigen Abschnitts 48 und des otpimierten Musters 49, die für die erste Iteration zusammen erzeugt werden, der Muster- Optimierabschnitt 41 optimierte Muster erzeugt, so dass stochastische Schwellenznatrizen, die erzeugt werden, zufriedenstellend miteinander geschuppt werden, wenn sie durch den Bildverarbeitungsabschnitt 23 (Fig. 2) verwendet werden. Diese Schuppungskenngrösse wird in einem Ausführungsbeispiel verstärkt, indem man die Nachfolge- Iteration-Saatmuster 48, die durch den Saatmuster- Generatorabschnitt 40 erzeugt werden, darauf beschränkt, in ihren Randbereichen dieselben Musterelemente wie das optimierte Muster zu haben, das durch den Muster- Optimierabschnitt 41 während der ersten Iteration erzeugt wird, und indem man den Muster-Optimierabschnitt 41 weiter einschränkt, um optimierte Muster zu erzeugen, in denen die peripheren Musterelemente im wesentlichen identisch sind.
  • Der Saatmuster-Generatorabschnitt 40 enthält einen Saatmuster-Generator 50 und einen Mustergenerator 51 die zusammenwirken, um das anfängliche Saatmuster 45 oder ein. Verbund-Saatmuster 47 für jede Iteration zu erzeugen. Der Saatmuster-Generator 50 erzeugt das Muster 45 oder 48 mit dem gewünschten Graupegel, wie oben beschrieben. Für die erste Iteration leitet der Mustergenerator 51 das erzeugte Saatmuster 45 zu dem Musteroptimierabschnitt 41 zur Verarbeitung durch diesen Abschnitt 41 weiter. Für jede Iteration nach der ersten Iteration verwendet der Mustergenerator 51 das "Nachfolge-Iteration"-Saatmuster 48 als mittigen Abschnitt des Verbund-Saatmusters 47 und entnimmt eines oder mehrere zuvor erzeugte optimierte Muster von dem Optimierte-Muster-Speicher 42 zur Verwendung beim Erzeugen des Verbund-Saatmusters 47.
  • Für jedes Muster 45 oder 47, das durch den Anfangs- Saatmuster-Generatorabschnitt 40 erzeugt wird, führt, der Musteroptimierabschnitt 41 in einer Reihe von Iterationen für jedes Muster eine Umordnung der schwarzweissen Matrixelemente jedes Musters durch, um eine Optimierung für das Muster zu erzeugen, das gewünschte räumliche Kenngrössen hat. Der Muster-Optimierabschnitt 41 enthält einen Verbund-Fehlerkarten-Generator 52, einen Verbund- Fehlerwert-Speicher 53 und einen Muster- Aktualisierungsgenerator 54. Heim Erzeugen eines aktualisierten Musters für jede Iteration verwendet der Muster-Optimierabschnitt 41, insbesondere der Muster- Aktualisierungsgenerator 54, eine Fehlerkarte, die durch den Verbund-Fehlerkarten-Generator 52 erzeugt wird, der weiter unten in Verbindung mit Fig. 6 ausführlich beschrieben ist. Im allgemeinen filtert der Verbund- Fehlerkarten-Generator 42 in jeder Iteration das aktuelle Muster (das ihm anfänglich durch den Mustergenerator 41 zugeführt wurde oder durch den Muster- Aktualisierungsgenerator 54 aktualisiert wurde) in Übereinstimmung mit Filterfunktionen, welche (i) die Verzerrung widerspiegeln, die in das Bild durch eine Wiedergabevorrichtung beim Wiedergeben eines Bildes entsprechend dem aktuellen Muster eingeführt wird, und (ii) die relativen Ausmasse der Körnigkeit und der möglichen Sprenkelung wiederspiegeln, die durch einen Beobachter beim Betrachten eines solchen wiedergegebenen Bildes beobachtet werden. Auf der Grundlage der Filterung erzeugt der Verbund-Fehlerkarten-Generator die Fehlerkarte und einen Verbund-Fehlerwert. Für ein Bild des Musters, so wie es wiedergegeben und beobachtet würde, zeigt die Fehlerkarte für jedes Pixel des Bildes Orte mit Körnigkeit und einer Möglichkeit für Sprenkelung, und der Verbund-Fehlerwert liefert einen allgemeinen Hinweis auf das Ausmass der Körnigkeit und der Möglichkeit für eine Sprenkelung für das Bild im ganzen.
  • Der Muster-Aktualisierungsgenerator 54 identifiziert dieselbe Anzahl schwarzweisser Elemente, für die der Fehler am grössten war, und ersetzt die identifizierten schwarzen Pixel durch weisse und die identifizierten weissen Pixel durch schwarze, um das Muster zu aktualisieren. Das aktualisierte Muster wird durch den Verbund-Fehlerkarten- Generator 52 erneut verarbeitet, und wenn der Verbund- Fehlerwert für das aktuelle Muster kleiner als der vorherige Verbund-Fehlerwert ist, werden die Aktualisierungen beibehalten, wohingegen sie ansonsten verworfen werden. Der Verund-Fehlerkarten-Generator 52 und der Muster-Aktualisierungsgenerator 54 führen diese Operationen durch eine Reihe von Iterationen durch, wobei in jeder Iteration die Aktualisierungen beibehalten werden, wenn der Verbund-Fehlerwert des während der Iteration aktualisierten Musters kleiner als bei dem nichtaktualisierten Muster ist. Der Verbund-Fehlerwert-Speicher 53 ist vorgesehen, um die Verbund-Fehlerwerte zwischen den Iterationen zu speichern. Nach einer Anzahl von Iterationen wird bestimmt, dass das aktualisierte Muster optimiert werden muss und in dem Optimierte-Muster-Speicher 42 gespeichert werden kann, um durch den Stochastik- Schwellenmatrix-Generator 43 verwendet zu werden.
  • Beim Verarbeiten des durch den Mustergenerator 51 bereitgestellten ersten Musters führt der Verbund- Fehlerkarten-Generator 52 seine Filteroperationen gemäss einer zweidimensionalen kreisförmigen Faltungs-Methodik oder eine äquivalenten Methodik der schnellen Fourier- Transformation durch. Die zweidimensionale kreisförmige Faltungs-Methodik gewährleistet, dass das letztendlich optimierte Muster, wenn es mit sich selbst geschuppt und wiedergegeben wird, keine ungewünschten Artefakte an seinen Rändern hat, und gewährleistet ausserdem, dass sich die hieraus erzeugte stochastische Schwellenmatrix auch mit sich selbst ohne Rand-Artefakte schuppen lässt. Da der mittige Abschnitt 48 (der beim Erzeugen der neuen stochastischen Schwellenmatrix verwendet wird) von zuvor optimierten Mustern 49 umgeben ist, muss für nachfolgende Saatmuster, die durch den Mustergenerator 51 bereitgestellt werden, der Verbund-Fehlerkarten-Generator 52 keine Filterung in Übereinstimmung mit der zweidimensionalen kreisförmigen Faltungs-Methodik durchführen; das Filtern des neuen Musters zusammen mit den zuvor optimierten Mustern gewährleistet, dass die für das neue Muster erzeugte stochastische Schwellenmatrix sich mit der für das erste Muster erzeugten stochastischen Schwellenmatrix mit verringerten Rand-Artefakten schuppen lässt. Da ähnliche Operationen für alle Muster nach dem ersten durchgeführt werden, werden alle stochastischen Schwellenmatrizen mit der für das erste Muster erzeugten stochastischen Schwellenmatrix sowie miteinander mit verringerten Rand- Artefakten geschuppt. Man erkennt, dass beim Durchführen der Aktualisierungen für die Muster nach dem ersten Muster der Muster-Aktualisierungsgenerator 54 nur die Aktualisierungen für die Pixel in dem mittigen Abschnitt 48 durchführt, der verwendet wird, um das neue aktuelle Muster zu bilden, da die Abschnitte ausserhalb des mittigen Abschnitts 48 beim Erzeugen des ersten optimierten Musters fixiert waren.
  • Fig. 6 ist ein Funktionsblockdiagramm des Verbund- Fehlerkarten-Generators 52, der in dem in Fig. 3 beschriebenen Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem verwendet wird. Wie man anhand von Fig. 6 sieht, enthält der Verbund-Fehlerkarten-Generator 52 verschiedene Filter einschliesslich eines Bildwiedergabe-Modellfilters 60, eines Bildbeobachtungs-Funktionsfilters 61 und eines Nachbarschaftsfilters 62, wobei das Bildwiedergabefilter 60 und das Bildbeobachtungs-Funktionsfilter 61 einen "Korn"- Filterweg 68 aufweisen und das Nachbarschaftsfilter 62 einen "Sprenkel"-Filterweg 69 aufweist.
  • Das Bildwiedergabe-Modellfilter 60 empfängt ein aktuelles Muster entweder von dem Saatmuster-Erzeugungsabschnitt 40 (während einer ersten Muster-Aktualisierungsiteration) oder dem Muster-Aktualisierungsgenerator 54 (während nachfolgenden Muster-Aktualisierungs-Iterationen) gemäss der Auswahl durch einen Selektor 63 und erzeugt als Reaktion hierauf eine Matrix, welche den Effekt darstellt, den die Bildwiedergabevorrichtung (wie z. B. ein Drucker) beim Wiedergeben des Bildes in Verbindung mit einem speziellen Aufzeichnungssystem haben würde. Genauer gesagt kann beim Erzeugen der "weissen" und "schwarzen" Werte für verschiedene Elemente des aktuellen Musters für analytische Zwecke angenommen werden, dass das aktuelle Muster beim Drucken oder einer anderen Wiedergabe durch eine Wiedergabevorrichtung wiedergegeben wurde, die quadratisch geformte Punkte hat. Der Fachmann versteht jedoch, dass Wiedergabevorrichtungen keine derartigen Kenngrössen zu haben brauchen, sondern statt dessen Punktformen erzeugen können, die eine Vielzahl von Geometrien haben, wie z. B. abgerundete Punkte, die, wenn sie miteinander geschuppt werden, das Medium vollständig abdecken. Die Grösse und die Form des wiedergegebenen Punkts kann auch durch das spezielle Medium beeinflusst werden. Wenn z. B. ein Punkt auf einem Medium mittels einer Wiedergabevorrichtung aufgezeichnet wird, indem man das Medium einem Laserstrahl aussetzt, der eine spezielle Leistungsverteilung über der Fläche, über der er auf das Medium auftrifft, aufweist, beruht die Grösse des tatsächlich aufgezeichneten Punktes auf der Leistungsverteilungs-Kenngrösse und dem Schwellenwert der Leistung, bei der das Medium den Punkt tatsächlich wiedergibt.
  • Das Bildwiedergabe-Modellfilter 60 erzeugt eine Ausgabe, die eine Anpassung für diese und ähnliche Diskrepanzen durchführt. Das Bildwiedergabe-Modellfilter 60 in einem Ausführungsbeispiel enthält zwei Elemente, nämlich (a) ein Aufzeichnungskenngrössen-Element, welches Kenngrössen der Aufzeichnungsvorrichtung beim Wiedergeben eines Punktes widerspiegelt, wie z. B. die Leistungsverteilung des Laserstrahls in der Darstellung des vorhergehenden Absatzes, und (b) ein Medium-Kenngrössenelement, welches die Kenngrössen des zum Wiedergeben eines Punktes notwendigen Mediums widerspiegelt, wie z. B. die Schwelle, bei der das Medium einen Punkt in der Darstellung in dem vorhergehenden Absatz wiedergeben würde.
  • Das Bildbeobachtungs-Funktionsfilter 61 filtert die Ausgabe des Bildwiedergabe-Modellfilters 60 bezüglich einer Funktion, welche die Wirkungs des Beobachters beim Beobachten des Bildes darstellt. In einem Ausführungsbeispiel macht das Bildbeobachtungs- Funktionsfilter 61 von der Kontrastemprindlichkeit-Funktion Gebrauch, welche die Empfindlichkeit des menschlichen Auges als Funktion einer räumlichen Frequenz darstellt, obwohl man einsehen wird, dass andere Filterfunktionen, einschliesslich herkömmlicher Tiefpass-Filterfunktionen, verwendet werden können. Die Ausgabe des Bildbeobachtungs- Funktionsfilters 61, die in Form einer Matrix mit einer Anzahl von zeilen und Spalten vorliegt, die denjenigen der Eingabe des aktuellen Musters in das Bildwiedergabe- Modellfilter 60 entsprechen, wird einem Fehlerkarten- Generator 64 zugeführt, der die Matrixausgabe von dem Bildbeobachtungsfilter 61 empfängt, den mittleren Pixelwert von jedem Pixelwert subtrahiert und den absoluten Wert mit der Differenz vergleicht, um eine Fehlerkarte zu erzeugen, die im allgemeinen relativ grosse Fehlerwerte für Anhäufungen von Pixeln hat, die als gross genug erachtet werden, damit sie das Auge sehen kann. Somit werden mittels der durch den Fehlerkarten-Generator 64 erzeugten Fehlerkarte relativ grosse Anhäufungen von Pixeln hervorgehoben, die einer einzigen Farbe zugeordnet sind, wodurch das Ausmass der Körnigkeit in einem durch eine Wiedergabevorrichtung wiedergegebenen Bild erhöht werden kann.
  • Das Nachbarschaftsfilter 62 empfängt auch das aktuelle Muster von dem Selektor 63 und filtert es unter Bezugnahme auf eine Nachbarschafts-Filterfunktion. Die Nachbarschafts- Filterfunktion ist ein Hochpassfilter, das so ausgelegt ist, dass es einen Hinweis bezüglich der Schwierigkeit oder Unfähigkeit der Wiedergabevorrichtung für die Wiedergabe eines einzelnen Pixels oder einer Anhäufung von beispielsweise schwarzen Pixeln in einem Bereich weisser Pixel erzeugt. In einem Ausführungsbeispiel hat die Nachbarschafts-Filterfunktion die Form einer Deltafunktion "δ" [welche dem Wert "1" für (x, y) = (x&sub0;, y&sub0;) und sonst dem Wert Null sonst entspricht] minus einer zweidimensionalen Gauss-Funktion oder
  • k[δ(x - x&sub0;, y - y&sub0;) - e-((x-x&sub0;)²/2δ²)e-((y-y&sub0;)²/2δ²)], wobei "x" und "y" als
  • horizontale und vertikale Koordinaten für das Muster genommen werden und "x&sub0;" und "y&sub0;" die Koordinaten für das spezielle Pixel sind, das gefiltert wird und "k" eine Konstante ist. Die Ausgabe des Nachbarschaftsfilters 62 umfasst die für den Sprenkel-Filterweg 69 erzeugte Fehlerkarte. Man erkennt, dass die oben beschriebene Nachbarschafts-Filterfunktion Fehlerwerte liefert, die für einzelne Pixel oder kleine Anhäufungen von Pixeln eines einzigen Werts grösser sind, wobei die Grösse der Anhäufungen, die auf diese Weise bestraft bzw. unterdrückt werden, zu dem Wert von "σ" in Beziehung gesetzt werden, der zur Verwendung in der Gauss-Funktion ausgewählt werden kann. Somit kann das Nachbarschaftsfilter 63 Fehlerwerte erzeugen, die dazu neigen, diejenigen Merkmale zu bestrafen bzw. zu unterdrücken, die zu einer Sprenkelung führen können, wie z. B. einzelne Pixel oder kleine Gruppen von Pixeln desselben Werts, wobei die Grösse der Gruppe mit dem für "σ" ausgewählten Wert in Beziehung gesetzt wird.
  • Die Ausgaben beider Filterwege 68 und 69 werden mit jeweiligen Multiplizieren 66 und 67 gekoppelt, welche die durch die jeweiligen Generatoren 64 und 62 erzeugten Fehlerkarten mit komplementären Gewichtungsfaktoren "λ" und "1-λ" multiplizieren, wobei der Wert für "λ" durch einen Bediener im Bereich zwischen null und eins ausgewählt werden kann. Man erkennt, dass grössere Werte für λ den Beitrag zu der Verbund-Fehlerkarte durch die durch den Kartengenerator 64 erzeugte Fehlerkarte als Reaktion auf die Ausgabe des Bildwiedergabe-Modellfilters 60 und des Bildbeobachtungs-Funktionsfilters 61 erhöhen, während grössere Werte für "1-λ" (oder kleinere Werte für "λ") den Beitrag der durch das Nachbarschaftsfilter 62 erzeugten Fehlerkarte erhöht. Somit kann ein Bediener durch Verändern des Wertes für λ das Ausmass der in einem Bild beobachteten Körnigkeit und Sprenkelung einstellen, wobei kleinere Werte für λ zu einer geringeren Wahrscheinlichkeit für eine Sprenkelung führen, und grössere Werte für λ zu einem kleineren Ausmass der Körnigkeit führen. Da das tatsächliche Ausmass der Sprenkelung, die in einem wiedergegebenen Bild vorhanden ist, von den Veränderungen abhängt, die tatsächlich bei dem Wiedergabevorgang vorhanden sind, erkennt man, dass der Wert für λ nur die Wahrscheinlichkeit der Sprenkelung beeinflusst und nicht das tatsächliche Ausmass der Sprenkelung, die vorhanden sein wird.
  • Mit diesem Hintergrund werden nun die durch das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 durchgeführten ausführlichen Operationen in Verbindung mit den in Fig. 7 bis 9E dargestellten Flussdiagrammen beschrieben. Fig. 7 stellt die allgemeinen Operationen dar, die durch das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 durchgeführt werden, während Fig. 5A bis 8E zusammen ein Flussdiagramm aufweisen, das die ausführlichen Operationen darstellt, die durch das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 in Verbindung mit der Erzeugung eines anfänglichen optimierten Musters und der stochastischen Schwellenmatrix daraus durchgeführt werden, und wobei Fig. 9A bis 9E zusammen ein Flussdiagramm aufweisen, das die ausführlichen Operationen darstellt, die durch das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 in Verbindung mit der Erzeugung der nachfolgenden optimierten Muster und der stochastischen Schwellenmatrizen daraus durchgeführt werden. Wie man zunächst anhand von Fig. 7 sieht, führt das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 einige Initialisierungsschritte durch. Zunächst bestimmt das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 die Anzahl der stochastischen Schwellenmatrizen, die es erzeugen soll, und initialisiert einen Stochastik-Schwellenmatrix-Zähler mit diesem Wert (Schritt 100). Wie weiter unten beschrieben wird, verwendet das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 den Zähler als Beendigungskriterium, um zu identifizieren bzw. zu bestimmen, wann es die Erzeugung aller stochastischen Schwellenmatrizen fertiggestellt hat, die es erzeugen soll. Das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 wählt eine Bildwiedergabe- Modellfunktion, eine Bildbeobachtungsfunktion und eine Nachbarschaftsfunktion aus, die in Verbindung mit den Filtern 60 bis 62 (Fig. 4) (Schritt 101) verwendet werden sollen, und einen Wert für die verschiedenen Parameter, wie z. B. den Fehlerkarten-Gewichtungsparameter "λ" und jegliche Parameter für die Nachbarschaftsfunktion (Schritt 102). In einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Nachbarschaftsfunktion gaussförmig ist, wie oben definiert, enthalten die Nachbarschaftsfunktion-Parameter, deren Werte durch den Bediener zugeführt werden sollen, den Wert für "σ".
  • Daraufhin beginnt das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 mit der Erzeugung der stochastischen Schwellenmatrizen. Anfänglich verwendet das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 die Bildwiedergabe- Modellfunktion, die Bildbeobachtungsfunktion, die Nachbarschaftsfunktion sowie die Parameter zum Erzeugen eines ersten optimierten Musters, und verwendet das erste optimierte Muster, um eine stochastische Schwellenmatrix zu erzeugen, die der Stochastik-Schwellenmatrix-Bibliothek 22 zugeführt werden soll (Schritt 103). (Die ausführlichen Operationen, die durch das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 in Verbindung mit Schritt 103 durchgeführt werden, werden weiter unten in Verbindung mit Fig. 8A bis 8E beschrieben.) Nach dem Erzeugen der anfänglichen stochastischen Schwellenmatrix dekrementiert das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 den Stochastik-Schwellenmatrix-Zähler und bestimmt, ob der Zähler ausgezählt hat (Schritt 104). An diesem Punkt wird angenommen, dass das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 eine Anzahl stochastischer Schwellenmatrizen erzeugen soll, so dass der Zähler nicht ausgezählt hat. In diesem Fall schreitet das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 zu Schritt 105 weiter, in welchem es auch die Bildwiedergabe-Modellfunktion, die Bildbeobachtungsfunktion, die Nachbarschaftsfunktion und die verschiedenen Parameter sowie das während des Schritts 103 erzeugte erste optimierte Muster verwendet, um ein weiteres optimiertes Muster zu erzeugen, und verwendet das soeben erzeugte optimierte Muster beim Erzeugen einer weiteren stochastischen Schwellenmatrix, die in der Stochastik-Schwellenmatrix-Bibliothek hinzugefügt werden soll. (Die ausführlichen Operationen, die durch das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 in Verbindung mit Schritt 105 durchgeführt werden, werden weiter unten in Verbindung mit Fig. 9A bis 9E beschrieben.) Anschliessend an Schritt 105 kehrt das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 zu Schritt 104 zurück, um den Stochastik-Schwellenmatrix-Zähler zu dekrementieren und zu bestimmen, ob der Zähler ausgezählt hat.
  • Das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 wiederholt die weiter oben in Verbindung mit den Schritten 104 und 105 beschriebenen Operationen währen einer Reihe von Iterationen, wobei in jeder Iteration ein neues optimiertes Muster und eine stochastische Schwellenmatrix erzeugt wird, bis es in Schritt 104 bestimmt, dass der Zähler augezählt hat. Zu diesem Zeitpunkt hat es sämtliche der stochastischen Schwellenmatrizen erzeugt, die es erzeugen soll, so dass es zu Schritt 106 fortschreitet, um die stochastischen Schwellenmatrizen dem Bildverarbeitungs- Untersystem 23 für die Verwendung in Verbindung mit der Verarbeitung der Eingabe-Bilddaten zur Verfügung zu stellen.
  • Die ausführlichen Operationen, die durch das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 in Verbindung mit Schritt 103 durchgeführt werden, die Erzeugung des ersten optimierten Musters und die Verwendung des ersten optimierten Musters beim Erzeugen der stochastischen Schwellenmatrix werden in Verbindung mit Fig. 8A bis 8E beschrieben. Wie man in Fig. 8A sieht, erzeugt das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 anfänglich ein Saatmuster mit zufällig zugeordneten weissen und schwarzen Pixelwerten (Schritt 103a). Unter Verwendung des Verbund-Fehlerkarten-Generators 52 filtert es dann das Saatmuster als das aktuelle Muster mit dem Bildwiedergabe- Modellfilter und dem Bildbeobachtungs-Funktionsfilter 60 und 61 (Schritt 103b) und erzeugt die oben beschriebene Fehlerkarte in Verbindung mit dem Fehlerkarten-Generator 64, nämlich durch Subtrahieren des durchschnittlichen Pixelwerts von den Pixelwerten des in Schritt 103b erzeugten gefilterten aktuellen Musters, Verwenden des absoluten Wertes und Codieren von Anhäufungen aus Schwarzweiss-Pixeln als Grauskalakarte (Schritt 103c). Das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 filtert auch das aktuelle Muster mit dem Nachbarschafts-Funktionsfilter 62 (Schritt 103d), um eine zweite Fehlerkarte zu erzeugen. Wie oben erwähnt, arbeiten die jeweiligen Filter 60 bis 62 beim Durchführen der Filteroperationen in Schritt 103b und 103e in Verbindung mit dem ersten aktuellen Muster in Übereinstimmung mit einer zweidimensionalen kreisförmigen Faltungs-Methodik.
  • Das Stochastik-Schwellermiatrix Erzeuqungssystem 21 führt dann die komplementären Gewichtungsparameter "λ" und "1-λ" den in Schritt 103c und 103d erzeugten Fehlerkarten zu und addiert die gewichteten Fehlerkarten, um eine Verbund- Fehlerkarte zu erzeugen (Schritt 103f). Nach dem Erzeugen der Fehlerkarten erzeugt das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 einen gemittelten quadratischen Gesamtfehlerwert aus den Fehlerwerten in der Verbund- Fehlerkarte, um den Verbund-Fehlerwert zu erzeugen (Schritt 103g). Das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 kann den gemittelten quadratischen Gesamtfehlerwert in dem Verbund-Fehlerspeicher 53 halten (Fig. 2). Der Verbund- Fehlerwert ist die Summe der Quadrate der Fehlerwerte, die für die Matrixelemente der Verbund-Fehlerkarte in Schritt 103f erzeugt werden, und umfasst eine Reflexion des Fehlergrades für das in Schritt 103a erzeugte Saatmuster, das durch das Bildwiedergabe-Modellfilter, das Bildbeobachtungs-Funktionsfilter und das Nachbarschaftsfilter gefiltert wird.
  • Nach dem Erzeugen der Verbund-Fehlerkarten und des Verbund- Fehlerwertes (Schritt 103g) für das in Schritt 103a erzeugte anfängliche Saatmuster schreitet das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 zu einer Reihe von Iterationen fort, wobei in jeder Iteration die verschiedenen Schwarzweiss-Pixel des aktuellen Musters aktualisiert werden, das dem grössten Fehlerwert zugeordnet ist, und verarbeitet das aktualisierte aktuelle Muster durch den Verbund-Fehlerkarten-Generator 52 (Schritte 103c bis 103g), um eine Verbund-Fehlerkarte für das aktualisierte aktuelle Muster zu erzeugen. Wenn der Verbund-Fehlerwert, das heisst der gemittelte quadratische Gesamtfehlerwert, der für das aktualisierte aktuelle Muster in jeder Iteration erzeugt wird, kleiner als der Verbundfehler für das vorherige Muster ist, wird das aktualisierte aktuelle Muster als aktuelles Muster für die nächste Iteration verwendet.
  • Genauer gesagt wählt das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 anfänglich das Saatmuster, das heisst das in Schritt 103a erzeugte Muster als das aktuelle Muster aus (Schritt 103h). Das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 wählt dann einen Pixelnummer-Parameter "m" aus (Schritt 1031) und identifiziert die Orte der "m" weissen und "m" schwarzen Pixel des aktuellen Musters, die auf der Grundlage der in Schritt 103f erzeugten Verbund- Fehlerkarte den grössten Werten für die Verbund-Fehlerkarte zugeordnet werden (Schritt 103j). Das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 erzeugt dann ein probeweise aktualisiertes Muster, bei dem Werte der identifizierten Pixel des aktuellen Musters, das heisst, die den grössten Werten der Verbund-Fehlerkarte zugeordneten Pixel, umgekehrt werden, so dass die zuvor weissen Pixel schwarz sind und die zuvor schwarzen Pixel weiss sind (Schritt 103k). Das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 wiederholt die oben beschriebenen Operationen in Verbindung mit den Schritten 103b bis 103g in Verbindung mit dem probeweise aktualisierten Muster (Schritt 103l), um eine Verbund-Fehlerkarte und einen Verbund-Fehlerwert für das probeweise aktualisierte Muster zu erzeugen. Wenn der für das probeweise aktualisierte Muster erzeugte Verbund-Fehlerwert kleiner als der für das aktuelle Muster erzeugte Verbund-Fehlerwert ist (Schritt 103m), wählt das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 das probeweise aktualisierte Muster als das aktuelle Muster aus (Schritt 103n). Wenn andererseits das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 in Schritt 103 m bestimmt, dass der für das probeweise aktualisierte Muster erzeugte Verbund-Fehlerwert nicht kleiner als der für das aktuelle Muster erzeugte Verbund- Fehlerwert ist (Schritt 103m), behält das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 das aktuelle Muster bei und verwirft das probeweise aktualisierte Muster. Man erkennt, dass für den Fall, dass der Verbund-Fehlerwert des probeweise aktualisierten Musters nicht kleiner als derjenige für das aktuelle Muster ist, die Anordnung von schwärzen und weissen Pixeln des probeweise aktualisierten Musters nicht besser ist als diejenige des aktuellen Musters, und schlechter ist, wenn der Verbund-Fehlerwert für das probeweise aktualisierte Muster grösser als derjenige des aktuellen Musters ist.
  • Nachdem entweder das probeweise aktualisierte Muster oder das aktuelle Muster als neues aktuelles Muster ausgewählt ist, wählt das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 einen neuen Wert für den Pixelnummer-Parameter "m" aus (Schritt 103o). Wenn in Schritt 103m das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 bestimmt, dass der Verbund-Fehlerwert für das probeweise aktualisierte Muster kleiner als derjenige für das aktuelle Muster war, behält es den Wert für "m" bei, doch wenn es bestimmt, dass der Verbund-Fehlerwert nicht verringert wurde, verringert es den Wert für "m". Wenn der Wert des Pixelzahl-Parameters "m" grösser als Null ist, kehrt das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 zu Schritt 103j zurück, um die in Verbindung mit den Schritten 103j bis 1030 beschriebenen Operationen in Verbindung mit dem neuen Wert des Pixelnummer-Parameters "m" zu wiederholen. Das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 wiederholt diese Operationen, bis es in Schritt 103o bestimmt, dass der Pixelnummer-Parameter "m" den Wert Null hat, und schreitet bei diesem Punkt zu Schritt 103p fort.
  • Zu diesem Zeitpunkt hat das "aktuelle Muster" ein optimiertes Muster aus weissen und schwarzen Pixeln, also optimiert bezogen auf das in Schritt 103a erzeugte ursprüngliche Saatmuster und das Bildwiedergabe- Modellfilter, das Bildbeobachtungs-Funktionsfilter und das Nachbarschaftsfunktionsfilter sowie auch optimiert bezüglich des Gewichtungsparameterwerts "λ". In Schritt 103p speichert das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 das aktuelle Muster als optimiertes Muster für den zukünftigen Gebrauch.
  • Im Anschluss an Schritt 203p wird durch das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21, insbesondere durch den Stochastik-Schwellenmatrix-Generator 43, das in Schritt 103p gespeicherte optimierte Muster abgerufen und als Reaktion darauf eine stochastische Schwellenmatrix erzeugt. Das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 führt diese Operation in zwei Phasen durch, wobei in einer Phase eine Reihe von Schwellenwerten für die schwarzen Pixel des optimierten Musters erzeugt werden, die an Orten der stochastischen Schwellenmatrix gespeichert werden, die den Orten der schwarzen Pixel in dem optimierten Muster entsprechen. In der zweiten Phase erzeugt das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 eine Reihe von Schwellenwerten für die weissen Pixel des optimierten Musters, die an Orten der stochastischen Schwellenmatrix gespeichert sind, die den Orten der weissen Pixel in dem optimierten Muster entsprechen. In jeder Phase führt das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 eine Reihe von Iterationen in Verbindung mit einer Kopie des optimierten Musters durch, wobei in jeder Iteration der Verbund-Fehlerkarten-Generator 52 verwendet wird, um eine Verbund-Fehlerkarte zu erzeugen, wie weiter oben in Verbindung mit den Schritten 103b bis 103g beschrieben wurde, um das entsprechende schwarze oder weisse Pixel zu identifizieren, für das der Verbund-Fehlerwert am grössten ist. Das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 dreht die identifizierten Pixel von Schwarz nach Weiss oder von Weiss nach Schwarz um und ordnet einen geeigneten Schwellenwert zu. In einem Ausführungsbeispiel wird der geeignete Schwellenwert erzeugt durch Filtern des aktualisierten optimierten Musters mit dem Bildwiedergabe- Modellfilter 60, um ein gefiltertes aktualisiertes optimiertes Muster zu erzeugen, Summieren des Ergebnisses über das gefilterte aktualisierte optimierte Muster und Normieren der Summe über die Fläche, die durch das aktualisierte optimierte Muster dargestellt wird. Dies sorgt dafür, dass jede durch das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 erzeugte Schwellenmatrix dieselbe räumlich gemittelte Dichte produziert.
  • Genauer gesagt wird in der ersten Phase durch das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 anfänglich das optimierte Muster abgerufen und als Arbeitsmuster gespeichert (Schritt 103r). Das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 wiederholt die in Verbindung mit den Schritten 103b bis 103g in Verbindung mit dem Arbeitsmuster beschriebenen Operationen, um eine Verbund-Fehlerkarte zu erzeugen (Schritt 103s) und identifiziert das schwarze Pixel des Arbeitsmusters, das den grössten Fehlerwert hat (Schritt 103t). Das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 kehrt dann den Wert des identifizierten schwarzen Pixels nach weiss um (Schritt 103u), wodurch ein neuer Graupegel für das Arbeitsmuster erzeugt wird, und erzeugt einen Schwellenwert für das identifizierte schwarze Pixel, indem es in den entsprechenden Ort der stochastischen Schwellenmatrix lädt (Schritt 103v). Das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 bestimmt, ob es irgendwelche zusätzlichen schwarzen Pixel in dem Arbeitsmuster gibt (Schritt 103b), und wenn dies der Fall ist, kehrt es zu Schritt 103s zurück, um die Operationen in Verbindung mit dem Arbeitsmuster zu wiederholen.
  • Das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 wiederholt die oben in Verbindung mit den Schritten 103r bis 103v beschriebenen Operationen während einer Reihe von Iterationen, bis es in Schritt 103w bestimmt, dass das Arbeitsmuster überhaupt keine schwarzen Pixel hat. Zu diesem Zeitpunkt schreitet es zu Schritt 103x fort, um die zweite Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungsphase zu beginnen. In der zweiten Phase beginnt das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 ebenfalls von dem in Schritt 103b erzeugten optimierten Muster. Anfänglich ruft das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 das in Schritt 103p erzeugte optimierte Muster ab und speichert es als Arbeismuster (Schritt 103x). Das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 wiederholt die in Verbindung mit den Schritten 103b bis 103g in Verbindung mit dem Arbeitsmuster beschriebenen Operationen, um eine Verbund-Fehlerkarte zu erzeugen (Schritt 103y) und identifiziert das weisse Pixel des Arbeitsmusters, welches den grössten Fehlerwert hat (Schritt 1032). Das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 kehrt dann den Wert des identifizierten weissen Pixels nach Schwarz um (Schritt 103aa), wodurch ein neuer Graupegel für das Arbeitsmuster erzeugt wird, und erzeugt einen Schwellenwert für das identifizierte weisse Pixel, den es in den entprechenden Ort der stochastischen Schwellenmatrix lädt (Schritt 103ab). Das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 bestimmt, ob es irgendwelche zusätzlichen weissen Pixel in dem Arbeitsmuster gibt (Schritt 103ab), und wenn dies der Fall ist, kehrt es zu Schritt 103x zurück, um die Operationen in Verbindung mit dem Arbeitsmuster zu wiederholen. Das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 wiederholt die in Verbindung mit den Schritten 103y bis 103ac beschriebenen Operationen während einer Reihe von Iterationen, bis es in Schritt 103ac bestimmt, dass alle der Pixel schwarz sind, Zu diesem Zeitpunkt hat das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 Schwellenwerte für alle Pixel der stochastischen Schwellenmatrix erzeugt, die dem ersten optimierten Muster zugeordnet ist, so dass es aus der Routine bzw. dem Unterprogramm austritt (Schritt 103ad) und die stochastische Schwellenmatrix der Stochastik- Schwellenmatrix-Bibliothek 22 zuführt.
  • Nach dem Erzeugen des ersten optimierten Musters und der zugeordneten stochastischen Schwellenmatrix kann das stochastische Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 nachfolgende Muster und zugeordnete stochastische Schwellenmatrizen erzeugen. Die durch das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 in Verbindung mit diesen Operationen durchgeführten Opterationen sind in Fig. 9A bis. 9E dargestellt. Im allgemeinen sind die Operationen ähnlich wie diejenigen in Verbindung mit dem ersten Muster und werden hier nicht in aller Ausführlichkeit wiederholt. Der primäre Unterschied zwischen den Operationen, die in Verbindung mit den nachfolgenden Mustern durchgeführt werden, und den zugeordneten stochastischen Schwellenmatrizen ist folgendermassen: wie weiter oben in Verbindung mit den Schritten 103b und 103d gezeigt wurde, hat das durch den Verbund-Fehlerkarten-Generator 52 durchgeführte Filtern die Eigenart einer zweidimensionalen kreisformigen Faltungs-Methodik. In Schritt 105c und 105e, wie weiter oben in Verbindung mit dem Mustergenerator 51 beschrieben (Fig. 3) und wie in Schritt 105b gezeigt, wird andererseits das neue Saatmuster, das in Schritt 105a erzeugt wurde (das dem durch den Saatmuster-Generator 50, Fig. 3, erzeugten Muster entspricht) mit dem in Schritt 103p zuvor erzeugten optimierten Muster geschuppt, das heisst, es wird ein Verbund-Saatmuster 47 (Fig. 5) erzeugt, bei dem das neue Saatmuster durch das zuvor erzeugte optimierte Muster umgeben ist, und das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21, insbesondere der Verbund-Fehlerkarten-Generator 52, arbeitet in Verbindung mit diesem Muster beim Durchführen der Schritte 105c bis 105h. Beim Erzeugen des neuen optimierten Musters (Schritte 1051 bis 105q) wird durch das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 nur der mittige Abschnitt 48, das heisst der Abschnitt des Verbundmusters 47, aus dem das neue Saatmuster hergeleitet wurde, modifiziert.
  • Beim Erzeugen der stochastische Schwellenmatrix (Schritt 105s bis 105x für die erste Phase und Schritt 105y bis 105ad für die zweite Phase) verwendet das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 das in Schritt 105q gespeicherte optimierte Verbundmuster 47, wodurch die Pixel des mittigen Abschnitts 48 auf eine ähnliche Weise wie oben in Verbindung mit Schritt 103u und 103aa beschrieben, aktualisiert werden. Wenn ausserdem beim Erzeugen einer stochastischen Schwellenmatrix das Stochastik- Schwellenmatrix-Erzeugungssystem 21 ein Pixel in dem mittigen Abschnitt 48 aktualisiert, um einen neuen Schwellenwert zu erzeugen, der einer neuen Graustufe entspricht, aktualisiert es zusätzlich Pixel in den Randabschnitten 49 des optimierten Verbundmusters 47. Die Pixel in den Randabschnitten 49, die aktualisiert wurden, entsprechen denjenigen Pixeln, für welche die zuvor erzeugten Stochastik-Schwellenmatrix-Werte dem zu erzeugenden neuen Schwellenwert entsprechen, wodurch die Randabschnitte 49 auf dem neuen Graupegel gehalten werden.
  • Auf diese Weise erzeugt das Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem 21 das neue opimierte Muster sowie zugeordnete Schwellenwerte unter Verwendung des zuvor erzeugten optimierten Musters, um zu gewährleisten, dass sich die stochastischen Schwellenmatizen miteinander mit verringerten Rand-Artefakten schuppen lassen.
  • Man erkennt, dass die zweidimensionale kreisförmige Filterungsmethodik, die durch den Verbund-Fehlerkarten- Generator 52 in Verbindung mit dem ersten optimierten Muster durchgeführt wird (Schritte 103b und 103d), im allgemeinen ähnlich wie die Filterung der Muster beim Erzeugen der nachfolgenden optimierten Muster ist (Schritte 105c und 105e), und wird durchgeführt, um zu gewährleisten, dass die als Reaktion auf das erste optimierte Muster erzeugte stochastische Schwellenmatrix die Erzeugung ungewünschter Rand-Artefakte minimiert, wenn es mit sich selbst geschuppt wird, wenn es durch das Bildverarbeitungs- Untersystem 23 verwendet wird (Fig. 2).
  • Das Bildwiedergabesystem 20 bringt zahlreiche Vorteile mit sich. Zunächst wird durch das zufällige Auswählen und Verwenden der wie oben beschrieben erzeugten stochastischen Schwellenmatrizen durch das System 20 die Erzeugung der ungewünschten Schuppungsartefakte verringert, die im allgemeinen im Verbindung mit Wiedergabesystemen erzeugt werden, die eine einzige stochastische Schwellenmatrix verwenden. Durch Verwenden stochastischer Schwellenmatrizen, die aus Saatmustern optimiert wurden, die anfänglich zufällig erzeugt wurden, jedoch gemeinsam optimiert werden, erfolgt bei den als Reaktion auf die Muster erzeugten stochastischen Schwellenmatrizen im allgemeinen eine Schuppung mit verringerten Randeffekten. Durch Erzeugen der stochastischen Schwellenmatrizen unter Bezugnahme auf sowohl ein Bildwiedergabe-Modellfilter als auch ein Bildbeobachtungs-Funktionsfilter, das die Erzeugung von Fehlerwerten freigibt, die dazu neigen, grosse Anhäufungen von Pixeln eines speziellen Werts zu bestrafen bzw zu. unterdrücken, und eines Nachbarschaftsfilters, das die Erzeugung von Fehlerwerten freigibt, die dazu neigen, einzelne Pixel oder kleine Anhäufungen von Pixeln eines speziellen Werts zu bestrafen, und durch Bereitstellen eines Gewichtungsparameters (nämlich "λ", wie oben beschrieben), den ein Bediener steuern kann, kann der Bediener ausserdem wirkungsvoll das Ausmass der Körnigkeit (grosse Anhäufungen aus Pixeln eines speziellen Werts) und die Wahrscheinlichkeit für eine Sprenkelung (einzelne Pixel oder kleine Anhäufungen von Pixeln eines speziellen Werts) durch eine geeignete Auswahl des Gewichtungsparameters bei der Erzeugung der stochastischen Schwellenmatrizen und der Wiedergabe der Diskretton-Bilder als Reaktion darauf steuern. Bei einem Bildwiedergabesystem, indem das Nachbarschaftsfilter eine zweidimensionale Gauss-Funktion als Nachbarschafts- Filterfunktion verwendet, wie oben beschrieben, kann der Bediener auch die Wahrscheinlichkeit der Sprenkelung durch eine geeignete Auswahl eines zweiten Parameters, nämlich das oben beschriebene "λ", gesteuert werden.
  • Obwohl das Bildwiedergabesystem 20 in Verbindung mit Mustern mit schwarzen und weissen Pixeln beschrieben wurde, erkennt man, das die Schwellenmatrizen, die als Reaktion hierauf erzeugt wurden, in Verbindung mit der Wiedergabe von Diskretton-Farbbildern sowie eines Diskretton- Schwarzweiss-Bilder (oder monochrome Bilder) verwendet werden können. Beim Wiedergeben von Diskretton-Farbbildern kann der Bilddatenprozessor 26 (Fig. 2) die Eingabe- Bilddaten Farbe für Farbe unter Verwendung der Schwellenmatrizen verarbeiten, wie weiter oben in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurde. Man erkennt jedoch, dass für den Fall, dass die Filterfunktion für das Bildwiedergabe-Modellfilter 60, das Bildbeobachtungs- Funktionsfilter 61 oder das Nachbarschaftsfilter 62 oder alle von ihnen sich zwischen den verschiedenen Farben unterscheiden, gesonderte stochastische Schwellenmatrizen für die unterschiedlichen Farben im allgemeinen erzeugt werden.
  • Ausserdem erkennt man, dass der Musteroptimierabschnitt 41 in Übereinstimmung mit einer anderen Optimierungsmethodik funktionieren kann, wie z. B. simuliertes Nachbearbeiten, direkte binäre Suche, eine modellbasierte Fehlerdiffusion sowie andere weitläufig bekannte Verfahren, wodurch man einige oder alle der oben beschriebenen Vorteile erzielt.
  • Die oben stehende Beschreibung wurde auf ein spezielles Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschränkt. Es versteht sich jedoch, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen an der Erfindung durchgeführt werden können, wodurch einige oder alle der Vorteile der Erfindung erzielt werden. Die Aufgabe der beigefügten Ansprüche besteht darin, diese und andere solche Veränderungen und Abwandlungen abzudecken, die innerhalb des Rahmens der Erfindung liegen.

Claims (34)

1. Bildwiedergabesystem (20) zum Erzeugen von Diskretton- Bliddaten eines Bildes zum Darstellen von Kontinuierlichton-Bilddaten, die durch eine Wiedergabevorrichtung (13; 13A, 13B) wiedergegeben werden sollen, wobei das Bildwiedergabesystem (20) aufweist:
ein Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem (21) zum Erzeugen einer Vielzahl stochastischer Schwellenmatrizen (24A(1)-24A(N)), die aus individuellen Saatmustern (45, 48) erzeugt werden, die jeweils einem vorbestimmten Bildton entsprechen;
eine Stochastik-Schwellenmatrix-Bibliothek (22) zum Speichern der Vielzahl stochastischer Schwellenmatrizen (24A(1)-24A(N)), die von dem Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem (21) erzeugt werden; und
einen Bilddaten-Verarbeitungsabschnitt (26) zum Verarbeiten der Kontinuierlichton-Bilddaten bezüglich der stochastischen Schwellenmatrizen (24A(1)-24A(N)), wobei das Bildwiedergabesystem (20) dadurch gekennzeichnet ist, daß das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem (21) einen Musteroptimierabschnitt (41) aufweist zum Optimieren jedes Saatmusters (45, 48), um entsprechende vorbestimmte Korn/Sprenkel-Abwägungsbedingungen (λ, 1-λ) und optimale visuelle Schuppungskenngrößen widerzuspiegeln, wenn das Saatmuster (45, 48) mit sich selbst geschuppt wird; und
der Bilddaten-Verarbeitungsabaschnitt (26) eine der stochastischen Schwellenmatrizen (24A(1)-24A(N)) für eine der vorbestimmten Korn/Sprenkel-Abwägungsbedingungen (λ, 1- λ) von der Stochastik-Schwellenmatrix-Bibliothek (22) abruft, die abgerufene stochastische Schwellenmatrix über die Kontinuierlichton-Bilddaten schuppt und die Diskretton- Bilddaten als Reaktion auf entsprechend positionierte Bildelemente der Kontinueirlichton-Bilddaten und Schwellenwerte der geschuppten stochastischen Schwellenmatrix erzeugt.
2. Bildwiedergabesystem (20) zum Erzeugen von Diskretton- Bilddaten eines Bildes zum Darstellen von Kontinuierlichton-Bilddaten, die durch eine Wiedergabevorrichtung (13; 13A, 13B) wiedergegeben werden sollen, wobei das Bildwiedergabesystem (20) aufweist:
ein Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem (21) zum Erzeugen einer Vielzahl stochastischer Schwellenmatrizen (24A(1)-24A(N)), die aus individuellen Saatmustern (45, 48) erzeugt werden;
eine Stochastik-Schwellenmatrix-Bibliothek (22) zum Speichern der Vielzahl stochastischer Schwellenmatrizen (24A(1)-24A(N)), die von dem Stochastik-Schwellenmatrix- Erzeugungssystem (21) erzeugt werden; und
einen Bilddaten-Verarbeitungsabaschnitt (26) zum Verarbeiten der Kontinuierlichton-Bilddaten bezüglich der stochastischen Schwellenmatrizen (24A(1)-24A(N)), wobei das Bildwiedergabesystem (20) dadurch gekennzeichnet ist, daß das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem (21) einen Musteroptimierabschnitt (41) aufweist, um die individuellen Saatmuster (45, 48) so zu optimieren, daß sie optimale visuelle Schuppungs-Kenngrößen haben, wenn sie zufällig miteinander geschuppt werden; und
der Bilddaten-Verarbeitungsabaschnitt (26) die stochastischen Schwellenmatrizen (24A(1)-24A(N)) von der Stochastik-Schwellenmatrix-Bibliothek (22) zufällig abruft, die abgerufenen stochastischen Schwellenmatrizen über den Kontinuierlichton-Bilddaten zufällig schuppt und die Diskretton-Bilddaten als Reaktion auf entsprechend positionierte Bildelemente der Kontinuierlichton-Bilddaten und Schwellenwerte der geschuppten stochastischen Schwellenmatrizen erzeugt.
3. Bildwiedergabesystem nach Anspruch 2, bei welchem das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem (21) die stochastischen Schwellenmatrizen (24A(1)-24A(N)) erzeugt durch
A) Erzeugen einer Vielzahl optimierter stochastischer Muster (49) jeweils von einem entsprechenden stochastischen Saatmuster (45, 48), wobei mindestens einige der optimierten stochastischen Muster jeweils von dem entsprechenden stochastischen Saatmuster und einem zuvor erzeugten optimierten stochastischen Muster erzeugt werden, um dadurch dafür zu sorgen, daß die so erzeugten optimierten stochastischen Muster beim Schuppen mit anderen der optimierten stochastischen Muster optimale visuelle Schuppungs-Kenngrößen in der Nähe ihrer jeweiligen Ränder haben; und
B) Erzeugen jeder stochastischen Schwellenmatrix unter Verwendung eines der optimierten stochastischen Muster.
4. Bildwiedergabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem (21) das optimierte stochastische Muster erzeugt durch
A) Erzeugen eines anfänglichen stochastischen Musters, wobei das anfängliche stochastische Muster für die erste Iteration das jeweilige stochastische Saatmuster (48) aufweist, und mindestens einiger anfänglicher stochastischer Muster zur Verwendung beim Erzeugen optimierter stochastischer Muster nach dem ersten optimierten stochastischen Muster mit dem jeweiligen stochastischen Saatmuster (48), das von Kopien mindestens eines optimierten stochastischen Musters (49) umgeben ist, das während einer vorherigen Iteration erzeugt wird; und
B) Optimieren des anfänglichen stochastischen Musters.
5. Bildwiedergabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem (21) das optimierte stochastische Muster iterativ erzeugt mittels
eines Verbund-Fehlerkarten-Generators (52), der eine Fehlerkarte erzeugt, die Unterschiede widerspiegelt zwischen einem ihr zugeführten stochastischen Muster und einer durch die Wiedergabevorrichtung (13; 13A, 13B) durchgeführten Verarbeitung beim Wiedergeben eines durch das stochastische Muster definierten Bildes und einer durch einen Betrachter beim Anschauen des Bildes durchgeführten psychovisuellen Verarbeitung; und
eines Muster-Aktualisierungsgenerators (54), der ein aktualisiertes stochastisches Muster bezüglich der während der Iteration erzeugten Fehlerkarte erzeugt, wobei das aktualisierte stochastische Muster als das stochastische Muster verwendet wird, das beim Erzeugen der Fehlerkarte während einer nachfolgenden Iteration verwendet wird.
6. Bildwiedergabesystem nach Anspruch 5, bei welchem jedes stochastische Muster Bildelemente aufweist, die durch zwei komplementäre Farben dargestellt werden, wobei das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem (21) ein aktualisiertes Stochastikmuster-Aktualisierungsmuster erzeugt durch Umändern der Farben ausgewählter Anzahlen von Bildelementen jeder Farbe zu ihren jeweiligen komplementären Farben, wobei die Anzahl selektiv verringert wird für aufeinanderfolgende Iterationen, in denen jedes stochastische Muster vorzugsweise eine Vielzahl von Bildelementen aufweist, und in welchem der Verbund- Fehlerkarten-Generator (52) aufweist:
einen Korn-Filterweg (68), der eine Wiedergabevorrichtung- Fehlerkarte erzeugt, welche die Körnung minimiert durch Identifizieren von Fehlern in Verbindung mit der durch die Wiedergabevorrichtung (13; 13A, 13B) durchgeführten Verarbeitung eines Bildes, das durch das ihr zugeführte stochastische Muster dargestellt wird, in Verbindung mit der Wiedergabe großer Anhäufungen von Bildelementen;
einen Sprenkel-Filterweg (69), der eine Nachbarschafts- Fehlerkarte erzeugt, welche die Sprenkelung minimiert durch Identifizieren von Fehlern in Verbindung mit der durch die Wiedergabevorrichtung durchgeführten Verarbeitung eines Bildes, das durch das ihr zugeführte stochastische Muster dargestellt wird, in Verbindung mit der Wiedergabe großer Anhäufungen von Bildelementen; und
ein Mittel (70), das eine Verbund-Fehlerkarte erzeugt, die eine Korn/Sprenkel-Abwägung bereitstellt, als Reaktion auf sowohl die Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte als auch die Nachbarschafts-Fehlerkarte.
7. Bildwiedergabesystem nach Anspruch 6, bei welchem der Korn-Filterweg (68) aufweist:
ein Bildwiedergabe-Modellfilter (60), das eine Wiedergabevorrichtung-Filteroperation durchführt in Verbindung mit dem stochastischen Muster, um ein durch die Wiedergabevorrichtung gefiltertes stochastisches Muster zu erzeugen, wobei das durch die Wiedergabevorrichtung gefilterte stochastische Muster eine Verarbeitung widerspiegelt, die durch die Wiedergabevorrichtung (13; 13A, 13B) beim Wiedergeben großer Anhäufungen von Bildelementen, welche das stochastische Muster aufweisen, durchgeführt wird;
ein Bildbeobachtung-Funktionsfilter (61), das eine Kontrastempfindlichkeit-Filteroperation durchführt in Verbindung mit dem durch die Wiedergabevorrichtung gefilterten stochastischen Muster, um ein nach der Kontrastempfindlichkeit gefiltertes stochastisches Muster zu erzeugen, wobei das nach der Kontrastempfindlichkeit gefilterte stochastische Muster die durch den Beobachter durchgeführte psychovisuelle Verarbeitung widerspiegelt in Verbindung mit der Beobachtung des durch die Wiedergabevorrichtung gefilterten stochastischen Musters; und
einen Fehlerkarten-Generator (64), der die Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte erzeugt, welche Unterschiede identifiziert zwischen dem stochastischen Muster und dem nach der Kontrastempfindlichkeit gefilterten stochastischen Muster in Verbindung mit großen Anhäufungen von Bildelementen.
8. Bildwiedergabesystem nach Anspruch 6 oder 7, bei welchem der Sprenkel-Filterweg (69) ein Nachbarschaftsfilter (62) aufweist zum Durchführen einer Nachbarschaft- Filteroperation in Verbindung mit dem stochastischen Muster, um ein nach der Nachbarschaft gefiltertes stochastisches Muster zu erzeugen, wobei das nach der Nachbarschaft gefilterte stochastische Muster eine Verarbeitung widerspiegelt, die durch die Wiedergabevorrichtung (13; 13A, 13B) beim Wiedergeben kleiner Anhäufungen von Bildelementen, welche das stochastische Muster aufweisen, durchgeführt wird, und zum Erzeugen der Nachbarschafts-Federkarte, welche Differenzen identifiziert zwischen den stochastischen Mustern und dem nach der Nachbarschaft gefilterten stochastischen Muster in Verbindung mit kleinen Anhäufungen von Bildelementen.
9. Bildwiedergabesystem nach Anspruch 7 oder 8, bei welchem der Verbund-Fehlerkarten-Generator (52) aufweist:
einen Multiplizierer (66) zum Erzeugen einer gewichteten Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte aus der Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte sowie einen Multiplizierer (67) zum Erzeugen einer gewichteten Nachbarschafts-Fehlerkarte aus der Nachbarschafts- Fehlerkarte jeweils von einem Gewichtungswert; und
ein Mittel (70) zum Erzeugen der kombinierten Fehlerkarte aus der gewichteten Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte und der gewichteten Nachbarschaft-Fehlerkarte, wobei der Gewichtungswert (λ, 1-λ) vorzugsweise durch einen Operator auswählbar ist.
10. Bildwiedergabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem das Stochastik-Schwellenmatrix-Erzeugungssystem (21) jeweils die stochastische Schwellenmatrix erzeugt durch
A) Erzeugen eines optimierten stochastischen Musters aus einem stochastischem Saatmuster mittels
i) eines Saatmuster-Generators (40), der ein anfängliches stochastisches Muster erzeugt; und
ii) eines Muster-Optimierabschnitts (41), der das anfängliche stochastische Muster in einer Reihe von Iterationen optimiert und aufweist:
a) einen Verbund-Fehlerkarten-Generator (52) zum Erzeugen einer Fehlerkarte, welche Differenzen widerspiegelt zwischen einem ihm zugeführten stochastischen Muster und einem durch die Wiedergabevorrichtung gefilterten stochastischen Muster, das eine Verarbeitung darstellt, die durch die Wiedergabevorrichtung beim Wiedergeben eines Bildes durchgeführt wird, das durch das stochastische Muster bestimmt ist, sowie einem nach der Nachbarschaft gefilterten stochastischen Muster, das eine durch einen Beobachter beim Betrachten des Bildes durchgeführte psychovisuelle Verarbeitung darstellt, wobei die jeweiligen Beiträge des durch die Wiedergabevorrichtung gefilterten stochastischen Musters und des nach der Nachbarschaft gefilterten stochastischen Musters zu der Fehlerkarte durch jeweilige komplementäre Gewichtungsfaktoren (λ, 1-λ) bestimmt werden, wobei unterschiedliche komplementäre Gewichtungsfaktoren während der Optimierung für die stochastischen Schwellenmatrizen verwendet werden, um dadurch unterschiedliche Korn/Sprenkel- Abwägungsbedingungen bereitzustellen; und
b) einen Muster-Aktualisierungsgenerator 54) zum Erzeugen eines aktualisierten stochastischen Musters bezüglich der während der Iteration erzeugten Fehlerkarte, wobei das aktualisierte stochastische Muster als das stochastische Muster verwendet wird, das beim Erzeugen der Fehlerkarte währende einer anschließenden Iteration verwendet wird; und
B) Erzeugen der stochastischen Schwellenmatrizen aus den optimierten stochastischen Mustern.
11. Bildwiedergabesystem nach Anspruch 10, bei welchem jedes stochastische Muster eine Vielzahl von Bildelementen aufweist und bei welchem der Verbund-Fehlerkarten-Generator (52) aufweist:
einen Korn-Filterweg (68) zum Erzeugen einer Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte, welche die Körnung minimiert durch Identifizieren von Fehlern in Verbindung mit der durch die Wiedergabevorrichtung (13; 13A, 13B) durchgeführten Verarbeitung eines Bildes, das durch das ihr zugeführte stochastische Muster dargestellt wird, in Verbindung mit der Wiedergabe großer Anhäufungen von Bildelementen;
einen Sprenkel-Filterweg (69) zum Erzeugen einer Nachbarschaft-Fehlerkarte, welche die Sprenkelung minimiert durch Identifizieren von Fehlern in Verbindung mit der durch die Wiedergabevorrichtung durchgeführten Verarbeitung eines Bildes, das durch das ihr zugeführte stochastische Muster dargestellt wird, in Verbindung mit der Wiedergabe kleiner Anhäufungen von Bildelementen; und
ein Mittel (70) zum Erzeugen einer Verbund-Fehlerkarte, welche eine Korn/Sprenkel-Abwägung bereitstellt als Reaktion auf sowohl die Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte als auch die Nachbarschaft-Fehlerkarte unter Verwendung der komplementären Gewichtungswerte (λ, 1-λ), um die jeweiligen Beiträge der Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte und der Nachbarschaft-Fehlerkarte zu der Verbund-Fehlerkarte zu bestimmen.
12. Bildwiedergabesystem nach Anspruch 11, bei welchem der Korn-Filterweg (68) aufweist:
das Durchführen einer Wiedergabevorrichtung-Filteroperation in Verbindung mit dem stochastischen Muster, um ein durch die Wiedergabevorrichtung gefiltertes stochastisches Muster zu erzeugen, wobei das durch die Wiedergabevorrichtung gefilterte stochastische Muster eine Verarbeitung widerspiegelt, die durch die Wiedergabevorrichtung (13; 13A, 13B) beim Wiedergeben großer Anhäufungen von Bildelementen, welche das stochastische Muster aufweisen durchgeführt wird;
ein Bildbeobachtung-Funktionsfilter (61) zum Durchführen einer Kontrastempfindlichkeit-Filteroperation in Verbindung mit dem durch die Wiedergabevorrichtung gefilterten stochastischen Muster, um ein nach der Kontrastempfindlichkeit gefiltertes stochastisches Muster zu erzeugen, wobei das nach der Kontrastempfindlichkeit gefilterte stochastische Muster die psychovisuelle Verarbeitung widerspiegelt, die durch den Beobachter in Verbindung mit der Beobachtung des durch die Wiedergabevorrichtung gefilterten stochastischen Musters durchgeführt wird und
einen Fehlerkarten-Generator (64) zum Erzeugen der Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte, welche Differenzen identifiziert zwischen dem stochastischen Muster und dem nach der Kontrastempfindlichkeit gefilterten stochastischen Muster in Verbindung mit großen Anhäufungen von Bildelementen.
13. Bildwiedergabesystem nach Anspruch 7 oder 12, bei welchem während der Verarbeitung des anfänglichen stochastischen Musters und der aktualisierten stochastischen Muster während des Erzeugens des ersten optimierten stochastischen Musters sowohl die Wiedergabevorrichtung-Filteroperation als auch die Kontrastempfindlichkeit-Filteroperation in Übereinstimmung mit einer Kreisfaltung-Filtermethodik durchgeführt werden.
14. Bildwiedergabesystem nach Anspruch 11, bei welchem der Sprenkel-Filterweg (69) aufweist:
ein Nachbarschaftsfilter (62) zum Durchführen einer Nachbarschaft-Filteropteration in Verbindung mit dem stochastischen Muster zum Erzeugen eines nach der Nachbarschaft gefilterten stochastischen Musters, wobei das nach der Nachbarschaft gefilterte stochastische Muster eine Verarbeitung widerspiegelt, die durch die Wiedergabevorrichtung beim Wiedergeben kleiner Anhäufungen von Bildelementen, welche das stochastische Muster aufweisen, durchgeführt wird; und zum Erzeugen der Nachbarschaft-Fehlerkarte, welche Differenzen identifiziert zwischen dem stochastischen Muster und dem nach der Nachbarschaft gefilterten stochastischen Muster in Verbindung mit kleinen Anhäufungen von Bildelementen.
15. Bildwiedergabesystem nach Anspruch 7 oder 14, bei welchem während der Verarbeitung des anfänglichen stochastischen Musters und der aktualisierten stochastischen Muster während des Erzeugens des ersten optimierten stochastischen Musters die Nachbarschaft- Filteroperation in Übereinstimmung mit einer Kreisfilter- Methodik durchgeführt wird.
16. Bildwiedergabesystem nach Anspruch 8 oder 14, bei welchem die Nachbarschaft-Fehlerkarte aus dem stochastischen Muster erzeugt wird unter Verwendung eines Filters (62), bei dem jedes Bildelement gemäß der Form eines konstanten Wertes minus einer vorbestimmten Gauss- Funktion erzeugt wird, wobei die vorbestimmte Gauss- Funktion einen Parameter hat, der verändert werden kann, um die Größe der gefilterten Anhäufung zu verändern.
17. Bildwiedergabesystem nach Anspruch 16, bei welchem die Nachbarschafts-Fehlerkarte aus dem stochastischen Muster erzeugt wird unter Verwendung eines Filters (62), das auf jedes Bildelement des stochastischen Musters der Form
k[δ(x - x&sub0;, y - y&sub0;) - e - ((x - x&sub0;)²/2σ²)e - ((y - y&sub0;)²/2σ²)]
angewandt wird, wobei "x" und "y" horizontale bzw. vertikale Achsen des stochastischen Musters sind, "x&sub0;" und "y&sub0;" Koordinaten entlang der "x"-Achse bzw. der "y"-Achse des gefilterten Bildelements sind, "k" und "σ" Konstanten mit ausgewählten Werten sind, wobei σ veränderbar ist, um die Größe der gefilterten Anhäufung zu verändern, und "δ" eine Deltafunktion ist, welche den Wert "1" annimmt, wo (x, y) = (x&sub0;, y&sub0;), und anderswo Null ist.
18. Verfahren zum Erzeugen von Diskretton-Bilddaten aus Kontinuierlichton-Bilddaten zum Wiedergeben durch eine Wiedergabevorrichtung (13; 13A, 13B), welches die folgenden Schritte aufweist:
A) Bereitstellen einer Vielzahl stochastischer Schwellenmatrizen, die aus individuell erzeugten stochastischen Mustern erzeugt werden;
B) Verarbeiten der Kontinuierlichton-Bilddaten bezüglich der stochastischen Schwellenmatrizen, wobei das Verfahren zum Erzeugen der Diskretton-Bilddaten dadurch gekennzeichnet ist, daß:
jedes stochastische Muster optimiert wird, um entsprechende vorbestimmte Korn/Sprenkel-Abwägungsbedingungen (λ, 1-λ) widerzuspiegeln, und außerdem derart optimiert wird, daß jedes Muster, von denen jedes einem Ton aus einer stochastischen Schwellenmatrix entspricht, beim Schuppen mit sich selbst eine optimale visuelle Schuppungs-Kenngröße in der Nähe der jeweiligen Ränder hat; und
das Kontinuierlichton-Bild verarbeitet wird durch Abrufen der stochastischen Schwellenmatrix für eine der vorbestimmten Korn/Sprenkel-Abwägungsbedingungen aus einer Stochastik-Schwellenmatrix-Bibliothek (22), Schuppen der abgerufenen stochastischen Schwellenmatrix über die Kontinuierlichton-Bilddaten und Erzeugen der Diskretton- Bilddaten aus entsprechend positionierten Bildelementen der Kontinuierlichton-Bilddaten und Schwellenwerte der geschuppten stochastischen Schwellenmatrix.
19. Verfahren zum Erzeugen von Diskretton-Bilddaten aus Kontinuierlichton-Bilddaten für die Wiedergabe durch eine Wiedergabevorrichtung (13), welches die folgenden Schritte aufweist:
A) Bereitstellen einer Vielzahl stochastischer Schwellenmatrizen, die aus individuell erzeugten stochastischen Mustern erzeugt werden; und
B) Verarbeiten der Kontinuierlichton-Bilddaten bezüglich derjenigen der stochastischen Schwellenmatrizen, wobei das Verfahren zum Erzeugen von Diskretton-Bilddaten dadurch gekennzeichnet ist, daß:
jedes stochastische Muster, das in einem Bild verwendet wird, welches optimiert wird, um eine Verarbeitung widerzuspielen, die durch die Wiedergabevorrichtung beim Wiedergeben des durch das stochastische Muster definierten Bildes durchgeführt wird, und welches optimiert wird durch eine psychovisuelle Verarbeitung, die durch einen Beobachter beim Beobachten des Bildes durchgeführt wird, und welches außerdem so optimiert wird, daß die stochastischen Muster, wenn sie miteinander geschuppt werden, optimale visuelle Schuppungs-Kenngrößen in der Nähe ihrer jeweiligen Ränder haben; und
die stochastischen Schwellenmatrizen zufällig ausgewählt werden und über die Kontinuierlichton-Bilddaten geschuppt werden, wobei die Diskretton-Bilddaten von entsprechend positionierten Bildelementen der Kontinuierlichton- Bilddaten und Schwellenwerten der geschuppten stochastischen Schwellenmatrizen erzeugt werden.
20. Verfahren nach Anspruch 19, bei welchem die stochastischen Schwellenmatrizen (24A(1)-24A(N)) gemäß der folgenden Schritte erzeugt werden:
A) Erzeugen einer Vielzahl optimierter stochastischer Muster jeweils aus einem betreffenden stochastischen Saatmuster, wobei zumindest einige der optimierten stochastischen Muster jeweils aus dem betreffenden stochastischen Saatmuster und einem zuvor erzeugten optimierten stochastischen Muster erzeugt werden, um dadurch dafür zu sorgen, daß das so erzeugte optimierte stochastische Muster beim Schuppen mit anderen der optimierten stochastischen Muster optimale visuelle Schuppungs-Kenngrößen in der Nähe der jeweiligen Ränder hat; und
B) Erzeugen jeder stochastischen Schwellenmatrix (24A(1)- 24A(N)) unter Verwendung eines der optimierten stochastischen Muster.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei welchem der Schritt zum Erzeugen des optimierten stochastischen Musters die folgenden Schritte aufweist:
A) Erzeugen eines anfänglichen stochastischen Musters, wobei das anfängliche stochastische Muster für die erste Iteration das jeweilige stochastische Saatmuster aufweist, und mindestens einiger anfänglicher stochastischer Muster zur Verwendung beim Erzeugen optimierter stochastischer Muster nach dem ersten optimierten stochastischen Muster mit den jeweiligen stochastischen Saatmustern, die von Kopien mindestens eines optimierten stochastischen Musters umgeben sind, das während einer vorherigen Iteration erzeugt wird; und
B) Optimieren des anfänglichen stochastischen Musters.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, bei welchem der Schritt zum Optimieren des stochastischen Musters die folgenden iterativen Schritte aufweist:
A) Erzeugen einer Fehlerkarte, welche Differenzen widerspiegelt zwischen einem ihr zugeführten stochastischen Muster und einer Verarbeitung, die durch die Wiedergabevorrichtung (13) beim Wiedergeben eines durch das stochastische Muster definierten Bildes durchgeführt wird, sowie einer psychovisuellen Verarbeitung, die durch einen Beobachter beim Betrachten des Bildes durchgeführt wird; und
B) Erzeugen eines aktualisierten stochastischen Musters bezüglich der während der Iteration erzeugten Fehlerkarte, wobei das aktualisierte stochastische Muster verwendet wird als das stochastische Muster, das beim Erzeugen der Fehlerkarte während einer anschließenden Iteration verwendet wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, bei welchem jedes stochastische Muster Bildelemente aufweist, die durch zwei komplementäre Farben dargestellt werden, wobei der Schritt zum Erzeugen des aktualisierten Stochastikmuster- Aktualisierungsmusters einen Schritt aufweist zum Abwechseln der Farben ausgewählter Anzahlen von Bildelementen jeder Farbe zu ihren jeweiligen komplementären Farben, wobei die Anzahl selektiv verringert wird für aufeinanderfolgende Iterationen, bei denen jedes stochastische Muster vorzugsweise eine Vielzahl von Bildelementen aufweist und wobei der Fehlerkarten- Erzeugungsschritt die folgenden Schritte aufweist:
A) Erzeugen einer Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte, welche die Körnung minimiert durch Identifizieren von Fehlern in Verbindung mit einer durch die Wiedergabevorrichtung (13) durchgeführten Verarbeitung eines Bildes, das durch das ihm zugeführte stochastische Muster dargestellt wird, in Verbindung mit der Wiedergabe großer Anhäufungen von Bildelementen;
B) Erzeugen einer Nachbarschaft-Fehlerkarte, welche die Sprenkelung minimiert durch Identifizieren von Fehlern in Verbindung mit einer durch die Wiedergabevorrichtung durchgeführten Verarbeitung eines Bildes, das durch das ihm zugeführte stochastische Muster dargestellt wird, in Verbindung mit der Wiedergabe kleiner Anhäufungen von Bildelementen; und
C) Erzeugen einer Verbund-Fehlerkarte, die eine Korn/Sprenkel-Abwägung bereitstellt als Reaktion auf sowohl die Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte als auch die Nachbarschaft-Fehlerkarte.
24. Verfahren nach Anspruch 23, bei welchem der Schritt zum Erzeugen der Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte die folgenden Schritte enthält:
A) Durchführen einer Wiedergabevorrichtung-Filteroperation in Verbindung mit dem stochastischen Muster, um ein durch die Wiedergabevorrichtung gefiltertes stochastisches Muster zu erzeugen, wobei das durch die Wiedergabevorrichtung gefilterte stochastische Muster eine Verarbeitung widerspiegelt, die durch die Wiedergabevorrichtung beim Wiedergeben großer Anhäufungen von Bildelementen, welche das stochastische Muster aufweisen, durchgeführt wird;
B) Durchführen einer Kontrastempfindlichkeit- Filteroperation in Verbindung mit dem durch die Wiedergabevorrichtung gefilterten stochastischen Muster zum Erzeugen eines nach der Kontrastempfindlichkeit gefilterten stochastischen Musters, wobei das nach der Kontrastempfindlichkeit gefilterte stochastische Muster die psychovisuelle Verarbeitung widerspiegelt, die durch den Beobachter in Verbindung mit dem Beobachten des durch die Wiedergabevorrichtung gefilterten stochastischen Musters durchgeführt wird; und
C) Erzeugen der Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte, welche Differenzen identifiziert zwischen dem stochastischen Muster und dem nach der Kontrastempfindlichkeit gefilterten stochastischen Muster in Verbindung mit großen Anhäufungen von Bildelementen.
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, bei welchem der Schritt zum Erzeugen der Verbund-Fehlerkarte die folgenden Schritte aufweist.
A) Durchführen einer Nachbarschaft-Filteroperation in Verbindung mit dem stochastischen Muster zum Erzeugen eines nach der Nachbarschaft gefilterten stochastischen Musters, wobei das nach der Nachbarschaft gefilterete stochastische Muster eine Verarbeitung widerspiegelt, die durch die Wiedergabevorrichtung (13) beim Wiedergeben kleiner Anhäufungen von Bildelementen, welche das stochastische Muster aufweisen, durchgeführt wird; und
B) Erzeugen der Nachbarschaft-Fehlerkarte zum Identifizieren von Differenzen zwischen dem stochastischen Muster und dem nach der Nachbarschaft gefilterten stochastischen Muster in Verbindung mit kleinen Anhäufungen von Bildelementen.
26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, bei welchem der Schritt zum Erzeugen der Verbund-Fehlerkarte die folgenden Schritte aufweist:
A) Erzeugen einer gewichteten Wiedergabevorrichtung- Fehlerkarte aus der Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte und einer gewichteten Nachbarschaft-Fehlerkarte aus der Nachbarschaft-Fehlerkarte jeweils aus einem Gewichtungswert; und
B) Erzeugen der kombinierten Fehlerkarte aus der gewichteten Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte und der gewichteten Nachbarschaft-Fehlerkarte, bei der der Gewichtungswert vorzugsweise durch einen Benutzer auswählbar ist.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 26, bei welchem jede der stochastischen Schwellenmatrizen gemäß einem der folgenden Schritte erzeugt wird:
A) Erzeugen eines optimierten stochastischen Musters aus einem stochastischen Saatmuster nach einem der folgenden Schritte:
i) Erzeugen eines anfänglichen stochastischen Musters; und
ii) Optimieren des anfänglichen stochastischen Musters durch eine Reihe von Iterationen:
a) Erzeugen einer Fehlerkarte, welche Differenzen widerspiegelt zwischen einem ihr zugeführten stochastischen Muster und einem durch die Wiedergabevorrichtung gefilterten stochastischen Muster, das eine Verarbeitung darstellt, die durch die Wiedergabevorrichtung beim Wiedergeben eines durch das stochastische Muster definierten Bildes durchgeführt wird, sowie einem nach der Nachbarschaft gefilterten stochastischen Muster, das eine psychovisuelle Verarbeitung darstellt, die durch einen Beobachter beim Betrachten des Bildes durchgeführt wird, wobei die jeweiligen Beiträge des durch die Wiedergabevorrichtung gefilterten stochastischen Musters und des nach der Nachbarschaft stochastischen Musters zu der Fehlerkarte durch jeweilige komplementäre Gewichtungsfaktoren bestimmt werden, wobei unterschiedliche komplementäre Gewichtungsfaktoren während der Optimierung für die stochastischen Schwellenmatrizen verwendet werden, um dadurch unterschiedliche Korn/Sprenkel- Abwägungsbedingungen bereitzustellen;
b) Erzeugen eines aktualisierten stochastischen Musters bezüglich der während der Iteration erzeugten Fehlerkarte, wobei das aktualisierte stochastische Muster als das stochastische Muster verwendet wird, das beim Erzeugen der Fehlerkarte während einer anschließenden Iteration verwendet wird; und
B) Erzeugen der stochastischen Schwellenmatrizen aus den optimierten stochastischen Mustern.
28. Verfahren nach Anspruch 27, bei welchem jedes stochastische Muster eine Vielzahl von Bildelementen aufweist und bei welchem der Schritt zum Erzeugen der Fehlerkarte die folgenden Schritte aufweist:
A) Erzeugen einer Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte, welche die Körnung minimiert durch Identifizieren von Fehlern in Verbindung mit der durch die Wiedergabevorrichtung durchgeführten Verarbeitung eines Bildes, das durch das ihr zugeführte stochastische Muster dargestellt wird, in Verbindung mit der Wiedergabe großer Anhäufungen von Bildelementen;
B) Erzeugen einer Nachbarschaft-Fehlerkarte, welche die Sprenkelung minimiert durch Identifizieren von Fehlern in Verbindung mit der durch die Wiedergabevorrichtung durchgeführten Verarbeitung eines Bildes, das durch das ihr zugeführte stochastische Muster dargestellt wird, in Verbindung mit der Wiedergabe kleiner Anhäufungen von Bildelementen; und
C) Erzeugen einer Verbund-Fehlerkarte, die eine Korn/Sprenkel-Abwägung als Reaktion auf sowohl die Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte als auch die Nachbarschaft-Fehlerkarte bereitstellt unter Verwendung der komplementären Gewichtungswerte, um die jeweiligen Beiträge der Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte und der Nachbarschaft-Fehlerkarte zu der Verbund-Fehlerkarte zu bestimmen.
29. Verfahren nach Anspruch 28, bei welchem der Schritt zum Erzeugen der Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte die folgenden Schritte enthält:
A) Durchführen einer Wiedergabevorrichtung-Filteroperation in Verbindung mit dem stochastischen Muster, um ein durch die Wiedergabevorrichtung gefiltertes stochastisches Muster zu erzeugen, wobei das durch die Wiedergabevorrichtung gefilterte stochastische Muster eine Verarbeitung widerspiegelt, die durch die Wiedergabevorrichtung beim Wiedergeben großer Anhäufungen von Bildelementen, welche das stochastische Muster aufweisen, durchgeführt wird;
B) Durchführen einer Kontrastempfindlichkeit- Filteroperation in Verbindung mit dem durch die Wiedergabevorrichtung gefilterten stochastischen Muster, ein nach der Kontrastempfindlichkeit gefiltertes stochastisches Muster zu erzeugen, wobei das nach der Kontrastempfindlichkeit gefilterte stochastische Muster die psychovisuelle Verarbeitung widerspiegelt, die durch den Beobachter in Verbindung mit der Beobachtung des durch die Wiedergabevorrichtung gefilterten stochastischen Musters durchgeführt wird; und
C) Erzeugen der Wiedergabevorrichtung-Fehlerkarte zum Identifizieren von Differenzen zwischen dem stochastischen Muster und dem nach der Kontrastempfindlichkeit gefilterten stochastischen Muster in Verbindung mit großen Anhäufungen von Bildelementen.
30. Verfahren nach Anspruch 24 oder 29, bei welchem während der Verarbeitung des anfänglichen stochastischen Musters und aktualisierter stochastischer Muster während des Erzeugens des ersten optimierten stochastischen Musters sowohl die Wiedergabevorrichtung-Filteroperation als auch die Kontrastempfindlichkeit-Filteroperation in Übereinstimmung mit einer Kreisfaltung-Filtermethodik durchgeführt werden.
31. Verfahren nach Anspruch 28, bei welchem der Schritt zum Erzeugen der Verbund-Fehlerkarte die folgenden Schritte aufweist:
A) Durchführen einer Nachbarschaft-Filteroperation in Verbindung mit dem stochastischen Muster, um ein nach der Nachbarschaft gefiltertes stochastisches Muster zu erzeugen, wobei das nach der Nachbarschaft gefilterte stochastische Muster eine Verarbeitung widerspiegelt, die durch die Wiedergabevorrichtung beim Wiedergeben kleiner Anhäufungen von Bildelementen, welche das stochastische Muster aufweisen, durchgeführt wird; und
B) Erzeugen der Nachbarschaft-Fehlerkarte zum Identifizieren von Differenzen zwischen dem stochastischen Muster und dem nach der Nachbarschaft gefilterten stochastischen Muster in Verbindung mit kleinen Anhäufungen von Bildelementen.
32. Verfahren nach Anspruch 25 oder 31, bei welchem während der Verarbeitung des anfänglichen stochastischen Musters und aktualisierter stochastischer Muster während des Erzeugens des ersten optimierten stochastischen Musters die Nachbarschaft-Filteroperation in Übereinstimmung mit einer Kreisfaltungs-Methodik durchgeführt wird.
33. Verfahren nach Anspruch 25 oder 31, bei welchem die Nachbarschaft-Fehlerkarte aus dem stochastischen Muster erzeugt wird unter Verwendung eines Filters (62), bei dem jedes Bildelement gemäß der Form eines konstanten Wertes minus einer vorbestimmten Gauss-Funktion erzeugt wird, wobei die vorbestimmte Gauss-Funktion einen Parameter hat, der verändert werden kann, um die Größe der gefilterten Anhäufung zu verändern.
34. Verfahren nach Anspruch 33, bei welchem die Nachbarschafts-Fehlerkarte aus dem stochastischen Muster erzeugt wird unter Verwendung eines Filters, das auf jedes Bildelement des stochastischen Musters der Form
k[δ(x - x&sub0;, y - y&sub0;) - e - ((x - x&sub0;)²/2σ²)e - ((y - y&sub0;)²/2σ²)]
angewandt wird, wobei "x" und "y" die horizontale bzw. die vertikale Achse des stochastischen Musters sind, "x&sub0;" und "y&sub0;" die Koordinaten entlang der "x"-Achse bzw. der "y"- Achse des gefilterten Bildelements sind, "k" und "σ" Konstanten mit ausgewählten Werten sind, wobei σ veränderlich ist, um die Größe der gefilterten Anhäufung zu verändern, und "δ" eine Deltafunktion einspricht, die den Wert "1" annimmt, wo (x, y) = (x&sub0;, y&sub0;), und anderswo Null ist.
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