Brevet FR2007849A1 — publié le 19700116

La présente invention se rapporte à tin procédé de reproduction tramée d'images en demi-teintes,en maintenant une haute qualité de reproduction en ce qui concerne l'échelonnement des densités de couleurs, le nombre prévu des gros-5 seurs différentes de points de trame étant juste suffisant pour obtenir une qualité moyenne de reproduction. Pour reproduire des images en demi-teintegdans un procédé d'impression en relief ou d'impression en offset, les planches d'impression doivent être tramées, car il n' 10 est pas possible avec ces procédés d'impression de reproduire les demi-teintes par un dosage correspondant de densités des couleurs d'impression* Les échelonnements de densité sont obtenus en choisissant des grosseurs différentes de points de trame. Pour autant qu'il s'agisse de plan-15 ches d'impression fabriquées par un procédé de décapage chimio- graphique, la formation de la trame s'effectue par des moyens photo mécaniques ,en reproduisant photographiquement une diapositive ou une dianégative du document-image en même temps qu'une feuille de trame à contact. Les zones tramées d'une telle trame de contact 20 sont graduées, c'est-à-dire que la densité de noircissement diminue graduellement depuis une valeur maximale correspondant au centre de la zone de trame et en direction du bord de cette zone » Comme matière de reproduction, on utilise un film qui est très "dur", c'est-à-dire qui présente une courbe de noircissement très raide. 25 Par la graduation de la trame de contact, on obtient, en coopération avec le seuil de sensibilité très net du film -, que la grandeur de chaque point de trame soit déterminée par la valeur locale de noircissement de l'image en demi-teinte. Des planches d'impression en relief 50 peuvent être fabriquées d'une manière connue, également à l'aide de machines de gravure, auquel cas la profondeur de pénétration du poinçon de gravure est commandée en fonction de la valeur correspondante de brillance- du document-image exploré photo-électriquement. Le tramage est obtenu dans ce cas à l'aide d'un courant de fréquence 35 de trame qu'on superpose au oourant de commande du poinçon de gravure. Dans les procédés de tramage décrits plus haut, on obtient pour chaque densité de l'Image en demi-teintes une grosseur déterminée du point de trame qui peut être modifiée 40 en fonction de la densité de couleur. 69 14237 2 2007849 Il est maintenant nécessaire de composer des images en demi-teintes sous forme tramée à l'aide de pho-to-composeuses électroniques,dans lesquelles les éléments-image sont emmagasinés sous une forme quantifiée et en code binaire» ces 5 éléments commandant, lors de leur lectureyun faisceau électronique qui représente l'image à reproduire sur un écran. Pour représenter une image tramée, les informations d'image^, contenues dans les points de trame de différentes grosseurs doivent être emmagasinées, par exemple dans une mémoire à noyau annulaire^ en étant prêtes à être '10 utilisées. Pour maintenir la capacité de la mémoire à utiliser dans des limites admissibles, le nombre des valeurs quantifiées ou le nombre des différentes grosseurs de points de trame doit être fortement limité. Le nombre minimal de valeurs 15 quantifiées permettant d'obtenir une fidélité de reproduction encore valable est égal à 32, comme cela est également connu dans le domaine du traitement de l'information. Un échelonnement relativement grossier de cet ordre peut évidemment être suffisant pour des parties 20 d'image fortement structurées mais, pouf des-partiès d'image faiblement structurées, à savoir pour des surfaces où. la densité de couleur ne varie que très graduellement, la qualité de reproduction qui peut être obtenue laisse fortement à désirer. Dans ces surfaces, les échelons de densité apparaissent sous forme de zones ou de pla-25 ges de densités égalequi sont nettement séparées les unes des autres et qui ont par conséquent un effet défavorable pour l'oeil. L'invention a pour but de permettre une reproduction d'image avec des transitions graduelles de densité, sans qu'il soit nécessaire d'augmenter le nombre des grosseurs de 30 points de trame à emmagasiner en mémoire. Suivant l'invention, pour obtenir des valeurs de densité qui sont situées entre deux échelons de densité adjacents et correspondant aux grosseurs prédéterminées des points de trame, on mélange suivant une répartition statistique 35 des points de trame de grosseurs différentes, de préférence voisines, à savoir en particulier suivant un rapport qui correspond au rapport des écarts entre la valeur de densité à obtenir dans chaque cas et les deux échelons de densité adjacents. On connaît des dispositifs dans les-40 quels le document-image est exploré ponctuellement et photo-électri- 69 14237 3 2007849 quement, et dans lesquels les valeurs analogiques de tensions, repré-sentant des signai 4-irage et des brillances, sont quantifiées, • ' c' est-à-dire sonijàssociées à des instants réguliers établis par un chronomètre à l'une de plusieurs valeurs distinctes de tension 5 correspondant aux différentes^grosseurs de points de trame, ces valeurs étant en code binaire. Sans ces dispositifs, le procédé selon l'invention peut être mis en application en superposant aux tensions représentant les signaux d'image, avant la quantification, une-tension alternative,dont l'amplitude est choisie de préférence 10 égale à la demi-différence entre deux valeurs de tension distinctes et suecessivesyet dont la fréquence n'est pas en harmonie avec la fréquence établie par le chronomètre. la fréquence de cette tension alternative est de préférence égale au moins au quart de la fréquence 15 chronométrique. Il s'est avéré avantageux, en ce qui concerne la répartition statistique à obtenir pour les différents points de trame, d'utiliser comme tension de superposition une tension alternative de forme triangulaire en dents de scie, 20 D'une façon connue, l'oeil humain perçoit^dans les parties d'image claires^un contraste bien plus faible que dans les parties sombres. En conséquence, pour ne pas avoir dans les parties claires trop peu d'échelons de densité et dans les parties sombres tin grand nombre d'échelons de densités 25 inutiles, on n'effectue pas d'échelonnement graduel , mais les é-chelons distincts de tension sont augmentés à mesure que le noircissement augmente et en fonction de la courbe connue de sensibilité physiologique ( fonction de Munsell représentant des différences identiques de perception physiologique). De façon correspon-30 dante, on augmente également l'amplitude de la tension de superposition à mesure que le noircissement augmente. t On ne peut pas exprimer analytique-ment la variation de l'amplitude de la tension de superposition, car la courbe de sensibilité physiologique est déjà une fonction 35 empirique. D'une façon générale, on peut seulement dire que l'anw. plitude de la tension de superposition suit une autre fonction non-linéaire. Son profil réel peut cependant être déterminé sans difficulté dans un cas précis,en tenant compte de la condition précitée, à savoir qu'elle doit être choisie de préférence égale à la 40 moitié d'un étage quantique, à savoir dans ce cas l'étage quantique traversé. Pour obtenir une croissance non-linéaire de la tension 69 14237 4 2007849 de superposition, il est prévu, suivant une autre caractéristique de l'invention, que l'amplitude 'de la tension de superposition soit fonction d'une tension qui est obtenue par une décomposition non-linéaire d'une tension proportionnelle au noircissement d'image* 5 les valeurs de tension quantifiées et codées en code binaire sont utilisées soit immédiatement pour commander une reproduction d'image, soit après un emmagasinage intermédiaire sur un support d1 enregistrement, par exemple une bande perforée, qui est lue à un instant ultérieur approprié en vue de 10 commander une opération de reproduction d'image, les informations contenues dans les différentes grosseurs de points de trame sont emmagasinées dans une mémoire à noyau annulaire et la reproduction d'image consiste à explorer les grosseurs de points de trame nécessaires pendant la représentation' d'image ,à l'aide des informations 15 iues sur le support d'enregistrement et extraites de la mémoire à noyau annulaire ,et à les utiliser pour la commande de la représentation d1 image. Un dispositif pour la mise en 'application du procédé conforme à l'invention est représenté à titre 20 d'exemple non limitatif sur les figures ci-jointes dans lesquelles; - la figure 1a représente une échelle de gris à trois échelons, formée de points de trame quantifiés, - la figure 1b représente une échelle de gris de même nature , mais modifiée selon l'invention avec 25 mélange des points de trame, - la figuré 2 est une représentation graphique montrant la superposition dans l'exemple considéré de trois échelons quantifiés de même grandeur, - la figure 3 montre la superposi-30 tion d'une tension triangulaire d'amplitude croissante dans le cas d'échelons quantifiés croissants, - la figure 4 représente le schéma d'un circuit de production de la tension triangulaire de la figure3 - les figures 5 et 6 représentent 35 des exemples de différentes tensions de superposition# Sur les figures 1a et Jb , la zone désignée par m représente une échelle de gris moyenne, la zone m-1 l'échelle de gris plus claire adjacente,et la.zone désignée par m + 1 l'échelle de gris plus sombre adjacente. 40 Si on suppose que la grosseur de 69 14237 5 2007849 point de trame correspond à la teinte de gris qui est située dans ■une éohelle de gris sans échelons dans la zone centrale 1 ou 2, ou 3, chaque plage de la figure la, est trop claire d'une demi- teinte de gris à sa limite de droite et trop sombre d'une demi- » 5 teinte de gris à sa limite de gauche Dans les zones-limites 4 et 5f il se produit par conséquent,, en référence à la figure 4-a, un degré "brutal de noircissement, Oe degré "brutal est éliminé sur la figure 1b. en ce que chacune des deux rangées verticales de points de trame contiennent des pourcentages identiques de points de 10 trame de l'échelon plus clair et de l'échelon plus sombre, qui sont en outre répartis différemment dans chacune des deux rangées. Comme cela sera précisé dans la suite, il s'agit dans ce cas d'une répartition statistique. On obtient comme résultat une teinte grise qui correspond, comme on s'y attendait"^ aux valeurs des éche-15 Ions de gris participants. D'une manière correspondante, on obtient également des transitions uniformes entre la plage centrale et les zones-limites, à savoir en ce que le pourcentage des points de trame dispersés d'un échelon de gris adjacent diminue 20 aussi graduellement que possible de l'extrémité au centre de la zone. Dans l'explication des figures 1a et 1b, il faut tenir compte qu'il s'agit dans ce cas d'une représentation fortement grossie des points de trame. En pratique, la 25 trame classique la plus grossière contient d'une manière connue quatre cents points de trame par centimètre-carré. Dans ce cas, les différents points de trame sont suffisamment petits pour que l'oeil humain ne puisse plus discerner les différents points de trame„ dans une image formée par ceux-ci. Pour obtenir cette 30 condition, on doit examiner les figures en question en étant éloigné de quelques mètres. les remarques faites plus haut en ce qui concerne les teintes de gris sont évidemment applicables aux valeurs de saturation de couleurs. 35 Dans le diagramme de la figure 2, les ordonnées représentent des valeurs de tension E qui correspondent aux valeurs de noircissement ? dans ce cas, la valeur E = 0 correspond à la valeur de "blanc", l'axe des ab .cisses représente les temps et on a porté sur cet axe les instants d'exploration. 40 Sur l'axe des ordonnées, on a mis à 69 14237 6 2007849 l'évidence^ Uaide des lignes 10, 11 12 et 13, des plages de tensions de grandeurs égales, parmi lesquelles on doit considérer en particulier les plages m~1, m et m+1• A chacune de ces plages, correspond 5 une valeur de tension déterminée, qui est toujours égale dans le cas considéré à la valeur moyenne de la plage. Cette valeur est enregistrée „ pour autant -qu'il se produise des tensions représentant des signaux d'images et situées à l'intérieur de la plage considérée. La valeur moyenne de la plage a été matérialisée sur le des-10 sin à chaque fois par une ligne horizontale en tirets. On va supposer qu'une partie d'image qui devient graduellement et tmiformément plus sombre est explorée. Cela produit une tension de signal d'image qui varie suivant une droite 14 de pente moyenne. Par suite de quantification, il se pro-15 diirait, si on ne prenait pas d'autres mesures, aux endroits où la droite 14 coupe l'une des limites de zone, par exemple 11 et 12, des sautes de noircissement telles que celles mises en évidence sur la figure 1a„ Etant donné que la tension de signal d'image est superposée à une tension alternative, à savoir une tension triangu-20 laire dans le cas considéré, on obtient que la tension résultante et à quantifier, qui suit la courbe 15, présente, à certains instants d'exploration, une valeur instantanée qui est située dans la plage de quantification immédiatement supérieure ou immédiatement inférieure et traversée par la tension de signal d'image. 25 Sur la figure 2, toutes les valeurs instantanées explorées qui sont situées dans la plage m sont désignées par de petits cercles^ tandis que toutes les valeurs instantanées qui sont situées à l'un des instants d'exploration dans la plage m+1 ou m - 1 sont désignées par des croix. 30 Dans l'hypothèse précisée plus haut, et qui est satisfaite dans ce cas, à savoir que la valeur de crête-à-crête de la tension alternative ( amplitude doublée) est égale à la tension échelonnée quantifiée, on obtient le résultat suivant : si la tension du signal d'image passe exactement au centre d'une 35 plage ( ligne en tirets), toutes les valeurs instantanées d'exploration rentrent correctement dans cette plage. Par contre, lorsque la tension dépasse une limite de plage, par exemple la limite 11, les valeurs instantanées d'exploration sont situées à moitié dans la plage déjà balayée et dans la plage adjacente, par exemple les 40 plages m - 1 et m. Lorsque la tension du signal d'image se rappro- 69 14237 7 2007849 che du milieu de la plage, le pourcentage des valeurs instantanées situées dans cette plage pendant l'exploration augmente constamment. la grandeur précitée correspondant à la valeur de crête-à-crête de la tension alternative, représente 5 une valeur optimale» lorsque cette valeur de crête-à-crête est inférieure à la tension échelonnée quantifiée, le mélange des points de trame est incorrect. Par contre, lorsque cette valeur est bien supérieure,» des points de trame d'une plage ultérieure adjacente interviennent finalement dans le mélange et ceci se caractérise 10 par une certaine grossièreté de grains de l'image reproduite. Comme indiqué plus haut, la fréquence d'exploration t et la fréquence de la tension de superposition £ ne doivent pas être en harmonie l'une par rapport à l'autre. On évite ainsi une répétition périodique de répartition des points 15 de trame et on obtient au contraire une répartition plus statistique, comme lorsqu'on utilise un générateur de type alléatoire. A la plage de la tension triangulaire représentée, on peut également superposer une tension en dents de scie. Il suffit de faire en sorte que la tension alteraa-20 tive utilisée présente des flancs rectilignes et autant que possible aucune partie de courbe horizontale. Dans l'e diagramme de la figure 3, les ordonnées sont divisées, suivant la courbe physiologique précitée, en plages de tensions croissantes m-4.». m+3,et on superpose 25 à la tension de signal d'image 14 une tension alternative 16 dont l'amplitude augmente en fonction de la grandeur de la tension de signal d'image. Cette fonction croissante est choisie de manière que la valeur de crête-à-crête de la tension alternative soit constamment, au moins approximativement , égale à la plage de ten-30 sions balayée par la tension de signal d'image, lorsque la tension de signal d'image dépasse une valeur-limite de. plage, la valeur de crête-à—crête prend, des valeurs intermédiaires correspondantes. Un circuit^ à l'aide duquel ; on peut produire la tension triangulaire précitée d'amplitude variable, a 35 été représenté sur la figure 4. la tension continue de signal d'image E& inversée ( et qui augmente lorsque le noircissement croît) est appliquée, symétriquement par rapport au potentiel de masse, aux bornes 21 et 22. 40 la borne 23 reçoit une tension rec- ï i 69 14237 8 2007349 ^angulaire qui est appliquée aux bases des deux transistors 24 et 25» Du fait que le transistor 24 est du type Î5PIÏ st le transistor 25 du type PHP, le transistor 25 est bloqué lorsque le transistor 24 est conducteur et inversement. 5 Aussitôt que le transistor 24 est conducteur? la charge du condensateur 26 s'effectue par l'intermédiaire de ee transistor et des résistances 27 et 28. En choisissant de façon appropriée les valeurs ohmiques des résistances et la capacité du condensateur, on peut régler la constante de temps de 10 la charge de manière qu'elle soit élevée par comparaison à la durée de conductions ceci signifie qu'on utilise toujours la première parties encore approximativement linéaire, de la courbe de charge. Lorsque le transistor 24 est à nouveau bloqué et que le transistor 25 devient conducteur, le conden-15 sateur 26 est chargé par l'intermédiaire des résistances 29 et 30. Pour autant que cette charge se produise avec la même constante de temps, on obtient dans le condensateur 26 une tension triangulaire symétrique. Cette tension triangulaire est appliquée, après amplification à l'aide de l'amplificateur 31 et par l'intermédiaire du 20 transformateur 32, au conducteur 33/de manière à obtenir à la borne 34 la tension de signal d'image superposée à la tension triangulaire. Etant donné qu'on doit également dis poser,, même dans le cas d'une faible tension de signal d'image 25 (valeur de "blanc"), une tension de superposition qui ne soit pas faible, il est prévu des sources de tension auxiliaire 35 et 36, qui assurent la charge du condensateur 26 par l'intermédiaire des résistances 37 ou 38. Non seulement la courbe de sensibi-30 lité physiologique , mais également la courbe suivant laquelle 1' amplitude de la tension de superposition croîtyne sont pas linéaires e En. conséquence, on doit établir une non-linéarité entre la tension de signal d'image E ou -E et l'amplitude de la tension a a de superposition. Cela est assuré à l'aide des voies à diodes 39 35 et 40 qui sont respectivement branchées en parallèle à l'une des résistances 28 et 30. En raison du profil des courbes caractéristiques à coudes des diodes, l'influence de ce shuntage est faible pour des valeurs réduites de la tension Ea, mais elle augmente lorsque la tension E_ croît.de manière à assurer finalement le cl / 40 eour%-circuitage des résistances 28 et 30. 69 14237 9 2007849 Dans le cas où il est souhaitable d'avoir,à la place d'une tension triangulaire symétrique^une tension en dents de scie, les constantes de temps, c'est-à-dire les valeurs ohmiques des résistances 27, 28 et 29„ 30^ainsi que le taux d'im-5 pulsions de la tension rectangulaire commandant les transistors 24 et 25/doivent avoir des valeurs différentes. Sur la figure 5, on a représenté des tensions triangulaires 41, 42» 43yet sur la figure 6 des tensions en dents de scie 44p 45, 46 présentant des amplitudes de va-10 leurs différentes, telles que celles qui sont obtenues pour des • tensions de signal d'image de grandeurs différentes. L'invention s'étend à un dispositif pour la mise en application d'un procédé suivant l'un ou plusieurs des paragraphes ci-dessus ou procédé similaire. 15 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, pour lesquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 69 14237 10 2007849 REYEMDICAIIOIS 1°) Procédé de reproduction tramée d'images en demi~teintesf notamment à l'aide d'une photo-composeu-se électroniquep en maintenant une haute qualité de reproduction 5 en ce qui concerne l'échelonnement des densités de couleurs, le nombre prévu des grosseurs différentes, de points de trame étant juste suffisant pour obtenir une qualité moyenne de reproduction,, procédé caractérisé en ce que, pour obtenir des valeurs de densités qui sont situées entre deux échelons de densités adjacents et 10 correspondant aux grosseurs prédéterminées des points de trame» on mélange des points de trame de grosseurs différentes, de préférence adjacentes, suivant une répartition statistique, ce qui évite d'augmenter le nombre de grosseurs de points de trame à emmagasiner en mémoire. 1-5 2°) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les points de trame sont mélangés dans une proportion qui correspond à la proportion des écarts entre la valeur de densité à obtenir et les deux échelons de densité adjacents . 20 3°) Procédé suivant les revendica tions 1 et 2, appliqué à un dispositif dans lequel le document-image est exploré point-par-point et photo-électriquementy et dans lequel les valeurs de tensions de signal d'image analogues aux valeurs de noircissement sont quantifiées, c'est-à-dire associées, à 25 des instants réguliers, déterminés par un chronomètre, à l'vm de plusieurs échelons de tension distincts et correspondant aux différentes grosseurs de points de trame, ces valeurs étant codées en code binaire, procédé caractérisé par ce qu'on superpose aux tensions de signal d' 1,mageyavant la quantification,une tension alter-30 native dont l'amplitude est de préférence égale à la âemi-difféT rence entre deux échelons de tensions distincts et successifs^et dont la fréquence n'est pas en harmonie avec la fréquence des impulsions du chronomètre, 4°) Procédé suivant la revendica-35 tion 3 caractérisé par ce qu'on superpose à la tension de signal p d'image une tension alternative dont la fréquence est au moins égale au quart de la fréquence des impulsions chronométriques® 5°) Procédé suivant les revendications 3 et 4j, caractérisé par ce qu'on utilise comme tension de 40 superposition une tension alternative triangulaire. 69 14237 n 2007849 6°) Prooédé suivant les revendications 3 et 4„ caractérisé par ce qu'on utilise comme tension de superposition une tension alternative en dents de scie0 7°) Procédé suivant les revendica-5 tions 3 à 6} caractérisé par se qu'on choisit les écarts des différents échelons de tensions^ conformément à la courbe de sensibilité physiologique connue, de façon à augmenter lorsque le noircissement croît, et par ce qu'on augmente également l'amplitude de la tension de superposition lorsque le noircissement croît® 10 8°) Procédé suivant la revendica tion 7P caractérisé par ce qu'on applique une tension de superposition dont l'amplitude est fonction d'une tension obtenue par décomposition non-linéaire d'une tension proportionnelle au noircisse^ ment d1 image. 15 9°) Dispositif pour la mise en appli cation d'un procédé suivant l'un ou plusieurs des paragraphes ci-dessus ou procédé similaire.