Способ адаптивного растрирования полутонового оригинала и устройство для его осуществления

Способ адаптивного растрирования полутонового оригинала и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к полиграфии, факсимильной и издательской технике и в частности к системам воспроизведения изображений двумя уровнями тона по каждому базовому цвету. Изобретение может быть использовано в полиграфических устройствах вывода, в цифровых печатных машинах, в компьютерных системах переработки графической информации, факсимильной и множительной аппаратуре.

В полиграфической печати, электро- и термографии, матричной и струйной печати для передачи градаций тона применяют так называемое растрирование. Оно заключается в изменении относительных площадей, занимаемых на копии печатными элементами, образующими растровые точки, имеющие первый уровень тона, и пробельными элементами, образующими пробелы, имеющие второй уровень тона. Минимальные размеры устойчиво воспроизводимых растровых точек и пробелов имеют конечное значение, ограниченное уровнем шумов системы. Он, в свою очередь, главным образом, зависит от свойств подложки, на которой воспроизводится изображение, а также от краски, печатной формы, возможностей оборудования. С учетом этих ограничений пространственная частота расположения растровых точек на подложке, задаваемая как линиатура растра (линий на см), не может быть принята чрезмерно высокой, так как нужно обеспечить изменение их относительных площадей в достаточных пределах, позволяющих передать необходимое число градаций тона. В то же время недостаточная линиатура растра снижает четкость и резкость изображения, приводит к потере мелких деталей и нарушению геометрии контуров изображения.

Для одновременного удовлетворения противоречивых требований по сохранению четкости и достаточного числа тонов оригинала используют принцип адаптивного растрирования, которое избирательно, с учетом характера отдельных участков изображения, их так называемой детальности, изменяет свои свойства, в большей или меньшей степени отвечая тому или другому из этих требований (Кузнецов Ю.В., Узилевский В.А. Электронное растрирование в полиграфии. - М.: Книга, 1976, с.36). Психовизуальной посылкой адаптивного подхода здесь, так же, как и в ряде решений оптимального кодирования полутоновых изображений при их передаче по каналам связи, а также при сокращении избыточности графической информации служит известная связь контрастной чувствительности зрения с размерами детали рисунка или граничной частотой его пространственного спектра.

Известен способ адаптивного растрирования полутонового оригинала, представленного значениями сигнала оптического параметра (тона) его участков, образующих периодическую структуру с относительно низкой пространственной частотой по авторскому свидетельству СССР 1634119, МКИ H04N, 1990 (патенты-аналоги: US 5229861, МКИ H04N 1/40, 1993; GB 2249910, МКИ H04N 1/40, 1992; DE 4037319, МКИ H04N 1/00, 1992). В этом способе соответствующие участкам оригинала участки подложки, на которой должна быть воспроизведена растровая копия оригинала, образующие периодическую структуру с относительно низкой пространственной частотой, разбивают на элементы, образующие периодическую структуру с относительно высокой пространственной частотой. Каждому элементу участка подложки присваивают одно из весовых значений из множества значений сигнала тона так, чтобы обеспечить требуемый закон тонопередачи, причем для всех участков подложки распределение весовых значений по элементам в границах каждого участка одинаково. При формировании растровой копии весовое значение каждого элемента участка подложки сравнивают со значением сигнала тона участка оригинала, соответствующего участку подложки. Элемент формируют печатным или пробельным в зависимости от результата операции сравнения.

В этом способе для улучшения качества передачи контуров предусмотрено смещение растровых точек, образованных печатными элементами на участках, через которые проходит контур. Точки смещают в сторону более темной части изображения, разделенного контуром, и в тем большей мере, чем выше контраст контура, путем коррекции адресов весовых значений на основе анализа соотношения значений сигнала тона участка оригинала, соответствующего формируемому участку подложки, и соседних с ним участков оригинала.

Устройство для адаптивного растрирования полутонового оригинала по указанному способу содержит источник света, средства для перемещения луча этого источника света по элементам участка подложки, прерыватель луча источника света и источник сигналов, соответствующих значению тона участков оригинала. Источник сигналов имеет основной выход, сигнал на котором характеризует тон участка оригинала, соответствующего участку подложки, содержащему элемент, экспонируемый лучом источника света, и несколько дополнительных выходов, сигналы на которых характеризуют тон участков оригинала, смежных с его участком, тон которого характеризуется сигналом на основном выходе источника сигналов.

Устройство содержит также средства синхронизации, источник весовых значений элементов участков подложки, блок формирования координат элементов участков подложки, блок управления прерывателем луча и блоки коррекции координат элементов, связанные таким образом, чтобы обеспечить смещение растровых точек на копии, представленное этим способом.

Благодаря смещению растровых точек эти способ и устройство согласно упомянутому выше патенту обеспечивают лучшее воспроизведение контуров. Тем не менее, контуры изображения имеют ступенчатые искажения, так как состоят из растровых точек, имеющих относительно низкую пространственную частоту повторения. В то же время относительно высокая пространственная частота элементов участков подложки могла бы позволить сохранить геометрию контура, так как в способах описанного типа частота элементов на порядок превышает частоту участков. Неудовлетворительное качество воспроизведения контуров в этих способе и устройстве связано с тем, что размер растровой точки определяется усредненным значением сигнала тона участка оригинала, например, его коэффициентом отражения. Размер точек одинаков и для участка, имеющего равномерный серый тон, и для участка, разделенного контуром. Одинакова и форма точек, так как распределение весовых значений элементов на всех участках подложки одинаково и выбрано из условия плавной передачи тона в зонах его сравнительно медленного изменения, для которых порог чувствительности зрения наименьший. Поэтому минимальным пространственным интервалом, определяющим геометрическую точность передачи контура или мелкой детали, оказывается растровая точка или ее часть, составленные из множества элементов, а не отдельный элемент, размер которого определяет разрешающую способность выводного устройства и печатного процесса в целом. Лучше используют эту способность печати и обеспечивают более высокое качество воспроизведения контуров при сохранении плавности тонопередачи, объемов и времени обработки сигнала способы и устройства по российскому патенту RU 2126598, МКИ H04N 1/40, 1999 (патенты-аналоги: PCT/RU94/00256, 1995; UK 2300328, 1996; US 5822086, 1998; DE 4498946, 1996).

В одном из вариантов этого способа адаптивного растрирования полутонового оригинала, представленного значениями сигнала тона его участков, образующих периодическую структуру с относительно низкой пространственной частотой, соответствующие участки подложки разделяют на элементы, имеющие относительно высокую пространственную частоту. Каждому такому элементу присваивают одно из первых весовых значений из множества значений сигнала тона оригинала так, чтобы обеспечить требуемый закон тонопередачи, т.е. вне зависимости от локальных изменений тона на оригинале. Определяют наличие или отсутствие контура на участке оригинала, соответствующем данному участку подложки. При отсутствии контура на указанном участке оригинала каждый элемент данного участка подложки формируют печатным, если его первое весовое значение превышает значение сигнала тона указанного участка оригинала, и пробельным, если первое весовое значение этого элемента не превышает значения сигнала тона указанного участка оригинала. Если контур присутствует, определяют относительную детальность этого участка и каждому элементу соответствующего участка подложки присваивают одно из вторых весовых значений, определенных из условия обеспечения геометрической точности передачи контура. Для участка оригинала, содержащего указанный контур, определяют первое вспомогательное значение M₁=М+q(M_max-М) и второе вспомогательное значение М₂=М_max-q(M_max-М), где М - значение сигнала тона этого участка оригинала, q - его относительная детальность и М_max - максимальное возможное значение сигнала. Каждый элемент данного участка подложки формируют печатным, если его первое весовое значение превышает первое вспомогательное значение М₁ и/или если его второе весовое значение превышает второе вспомогательное значение М₂, и пробельным, если его первое весовое значение не превышает первого вспомогательного значения М₁ и его второе весовое значение не превышает второго вспомогательного значения М₂. В этом способе роль вторых весовых значений в формировании элементов подложки печатными или пробельными возрастает с увеличением детальности участка оригинала, а роль первых весовых значений убывает, и наоборот. Учет роли тех или иных весовых значений обеспечивается с помощью вспомогательных значений М₁ и М₂, зависящих от величины относительной детальности участка. Чем больше детальность участка оригинала, тем большая часть элементов в пределах соответствующего участка подложки формируется печатными или пробельными на основании результатов сравнения их вторых весовых значений с величиной М₂, а чем меньше детальность, тем большая часть элементов формируется печатными или пробельными на основании результатов сравнения их первых весовых значений с величиной М₁. Благодаря этому удовлетворяются оба требования к растрированию полутонового оригинала - плавность тонопередачи и геометрическая точность передачи контура.

Устройство для адаптивного растрирования по этому способу содержит источник экспозиции, средства перемещения луча источника экспозиции по элементам участков подложки, соответствующих участкам растрируемого оригинала, прерыватель луча источника экспозиции, источник сигналов, имеющий основной выход, сигнал на котором характеризует тон участка оригинала, соответствующего участку подложки, содержащему экспонируемый элемент и ряд дополнительных выходов, сигналы на которых характеризуют значения тона тех участков оригинала, которые являются смежными с экспонируемым. Сигнал, образуемый этим источником, является, таким образом, двухмерно пространственно дискретизированным. Формирователь сигнала записи подключен в этом устройстве своим выходом к прерывателю луча, а входами к основному и дополнительным выходам источника сигналов и включает в себя блоки, осуществляющие преобразования этих сигналов, предусмотренные упомянутым выше способом. Устройство также содержит источник первых весовых значений элементов участков подложки, обеспечивающих требуемую плавность тонопередачи при растрировании оригинала, и источник вторых весовых значений, обеспечивающих требуемую геометрическую точность передачи контура.

Однако и эти способы и устройства не до конца используют возможности печати в отношении прорисовки мелких деталей и контуров даже в том случае, когда изображение считано с разрешающей способностью печати, т.е. когда число и расположение элементов растровой копии совпадает с числом и расположением участков оригинала. Одной из причин этого является использование для растрирования участков оригинала, содержащих контуры, регулярной структуры из участков подложки с заданной заранее пространственной частотой, заданной линиатурой полиграфического растра. Наличие регулярной структуры из участков подложки с относительно низкой пространственной частотой не позволяет полностью адаптировать распределение весовых значений к произвольному контуру, что приводит к частичной потере четкости и резкости при переходе от оригинала к растровой копии.

В основу изобретения положена задача создать способ и устройство адаптивного растрирования полутонового оригинала, которые позволяют повысить четкость и резкость оттисков за счет наиболее полного использования разрешающей способности печати в процессе преобразования исходного двухмерного сигнала тона оригинала, состоящего из многоуровневых значений сигнала его участков и представленного матрицей участков, в двухмерный сигнал растровой копии, состоящий из двухуровневых значений тона ее печатных и пробельных элементов и представленный матрицей элементов.

Предлагаемый способ адаптивного растрирования полутонового оригинала, заключающийся в том, что формируют двухмерные сигналы распределения весовых значений, принадлежащих множеству многоуровневых значений сигнала тона оригинала и образующих матрицы весовых значений, равные по размеру матрице участков оригинала и матрице пробельных и печатных элементов. Между элементами первой матрицы весовых значений эти значения распределяют в порядке, не зависящем от характера изменения сигнала тона, исходя из принципа плавного воспроизведения тона оригинала на копии. Между элементами второй матрицы распределяют весовые значения с учетом геометрии контура. Формируют двухмерный сигнал тона растровой копии, двухуровневые значения которого устанавливают по результату сравнения первой или второй матрицы весовых значений с матрицей участков оригинала. Поставленная задача решается тем, что при формировании сигналов распределения весовых значений часть весовых значений второй матрицы размещают внутри пространственных интервалов - сегментов, положение которых определяют путем формирования сигнала трассы контура в виде матрицы, равновеликой матрице весовых значений, с присвоением ее элементам, соответствующим участкам оригинала, содержащим контуры, информативных значений сигнала, указывающих на положение контура, а остальным ее элементам - других, неинформативных значений, а положение границ указанных сегментов устанавливают в зависимости от количества окрестных элементов, используемых для воспроизведения контуров на растровой копии.

Двухуровневый сигнал растровой копии формируют с использованием двухмерного сигнала тона оригинала, передающего уменьшенный объем информации, для чего исходный сигнал тона оригинала подвергают низкочастотной пространственной фильтрации.

Положение границ сегментов задают числом элементов второй матрицы весовых значений, размещаемых между элементами, соответствующими информативным элементам матрицы сигнала трассы контура и этими границами, как постоянную величину, не изменяющуюся в пределах данного изображения, или как переменную величину, функционально связанную с параметрами контура, например, величиной его зоны размытия.

Между элементами второй матрицы весовых значений, принадлежащими сегментам, в направлении от элементов матрицы весовых значений, соответствующих информативным значениям сигнала трассы контура, к границе данного сегмента весовые значения распределяют в случайном порядке, в порядке их монотонного убывания (возрастания) или простым повторением.

В направлении, совпадающем с положением элементов второй матрицы весовых значений, соответствующих информативным элементам сигнала трассы контура, весовые значения распределяют по случайному закону, по апериодическому закону, по периодическому закону с постоянной пространственной частотой их повторения или по периодическому закону с переменной, зависящей от параметров контура, пространственной частотой их повторения.

После операции формирования сигнала трассы контура двухмерный сигнал тона изображения представляют многоуровневыми значениями тона его участков в виде матрицы участков совокупно с двухуровневым сигналом трассы контура.

Для сокращения объема информации число элементов матрицы, состоящей из многоуровневых значений двухмерного сигнала тона участков оригинала, уменьшают по отношению к исходному числу элементов.

Благодаря произвольному, не ограниченному, как в прототипе шагом полиграфического растра, формированию сигнала трассы контура и на его основе двухмерного распределения весовых значений, точность проработки мелких деталей и контуров изображения в предлагаемом способе повышается при полном использовании разрешающей способности печати.

Этот способ как совокупность действий над сигналом изображения может быть положен в основу алгоритмов для создания программных реализаций данного технического решения. Вместе с тем в ряде применений более предпочтительной, например, в целях повышения производительности является аппаратная реализация способа в устройстве адаптивного растрирования (Фиг.32).

Предлагаемое устройство содержит источник (9) двухмерного пространственно дискретизированного сигнала тона оригинала, подключенные к его выходу своим входом значений сигнала тона (Е) формирователь (14) двухуровневого сигнала растровой копии и детектор (10) силы контура и связанный с выходом детектора (10) распределитель (15) значений второй матрицы весовых значений, выход которого подключен к входу значений второй матрицы (E_{вес 2}) формирователя (14). Устройство также включает в себя промежуточный накопитель (16) двухуровневого сигнала растровой копии, вход которого соединен с выходом формирователя (14), распределитель (13) значений первой матрицы весовых значений, выход которого подключен к входу значений первой матрицы (Е_{вес 1}) формирователя (14). Устройство отличается тем, что оно дополнительно содержит генератор (11) двухмерного сигнала трассы контура, вход которого соединен с выходом детектора (10), и блок (12) формирования сигнала сегментов, подключенный своим входом к выходу генератора (11), а выходом к входу распределителя (15) и к входу значений сигнала сегментов (E_сег) формирователя (14).

Устройство может отличаться и тем, что формирователь (14) двухуровневого сигнала растровой копии (Фиг.32) выполнен в виде модулятора (17), первый вход которого образует вход Е_сег формирователя (14), второй вход образует вход Е_{вес 1} формирователя (14), сумматора (18), подключенного своим первым входом к выходу модулятора (17), а второй вход образует вход Е_{вес 2} формирователя (14), а также устройства сравнения (19), первый вход которого образует вход Е формирователя (14), второй вход подключен к выходу сумматора (18), а выход соединен с входом нормализатора сигнала (20), выход которого является выходом Е_растр формирователя (14).

Генератор (11) двухмерного сигнала трассы контура (Фиг.34) может быть выполнен в виде промежуточного накопителя (21) значений двухмерного сигнала силы контура, вход которого образует вход Е_сил генератора (11), определителя (22) среднего арифметического значений силы контура, подключенного своим входом к выходу накопителя (21), устройства сравнения (23), входы которого соединены соответственно с выходом указанного определителя (22) среднего арифметического и накопителя (21), а выход подключен к входу нормализатора (24) уровней сигнала, подключенного к входу промежуточного накопителя (25) значений двухмерного сигнала трассы контура, выход которого является выходом генератора (11).

Существенным отличием заявляемого устройства является включение в него указанным выше образом генератора (11) двухмерного сигнала трассы контура и блока (12) формирования сигнала сегментов, что обеспечивает реализацию новой совокупности действий над сигналом изображения, предусмотренных в заявляемом способе. Благодаря этому оказывается возможным новое исполнение растрового процессора, обеспечивающее существенно более высокий уровень качества печатных копий полутоновых оригиналов в реальном времени записи фото- или печатных форм, а также работы цифровых печатных машин.

Список чертежей

Фиг.1. Взаимное пространственное расположение границ (1) сегментов, сигнала трассы (2) контура и пространственных периодов распределения весовых значений вне связи с геометрией контура - ячеек (3) ортогонального полиграфического растра с линиатурой L линий на см.

Фиг.2. Двухмерный сигнал фрагмента полутонового оригинала (знак "Q" неполного контраста) из m×n участков (m=n=50), число и расположение которых соответствует числу и расположению элементов матрицы двухмерного сигнала растровой копии, представленный значениями Е_i,k, принадлежащими множеству 0-255.

Фиг.3. Растровая копия оригинала, представленного двухмерным сигналом на фиг.2, с использованием распределения весовых значений, показанного на фиг.9.

Фиг.4. Растровая копия оригинала, представленного двухмерным сигналом, приведенным на фиг.2, полученная по распределению весовых значений, приведенному на фиг.21.

Фиг.5. Двухмерный сигнал фрагмента полутонового оригинала (знак "Q" неполного контраста) из m'×n' участков (m'=n'=10), число и расположение которых не соответствует числу и расположению элементов матрицы двухмерного сигнала растровой копии, представленный значениями Е_i,k, принадлежащими множеству 0-255.

Фиг.6. Двухмерный сигнал тона, полученный перевыборкой значений участков оригинала, сигнал которого представлен на фиг.5.

Фиг.7. Двухмерный сигнал трассы контура, полученный из исходного сигнала, приведенного на фиг.2.

Фиг.8. Двухмерный сигнал трассы контура, полученный из исходного сигнала, приведенного на фиг.6.

Фиг.9. Двухмерный сигнал распределения весовых значений, не связанного с характером изменения сигнала тона оригинала и образующего ортогональную периодическую структуру с пространственной частотой L - линиатурой точечного полиграфического растра.

Фиг.10. Двухмерный сигнал распределения весовых значений, не связанного с характером изменения сигнала тона оригинала и образующего линейчатую периодическую структуру с пространственной частотой L - линиатурой линейного полиграфического растра.

Фиг.11. Растровая копия оригинала, представленного двухмерным сигналом на фиг.2, с использованием распределения весовых значений, показанного на фиг.10.

Фиг.12. Растровая копия оригинала, представленного двухмерным сигналом на фиг.5, полученная методом адаптивного растрирования по российскому патенту RU 2126598.

Фиг.13. Весовые значения, распределенные внутри сегментов в порядке их монотонного изменения в направлении от элементов, соответствующих информативным значениям сигнала трассы контура, приведенного на фиг.7, к ближайшим границам сегментов, а вдоль контура - по апериодическому закону.

Фиг.14. Весовые значения, распределенные внутри сегментов в порядке их монотонного изменения в направлении от элементов, соответствующих информативным значениям сигнала трассы контура, приведенного на фиг.8, к ближайшим границам сегментов, а вдоль контура - по апериодическому закону.

Фиг.15. Весовые значения, распределенные внутри сегментов в порядке их монотонного изменения в направлении от элементов, соответствующих информативным значениям сигнала трассы контура, приведенного на фиг.7, к ближайшим границам сегментов, а вдоль контура - по периодическому закону с пространственной частотой повторения, не связанной с линиатурой L растра.

Фиг.16. Огибающая поверхность дискретизированного сигнала на фиг.15, иллюстрирующая периодический характер этого сигнала вдоль контура.

Фиг.17. Распределение весовых значений внутри сегментов по случайному закону.

Фиг.18. Двухмерный сигнал сегментов, полученный пространственным расширением сигнала трассы контура, показанного на фиг.7.

Фиг.19. Двухмерный сигнал, образованный в результате модуляции периодического сигнала на фиг.9 двухмерным сигналом сегментов, приведенным на фиг.18.

Фиг.20. Двухмерный сигнал, образованный в результате модуляции периодического сигнала на фиг.10 двухмерным сигналом сегментов, приведенным на фиг.18.

Фиг.21. Двухмерный сигнал распределения весовых значений элементов, полученный из сигналов, приведенных на фиг.9 и фиг.13.

Фиг.22. Двухмерный сигнал распределения весовых значений элементов, полученный из сигналов, приведенных на фиг.9 и фиг.14.

Фиг.23. Двухмерный сигнал распределения весовых значений элементов, полученный из сигналов, приведенных на фиг.9 и фиг.15.

Фиг.24. Двухмерный сигнал распределения весовых значений элементов, полученный из сигналов, приведенных на фиг.9 и фиг.17.

Фиг.25. Двухмерный сигнал распределения весовых значений элементов, полученный из сигналов, приведенных на фиг.10 и фиг.13.

Фиг.26. Растровая копия оригинала, представленного двухмерным сигналом, приведенным на фиг.2, полученная по распределению весовых значений, приведенному на фиг.23.

Фиг.27. Растровая копия оригинала, представленного двухмерным сигналом, приведенным на фиг.2, полученная по распределению весовых значений, приведенному на фиг.24.

Фиг.28. Растровая копия оригинала, представленного двухмерным сигналом, приведенным на фиг.2, полученная по распределению весовых значений, приведенному на фиг.25.

Фиг.29. Растровая копия оригинала, представленного интерполированным двухмерным сигналом на фиг.6, полученная по распределению весовых значений элементов, представленному на фиг.22.

Фиг.30. Двухмерный сигнал, полученный в результате низкочастотной пространственной фильтрации двухмерного сигнала, представленного на фиг.2.

Фиг.31. Растровая копия оригинала, представленного ограниченным по низкой пространственной частоте двухмерным сигналом на фиг.30, полученная по распределению весовых значений элементов, представленному на фиг.21.

Фиг.32. Общая схема устройства адаптивного растрирования, иллюстрирующая конструктивные связи между его узлами.

Фиг.33. Схема выполнения формирователя двухуровневого сигнала растровой копии оригинала в устройстве адаптивного растрирования, показанном на фиг.32.

Фиг.34. Схема выполнения генератора сигнала трассы контура оригинала в устройстве адаптивного растрирования, показанном на фиг.32.

Фиг.35. Схема выполнения детектора силы контура в устройстве адаптивного растрирования, показанном на фиг.32.

Способ адаптивного растрирования полутонового оригинала согласно изобретению состоит в том, что площадь полутонового оригинала разбивают на участки (4), каждому из которых присваивают одно значение сигнала тона оригинала. Число и расположение этих участков соответствует числу и расположению элементов матрицы весовых значений и числу и расположению элементов матрицы значений двухмерного двухуровневого сигнала растровой копии оригинала. Иначе говоря, разрешающую способность среды, в которой существует оригинал как двухмерный сигнал тона, устанавливают равной разрешающей способности среды, в которой воспроизводится растровая копия. Такой двухмерный сигнал тона показан на фиг.2 в виде трехмерного графика. В аналитической форме он может быть представлен дискретизированной функцией E=f(k×Δx, i×Δy) двух пространственных переменных, где k и i - целые числа, указывающие пространственное положение данного участка оригинала, а Δх, Δy - интервалы пространственной дискретизации по координатам х и y соответственно, или полной матрицей значений этой функции [E_i,k]_m,n. Двухмерный сигнал тона (Фиг.2) соответствует оригиналу (изображение знака "Q" неполного контраста), разделенному на m×n участков (m=n=50), каждый из которых имеет одно значение сигнала Е_i,k, принадлежащее множеству 0-255.

По описываемому далее способу из этого сигнала формируют двухмерный сигнал трассы контура, пространственное положение которого показано линией (1) на фиг.1. Использование двухмерного сигнала трассы контура позволяет получить более достоверную, чем в обычном способе (Фиг.3), растровую копию оригинала, представленную на фиг.4.

В предлагаемом способе, когда число и расположение участков (7), которыми представлен оригинал (Фиг.5), не соответствует числу и расположению элементов матрицы сигнала растровой копии, выполняют перевыборку участков оригинала. Значения сигнала тона новых участков (8) устанавливают путем интерполяции, которую выполняют для всей площади оригинала, а при последовательной во времени обработке - для обрабатываемой в данный момент времени его части. Для перевыборки участков оригинала могут быть использованы известные методы интерполяции, например, двухмерная полиномиальная с полиномом первой степени (билинейная интерполяция) или третьей степени (бикубическая интерполяция), результат которой показан двухмерным сигналом на фиг.6.

Для того чтобы сформировать элементы копии печатными (6) или пробельными (5), получают двухмерные сигналы распределения весовых значений, принадлежащих множеству многоуровневых значений сигнала тона оригинала и представленных матрицами весовых значений, равновеликими матрице элементов копии. Элементы копии формируют печатными (6) или пробельными (5) по результату сравнения матрицы значений сигнала тона оригинала с матрицами весовых значений. В традиционных способах растрирования и, в частности, по способу, описанному в упомянутом выше свидетельстве 1634119, сигнал весовых значений формируют, распределяя эти значения в порядке, не зависящем от характера изменения сигнала тона на оригинале, исходя, например, из принципа плавного воспроизведения тона оригинала на копии. Эти значения могут быть, например, представлены т.н. растровыми «горками» или «грядами», образующими ячейки регулярного полиграфического растра, размещенными по полю изображения периодически с пространственной частотой, заданной линиатурой L (линий на см) полиграфического растра, как показано на фиг.9 и фиг.10. Растровые копии оригинала, полученные в результате сравнения матриц этих распределений с матрицей значений сигнала тона участков оригинала, показанного на фиг.2, представлены соответственно на фиг.3 и фиг.11. Для повышения достоверности передачи оригинала в российском патенте 2126598 было предложено между элементами матрицы весовых значений в пределах ячеек регулярного полиграфического растра, которым соответствуют участки оригинала, содержащие контуры, распределять весовые значения с учетом их геометрии. Однако относительно низкая частота следования ячеек полиграфического растра не позволяет адаптировать точность воспроизведения контура к разрешающей способности печати, которая, как правило, на порядок выше линиатуры растра. Линию контура относительно грубо воспроизводят в этом способе, как показывает фиг.12, отрезками, длина которых соответствует ячейкам, задающим варианты геометрии контура (линия или граница с фиксированным углом ориентации).

Повышенную, не ограниченную линиатурой точность учета геометрии контура в распределении весовых значений элементов обеспечивают в предлагаемом способе путем размещения этих значений внутри произвольных, не связанных с линиатурой полиграфического растра пространственных интервалов - сегментов.

Положение этих сегментов определяют путем формирования сигнала трассы контура в виде матрицы, равновеликой матрице весовых значений, с присвоением части элементов этой матрицы информативных значений сигнала, указывающих на положение контура, а остальным ее элементам - других, неинформативных значений сигнала. В качестве таких информативных и неинформативных значений могут быть приняты, например, предельные уровни квантования сигнала, соответствующие числовым значениям 255 и 0.

Принцип такого присвоения может быть основан на выборе наиболее представительных для положения контура элементов матрицы двухмерного сигнала силы контура из числа его ненулевых значений, формируемого способом, описанным в российском патенте RU 2126598 или другим известным способом, основанным на спектральном или импульсном представлении сигнала и, в частности, путем двойного дифференцирования значений тона участков оригинала по их пространственным переменным и ограничения полученных значений вторых производных по абсолютной величине и по знаку относительно уровня Е₀, принятого в качестве критерия наличия контура.

Операции формирования сигнала трассы контура выполняют для изображения в целом или для ограниченной области, обрабатываемой в данный момент времени при последовательном принципе обработки. На фиг.7 показан двухмерный сигнал трассы контура, полученный из двухмерного исходного сигнала, приведенного на фиг.2. Аналогичный сигнал трассы контура, показанный на фиг.8, менее представителен по отношению к положению контуров изображения, так как он получен из двухмерного сигнала (Фиг.6), образованного путем перевыборки участков оригинала, исходное число которых было меньше (Фиг.5) числа элементов растровой копии.

Положение границ сегментов задают числом элементов матрицы весовых значений, которое будет размещено между элементами, соответствующими информативным элементам матрицы трассы контура, и этими границами. Это число может определяться величиной, функционально связанной с параметрами контура, например, со степенью его размытия или расстоянием до соседнего контура, либо быть постоянным, не изменяющимся в пределах данного изображения.

На фиг.1 тонкой линией (1) показан вариант положения границ сегментов относительно положения информативных элементов матрицы трассы контура (2) (широкая линия). Прерывистой линией (3) здесь обозначены границы пространственных периодов периодического распределения весовых значений в порядке, не зависящем от характера изменения сигнала тона оригинала.

Для достоверного воспроизведение мелкой детали изображения, которой принадлежит контур, весовые значения матрицы для ее элементов, принадлежащих сегментам, могут быть распределены различным образом. Примеры распределения весовых значений в порядке их монотонного изменения в направлении от элементов, соответствующих трассе контура, к ближайшим границам сегментов показаны на фиг, 13, 14, 15. При этом распределение весовых значений, показанное на фиг.13 и фиг.15, получено на основе сигнала трассы контура, соответствующего фиг.7, а показанное на фиг.14 - на основе сигнала трассы по фиг.8. В примере, показанном на фиг.13 и фиг.14, в направлении, совпадающем с трассой контура, распределение весовых значений соответствует апериодическому закону, а на фиг.15 - периодическому закону, с пространственной частотой повторения, произвольно заданной в указанном направлении и не связанной с линиатурой полиграфического растра. На фиг.16 показан тот же пример распределения, что и на фиг.15, но в виде трехмерного графика огибающей поверхности дискретизированного сигнала, что позволяет выделить на рисунке его периодический характер. На фиг.17 показан пример распределения весовых значений по случайному закону в сегменте, построенном на основе трассы по фиг.7.

Между элементами первой матрицы весовых значений весовые значения распределяют в порядке, не зависящем от изменения сигнала тона оригинала, как показано примерами на фиг.9 и фиг.10.

Для того чтобы выполнить операцию формирования двухуровневого сигнала растровой копии для исходного двухмерного многоуровневого сигнала (Фиг.2), значения элементов его матрицы, не принадлежащих сегментам, сравнивают с той или иной из первых матриц весовых значений (Фиг.9 или Фиг.10), а значения элементов, принадлежащих сегментам - с той или иной из вторых матриц весовых значений (Фиг.13, Фиг.15 или Фиг.17), и получают матрицу значений сигнала печатных и пробельных элементов, по которой создают на вещественной подложке растрированное изображение оригинала (Фиг.4, Фиг.26-28). Для выполнения аналогичной операции формирования двухуровневого сигнала растровой копии для исходного двухмерного многоуровневого сигнала (Фиг.6) значения элементов его матрицы, не принадлежащих сегментам, также сравнивают с одной из первых матриц весовых значений (Фиг.9 или Фиг.10), а значения элементов, принадлежащих сегментам - со второй матрицей весовых значений (Фиг.14), и получают в результате матрицу значений сигнала печатных и пробельных элементов, по которой