Verfahren zur elektronischen Farbkorrektur für die Reproduktion farbiger Bildvorlagen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Im Hauptpatent ist ein Verfahren zur elektroni schen Farbkorrektur für die Reproduktion farbiger Bildvorlagen beschrieben, bei dem nach Art der Bildtelegraphie eine farbige Vorlage selbst oder drei nach ihr hergestellte photographische Farbauszüge unmittelbar photoelektrisch abgetastet werden und welches dadurch gekennzeichnet ist, d'ass die drei ste tig veränderlichen Farbmesswerte x, y, z (z.
B. die Normfarbwerte nach DIN 5033) der farbigen Bild punkte des zu reproduzierenden Originals durch je eine Anzahl verschiedener diskreter Werte ersetzt werden, dass die drei stetig veränderlichen Farbdosie- rungen u, v, w (z.
B. die relativen Rasterpunktgrässen bzw. Näpfchentiefen) für die farbigen Bildpunkte der Reproduktion, welche mit den Farbmesswerten x, y, z durch drei empirisch oder theoretisch ermit telte Funktionen<I>u - b (x, y, z), v -- r (x,</I> y, z), w = g (x, y, z) zusammenhängen, ebenfalls durch je eine Anzahl diskreter Werte ersetzt werden, d'ass die durch proportionale elektrische Signale dargestellten Farb- messwerte einem elektronischen Speicher entspre chend der Abtastgeschwindigkeit laufend zugeführt werden,
und d'ass die durch proportionale elektrische Signale dargestellten Farbdosierungen dem elektroni schen Speicher laufend entnommen werden in Zeit intervallen, die gleich oder kleiner sind als die Zeit, die zur Abtastung eines Bildpunktes benötigt wird.
Die diskreten Farbmesswertspannungen werden dabei vorzugsweise in der Weise gewonnen, dass die drei stetig veränderlichen Farbmesswertsignale perl- odisch und kurzzeitig mit mindestens der doppelten höchsten Signalfrequenz abgefragt und anschliessend die abgefragten diskreten Signalmomentanwerte quanti- siert werden.
Jedem quantisierten Farbmesswertsignaltripel x, y, z ist ein Dreifachkoinzidenzschalter einer drei dimensionalen Schaltermatrix zugeordnet, der dann und nur dann anspricht, wenn alle drei Farbmess- wertsignalquanten gleichzeitig vorliegen.
Ausgangsseitig ist jedem Koinzidenzschalter ein gespeichertes quantisiertes Farbdosierungssignaltripel u, v, w zugeordnet, welches aus dem Speicher dann und nur dann freigegeben wird, wenn der zugeord nete Koinzidenzschalter durch ein Farbmesswert- signaltripel angesprochen wird.
Durch die Art der Zuordnung der gespeicherten Farbdosierungstripel vermittels der Matrixschalter zu den quantisierten Farbmesswerttripeln, das heisst durch die Art der Verdrahtung, sind die drei Farb- korrekturfunktionen <I>b, r,</I> g definiert. Diese ursprüng lich stetigen Funktionen, bei denen die stetig ver änderlichen Farbmesswerte und Farbdosierungswerte infolge der Quantisierung durch eine endliche Anzahl diskreter Werte ersetzt wurden, sind jetzt unstetig wie tabellierte Funktionen.
Dies lässt die Möglichkeit offen, bei hinreichend grosser Anzahl von Quanten- stufen zwischen den einzelnen diskreten Werten zu interpolieren, wie sich noch zeigen wird.
Ist h die Anzahl der Quantenstufen für jeden der Farbmesswerte x, y, z, so gibt es genau h3 ver schiedene diskrete Farbmesstripel und dementspre chend auch h3 verschiedene Matrixschalter.
Aus- gangsseitig gehen von jedem Matrixschalter eine u-, eine v- und eine w-Leitung ab, insgesamt also 3 h' Leitungen, von denen je h3 gleichartige zu den Ein gängen eines u-, eines v- und eines w-Speichers füh ren, in denen die diskreten Farbdosierungswerte u, v, w gespeichert sind. Von verschiedenen Schaltern ab- gehende Leitungen derselben Art, z. B. u-Leitungen, brauchen dabei nicht notwendigerweise zu verschie denen u-Werten zu führen.
Ist für einen Matrix schalter die Sowohl-als-auch-als-auch-Bedingung er füllt, so wird das ihm zugeordnete u, v, w - Werte tripel ausgelöst. Den h3 verschiedenen Farbmesswert- tripeln können höchstens h3 verschiedene Farbdosie- rungstripel zugeordnet sein.
Da aber von jedem der h3 Matrixschalter je eine u-, eine v- und eine w- Leitung abgeht, deren jede zu einem verschiedenen u- bzw. v- bzw.
w-Wert führen kann, so beträgt die maximale Anzahl der möglichen verschiedenen zu geordneten u-, v- und w-Werte je h3, ist also h2 mal grösser als die Quantenstufenanzahl h jedes der Farb- messwerte x, y, z. Dabei kann es durchaus vorkom men, dass unter den h3 zugeordneten u, v, w - Tripeln keine zwei vorhanden sind, welche die gleichen u- oder v- oder w-Werte aufweisen, das heisst,
dass alle je h3 verschiedenen u-, v- und w-Werte genau einmal vorkommen.
Die den quantisierten Farbmesswerttripeln zu geordneten Farbdosierungstripel sind nun ebenfalls quantisiert, das heisst, die den diskreten Farbmess- werten x, y, z auf Grund der Farbkorrekturfunktio- nen g, r,<I>b</I> zugeordneten genauen Funktionswerte<I>u,</I> v, w sind durch festgesetzte, diesen Werten zunächst liegende diskrete Farbdbsierungsquanten ersetzt.
Die Stufenanzahl der Farbdosierungsquanten u, v, w kann kleiner, gleich oder grösser als die der Farbmassquan- ten sein. Von Sonderfällen abgesehen, wird man im allgemeinen die Stufenanzahl der Farbdosierungs- quanten gleich der der Farbmesswertquanten wählen, also bleich<I>h.</I> Dann führen von den je h3 verschie denen zugeordneten Farbd'osierungswerten u, v,
w durch die Quantisierung im Mittel je h2 verschiedene zu demselben Farbdosierungsquant, wenn überdies angenommen wird, dass alle u, v, w - Quanten im Mit tel gleich häufig vorkommen.
Werden die Farbmesswert und Farbdosierungs- quanten jeweils nach aufsteigenden Werten geordnet, so brauchen aufeinanderfolgende Werte nicht äqui- distant zu sein.
Zum Beispiel werden bei der photoelektrischen Abtastung von durchsichtigen photographischen Farb- auszügen Transparenzen als primäre Farbmesswerte ermittelt. Die Transparenz eines Bildpunktes ist das Verhältnis der durchgelassenen zur einfallenden Lichtenergie. Hieraus kann zunächst der Kehrwert der Transparenz, die Opazität <I>O = 1(T,</I> als neuer Farbmesswert gewonnen werden, welche ein Schwär zungsmass darstellt.
Durch Logarithmieren der Opazi- tät erhält man wieder einen anderen Farbmesswert, die Schwärzung <I>S =</I> log O = -log<I>T,</I> oder durch Um kehrung T - e-s. Einer gleichmässig unterteilten Schwärzungsskala (Differenz zweier aufeinanderfol gender Schwärzungsstufen konstant) entspricht dabei eine logarithmisch unterteilte Transparenzskala (Quo tient zweier aufeinanderfo'lgender Transparenzstufen konstant),
deren Teilpunkte sich in Richtung abneh mender Helligkeit zusammendrängen. Beträgt die Anzahl der Quantisierungsstufen für jeden der drei Farbmesswerte h = 50, wie im Haupt patent als Beispiel angegeben wurde, so enthält die Schaltermatrix h3 = 125 000 Koinzidenzschalter. Von den Matrixschaltern gehen ausgangsseitig insgesamt 3 h3 = 375 000 Leitungen ab, von denen je h3 = 125 000 zu einem u-, v- und w-Speicher mit minde stens je h = 50 Eingängen führen.
Die Anzahl der benötigten Matrixschalter steigt mit der 3. Potenz der Quantenstufen:anzahl.
Versuche haben gezeigt, dass die Anzahl der be nötigten Quantenstufen für die Farbmess- und Farb- dosierungswerte davon abhängt, wie gross die Hel'lig- keits- bzw. Schwärzungsänderungsgeschwindigkeit (pro Längeneinheit) bei der Abtastung der Zeilen der unkorrigiertem und bei der Aufzeichnung der Zeilen der korrigierten Farbauszüge ist.
Versuche beim Fernsehen bei der Übertragung von quantisierten Schwärzungsstufen, haben ergeben, dass man bei sehr grossen Schwärzungsänderungsgeschwindigkeiten, das heisst bei grossem Strukturreichtum, mit sehr wenigen Stufen, etwa fünf, auskommt, dass man aber bei sehr geringen Schwärzungsänderungsgeschwindigkei- ten, das heisst bei Strukturarmut, mit ganz allmählich verlaufenden Tonwertübergängen eine sehr grosse Stufenanzahl in der Grössenordnung von etwa 100 benötigt.
Werden nämlich solche allmählich verlau fenden Tonwertübergänge mit einer zu geringen Schwärzungsstufenanzahl übertragen, so bilden sich bei der Wiedergabe an den betreffenden Bildstellen aneinandergrenzende Zonen jeweils gleichbleibender Schwärzung aus., die störende, im Original nicht vor handene Musterergeben.
Zur Beseitigung dieses Übelstandes ist vorgeschla gen worden, die Stufenanzahl vom Bildinhalt abhän gig zu machen, derart, dass bei grosser Schwärzungs- änderungsgeschwindigkeit mit einer kleinen, bei klei ner Änderungsgeschwindigkeit mit einer grossen und bei mittlerer Änderungsgeschwindigkeit mit einer mittleren Stufenanzahl gearbeitet wird. Ein Mass für die Schwärzungsänderungsgeschwindigkeit ist z. B. die momentane (unmoddlierte) Signalfrequenz (Bil'd- punktfrequenz), die jener proportional ist.
Jedoch sind Steuerungsanordnungen für veränderliche Quan- tenstufenanzahlen sehr kompliziert und für den vor liegenden Zweck zu aufwendig, so dass mit konstanter Quantenstufenanzahl gearbeitet werden muss.
Legteman eineStufenanzahl von h-100 zu Grunde, so würde dies auf eine Schalteranzahl von h3=106 der Schaltermatrix und auf insgesamt 3 h3 - 3 106 abgehende Leitungen zu dem u-, v- und w-Speicher führen.
Wenngleich es trotz den erheblichen und viel Zeit beanspruchenden Verdrahtungsarbeiten möglich und bei den modernen elektronischen Rechenmaschi nen sogar üblich ist, solche hohen Anzahlen elektro nischer Bauelemente zu verwenden, so ist ein solcher Aufwand für eine Teilvorrichtung einer elektroni schen Farbkorrekturmaschine wirtschaftlich nicht tragbar, da der Hauptaufwand in den komplizierten und mit höchster Präzision arbeitenden Abtast- und Aufzeichnungsvorrichtungen besteht.
Ein noch zu rechtfertigender Aufwand ergibt sich bei Verwendung von etwa h - 10 Stufen, was zu h3 <I>-</I> 1000 Matrixschaltern und zu 3 h3 = 3000 ab gehenden u-, v- und w-Leitungen führt. Dann belau fen sich die Maximalanzahlen jeweils untereinander ver schiedener u-, v- und w-Speichereingänge auf 1000.
Es besteht also die Aufgabe, die Anzahl der ein- gangsseitig abzutastenden und der ausgangsseitig auf zuzeichnenden Schwärzungsstufen um etwa das Zehn fache zu erhöhen, ohne die Quantenstufenanzahl von 10 zu vermehren, um zu einer Anzahl von Schwär- zungsstufen von 100 zu gelangen.
Gemäss dem Verfahren nach der Erfindung ge schieht dies in der Weise, dass die drei stetig veränder lichen Farbmesswertsignale mit je einer Wechselspan nung gleicher Frequenz additiv überlagert (gewob- belt) werden, deren Frequenz mindestens gleich der doppelten höchsten Signalfrequenz (Bildpunktfre- quenz) und deren doppelte Amplitude (Abstand von oberer zu unterer Spitze) mindestens gleich einer Quantenstufe ist, dass die gewobbelten Farbmesswert- spannungen periodisch mit einer Frequenz abgefragt werden, die ein Vielfaches der Wob'belfrequenz ist,
und dass die abgefragten gewobbelten Signalmomen- tanwerte quantisiert werden.
Die Amplituden der Wobbel'frequenzen können entsprechend den veränderlichen Quantenstufendiffe- renzen der Farbmesswertsignalquanten durch die ab gefragten Farbmesswertsignale moduliert werden.
Zur Durchführung des Verfahrens ist gemäss der Erfindung eine Vorrichtung vorgesehen,, bestehend aus drei gleichartig aufgebauten elektrischen Kanälen für die drei Farbmesswertsignale, deren jeder eine überlagerungsstufe, eine periodisch arbeitende A'b- fragevorrichtung und eine Quantisierungsstufe ent hält, dass ferner ein Wobbelgenerator, vorzugsweise ein Sägezahn- oder Dreiecksgenerator, vorgesehen ist, dessen Spannung den Signalspannungen in den LTber- lagerungsstufen überlagert wird, ferner ein Taktgene rator,
dessen Frequenz ein Vielfaches der Frequenz des Wobbelgenerators ist, und durch welchen der Wobbelgenerator synchronisiert sowie die Abfrage vorrichtungen gesteuert werden.
Die Vorrichtung kann zusätzlich für jeden elektri schen Kanal mit einer Modulationsstufe versehen sein, in welcher die Wobbels.pannung durch die Signalspannung amplitudenmod-uliert wird, und dass die modulierte Wobbelspannung in der überlage- rungsstufe der Signalspannung additiv überlagert wird.
Der Erfindung liegt der folgende Gedankengang zu Grunde: Durch die Wobbelung der Farbsignalspan- nung mit der Sägezahn- oder dreieckförmigen Wech selspannung soll festgestellt werden, wie weit der ab getastete Signalmomentanwert von der nächsthöhe ren und der nächstniedrigeren Quantenstufe entfernt ist, das heisst, es soll eine statistische Interpolation zwi- schen diesen beiden aufeinanderfolgenden Quanten stufen vorgenommen werden, Je nachdem,
wie oft bei der vielfachen Abfrage des gewobbelten Signal momentanwertes dabei die nächst höhere und nächst tiefere Quantenstufe angetroffen wird, wird bei der photographischen Aufzeichnung der Farbdosierungs- werte des betreffendem korrigierten Farbauszuges in Form von quantisierten Schwärzungen eine Schwär zung erreicht werden, die zwischen den beiden diesen Quantenstufen zugeordneten Schwärzungen liegt.
Denn jeder korrigierte Bildpunkt wird jetzt nicht mehr durch einen einzigen quantisierten Belichtungs impuls der Schreiblampe von der Dauer der Abfrage periode der Signalmomentanwerte erzeugt, sondern aus vielen, z. B. zehn, einzelnen quantisierten Belich tungsimpulsen von jeweils 1!1o Dauer, die seich auf zwei Quantenstufen verteilen. Die photographische Schicht summiert diese einzelnen Belichtungsimpulse für jeden Bildpunkt zu einem mittleren Belichtungswert, auch wenn diese einzelnen Belichtungsimpulse ihrer Inten sität nach zu verschiedenen Farbdosierungsquanten gehören.
Auf diese Weise werden bei der Aufzeich nung der korrigierten Farbauszüge Zwischenschwär-- zungswerte gewonnen, die durch Mischen von Schwär zungsquanten entstehen.
Es werde angenommen,, dass die Frequenz der Sägezahn- oder dreieckförmigen Wobbelwechsel'span- nung und die Abtastfrequenz der Farbinformations- signale gleich der doppelten höchsten Signalfrequenz seien (damit nach dem Abtasttheorem der Nachrich tentechnik an Informationsinhalt nichts verlorengeht), also etwa 2000 Hz betrage, und dass die Amplitude der Wobbelspannung gleich einer halben Signalquan- tenstufe sei.
Ferner werde zunächst angenommen, dass die periodisch und kurzzeitig abgefragten Signal- momentanwerte durch einen Haltekreis über die Ab frageperiode festgehalten (konstant gehalten) werden. Durch die Wahl der Wob'belamplitude wird erreicht, dass der abgefragte und festgehaltene Signalmomen- tanwert, der ja im allgemeinen kein Quantenwert sein wird, durch die Wobbelung verkleinert und vergrö ssert wird, so dass ,er linear ansteigt oder fällt, und zwar derart, dass sein kleinster und sein grösster Wert mit Sicherheit in zwei aufeinanderfolgende Quanten stufen hineinreichen.
Eine grössere Wobbelamplitude würde eventuell eine grössere Anzahl benachbarter Quantenstufen erfassen; dies würde zwar nichts scha den, aber auch nichts nützen. Wird nun der gewob- belte Signalmomentanwert über die Wobbelperiode, die im Beispielsfalle gleich der Abfrageperiode der Farbsignale ist, beispielsweise zehnmal periodisch und kurzzeitig abgefragt, so, wird dlie eine Hälfte der Ab fragewerte - im Beispielsfalle also fünf - kleiner und die andere Hälfte grösser als der abgetastete Signal momentanwert sein.
Wegen der zeitlichen Äqui- distanz der Abfragezeitpunkte und wegen der linear steigenden oder fallenden Wobbelspannung sind die aufeinanderfolgenden steigenden oder fallenden Ab fragewerte innerhalb einer Wob'belperiode ebenfalls äquidistant. Zur näheren Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung eine Vorrichtung zur Durchführung desselben schematisch dargestellt, und zwar zeigt:
Fig. 1 und' 2 je einen Ausschnitt aus dem gewob- belten Signalverlauf und Fig. 3 eine Schaltungsanordnung zur Durchfüh rung der Verfahren gemäss der Erfindung.
In Fig. 1 ist in einer graphischen Darstellung ein kurzer Ausschnitt aus dem Verlauf einer der Farb- messwertsignalspannungen U, als Funktion der Zeit t über zwei Abfrageperioden T dargestellt. Ferner ist der zeitliche Verlauf einer periodischen steigenden Sägezahnwechselspannung mit der Periode T und einer Amplitude, die gleich einer halben Quantenstufe ist, eingezeichnet.
Die Abfragemomentanwerte zu den Zeitpunkten 0,<I>T 2T</I><B>....</B> die ja im allgemeinen keine Quantenwerte sein werden, sind über die Abfrageperi- ode T hinweg festgehalten (konstant gehalten) und durch der t-Achse parallele Strecken dargestellt. Die gewobbelten, das heisst die mit der<B><U>Säg</U></B> ezahnspannung überlagerten, über eine Abfrageperiode konstant ge haltenen Momentanwerte der Signalspannung, sind als schräge Strecken mit einer der Steigung der Säge zahnspannung gleichen Steigung dargestellt.
An ihren Anfangs- und Endpunkten erreichen diese Strecken Spannungswerte, die um eine halbe Quantenstufe unter bzw. über dem festgehaltenen Mom-entanwert der Signalspannung liegen. In ihren Mittelpunkten erreichen diese Strecken Spannungswerte, die gleich den festgehaltenen Momentanwerten der Signalspan nung sind'. Anstatt einer steigenden, kann mit glei cher Wirkung auch eine fallende Säg ezahnspannung oder eine abwechselnd steigende und fallende Drei ecksspannung als Wobbelspannung verwendet werden.
Die gewobbelten, festgehaltenen Momentanwerte der Signalspannung werden nun mit einer. Frequenz abgefragt, die ein Vielfaches der Abfragefrequenz der Signalspannung beträgt. Ist die Abfragefrequenz der Signalspannung zunächst f = 2000 Hz, wie oben angenommen wurde, so möge die Abfragefrequenz F der gewobbelten Signalspannung das n-fache, bei spielsweise das Zehnfache, betragen: <I>F - m f -</I> 10 - 2000 Hz = 20 kHz.
Die Periode z der Abfrage der gewobbelten Signal spannung beträgt dann den m. Teil, im Beispielsfalle den zehnten Teil, der Periode T der Abfrage der un- gewobbelten Signalspannung: z <I>=</I> T;'m <I>=</I> 0,5/10 msec = 50 ,ctsee.
Die Abfragezeitpunkte und die Abfragewerte der gewobbelten Signalspannung sind äquidistant. Auf einanderfolgende Abfragewerte haben wegen des linearen Verlaufes der gewobbelten Signalspannung eine konstante Differenz von 1,"m einer Quantenstufe. Die Abfragewerte sind symmetrisch um den Mittel wert - den Signalmomentanwert - verteilt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung möge ein Zahlenbeispiel durchgerechnet werden. Es werde angenommen, dass der abgefragte und festgehaltene Momentanwert der Signalspannung <I>h</I> + 0,25 Spannungseinheiten betrage, wobei<I>h</I> eine ganzzahlige Anzahl von Spannungseinheiten, also eine Quantenspannung, bedeute. Die gewobbelte Signal spannung erreicht an ihrer unteren und oberen Grenze die Werte h + 0,25-0,5 = h-0,25 bzw.
h+0,25+0,5=h+0,75. Die elf Abfragewerte sind demnach die folgenden: h-0,25; h-0,15; h-0,05; h + 0,05;h + 0,15; <I>h +</I> 0,25;<I>h +</I> 0,35;<I>h +</I> 0,45;<I>h +</I> 0,55;<I>h</I> + 0,65; h+0,75.
Hiervon entfallen bei der Quantisierung die ersten acht Werte auf die Quantenstufe h, die restlichen drei Werte auf die Quantenstufe h + 1. Dies ergibt im Mittel für die elf Werte
EMI0004.0061
Ohne die Mehrfachabfrage pro Bildpunkt hätte sich bei der Quantisierung des Abfragewertes h + 0,25 als Quantenwert h ergeben.
Bei der Mehrfachabfrage pro Bildpunkt wird durch die statische Mittelung zwischen den dem wah rem Signalmomentanwert benachbarten quantisierten Werten<I>h</I> und<I>h + 1</I> eine Dezimale gewonnen, näm lich h-1-0,3, die dem wahren Mome@ntanwert h+0,25 beträchtlich näher kommt als der quantisierte Wert h, ohne dass jedoch die Quantenstufenanzahl erhöht worden ist. Die Wirkung dieser Massnahme ist aber dieselbe, als ob die Anzahl der Quantenstufen erhöht worden wäre.
Der linearen Interpolation zwischen zwei quanti- sierten Werten der Farbmesswertspannungen bei der Abtastung der unkorrigierten Farbauszüge entspricht eine lineare Interpolation zwischen den, beiden nach den Farbkorrekturfunktionen zugeordneten quanti- sierten Werten der Farbdosierungsspannungen bei der Aufzeichnung der korrigierten Farbauszüge.
Die Folge ist, dass auf Grund der Mehrfachabfrage ein einzelner Bildpunkt eines der korrigierten Farbaus- züge nicht mehr durch einen einzigen, in seiner In tensität dem betreffenden Farbdosierungsquant ent sprechenden Belichtungsimpuls der Schreiblampe be lichtet wird, sondern statt dessen in derselben Zeit durch m Belichtungsimpulse von jeweils 1 m Dauer, die sich ihrer Intensität nach auf zwei der ihnen ent sprechenden Farbdosierungsquanten verteilen.
Diese beiden verschiedenen Intensitäten der Belichtungs impulse geben durch Aufsurnmierung in der photo graphischen Schicht zu einer Schwärzung Anlass, die zwischen denjenigen beiden quantisierten Schwärzun- gen liegt, welche durch die beiden quantisierten Be- lichtungsintensitäten einzeln erzeugt werden würden.
Die anfänglich gemachte Annahme, dass die mit der mindestens doppelten höchsten Signalfrequenz abgefragten Momentansignalwerte über die Abfrage periode hinweg durch einen Haltekreis festgehalten (konstant gehalten) werden, ist aber in der Praxis nicht notwendig, wie sich herausgestellt hat.
Es ge nügt vielmehr, dass die stetig veränderliche Signalspan nung unmittelbar mit der sägezahn- oder dreieckför- migen Wobbelspannung überlagert wird, voraus gesetzt, dass die Frequenz dieser Wobbelspannung mindestens gleich der doppelten höchsten Signalfre quenz oder besser noch ein Vielfaches hievon ist.
Die dabei auftretenden Verhältnisse sind, in Fig. 2 dargestellt. Über der Zeitachse (t) ist wieder ein kurzes Stück des Verlaufes einer der Farbsignalspannungen (U,,) aufgetragen, ferner sind einige Perioden der säge- zahnförmigen Wobbelwechselspannung, deren Ampli tude gleich einer halben Quantenstufe ist, und schliess lich ist die gewobbelte Signalspannung dargestellt. Diese wird wieder periodisch und kurzzeitig mit einer Frequenz abgefragt, die ein Vielfaches der Wobbel- frequenz ist.
Das Ergebnis der Überlagerung ist wegen des im allgemeinen krummlinigen Verlaufes der Signalspannung nicht mehr linear. Die Abfragezeit- punkte sind noch äquidistant, jedoch gilt dies nicht mehr für die Abfragewerte. Am Anfang jeder Wob- belperiode liegt die gewobbelte Signalspannung um eine halbe Quantenstufe unter oder über und am Ende über oder unter der ungewobbelten Signalspan nung, je nachdem, ob die sägezahnförmige Wobbel- spannung steigt oder fällt.
Ferner ist die mittlere Steilheit der gewobbelten Signalspannung innerhalb einer Wobbelperiode grö sser oder kleiner als die mittlere Steilheit der un- gewobbelten Signalspannung, je nachdem die Säge zahnspannung steigt oder fällt.
Bei genügend hoher Wobbelfrequenz, die ja min destens gleich der doppelten Bildpunktfrequenz ist, können die Kurvenabschnitte der Signalspannunb innerhalb der Wobbelperioden mit hinreichender Ge nauigkeit als geradlinig angesehen werden entspre chen der Tatsache, dass bei genügend feiner Abszis- seneinstellung eine Kurve durch ein Sehnenpolygon angenähert werden kann.
Die Wirkung der Wob'belung lässt sich dann so auffassen, da@ss bei der Mehrfachabfrage vom Mittel wert des geradlinigen, aber nicht mehr konstanten Signalspannungsabschnittes innerhalb einer Wobbel- periode festgestellt wird, wie oft er in benachbarte Quantenstufen hineinreicht. Der innerhalb einer Wobbelperiode geradlinig ansteigende oder fallende Signalspannungsverlauf wird also durch seinen Mit telwert in der Mitte des Wobbelintervalls ersetzt, als ob dieser Mittelwert über die Wobbelperiode fest gehalten würde.
Wird nun z. B. einem geradlinig ansteigenden Signalspannungsabschnitt eine steigende Sägezahn spannung überlagert, so ist das Überlagerungsergeb- nis - der gewobbelte Signalspannungsabschnitt - wie der geradlinig und von grösserer Steilheit als die Ein- zelsteilheiten der Signal- und Sägezahnspannung. Da die Sägezahnamplitude eine halbe Quantenstufe be- trägt,
so kann Anfang und Ende des gewobbelten Signalspannungsabschnittes möglicherweise in mehr als zwei benachbarte Quantenstufen hineinfallen. Wie schon früher erwähnt, nützt dies zwar nichts, aber es schadet auch nichts. Wird aber einem steigenden Signalspannungsabschnitt eine fallende Sägezahnspan- nung überlagert, so ist das überlagerungsergebnis von geringerer Steilheit als die Steilheit der Sägezahn spannung.
Es besteht jetzt die Möglichkeit, dass An fang und Ende des gewobbelten Signalspannungs- abschnittes nur noch in eine einzige Quantenstufe fallen. Hiernach scheint es, dass in einem solchen Falle die Wobbelung zwecklos wird, indem das, was mit ihr gerade bezweckt werden soll, nämlich die Erfassung von mehr als einer Quantenstufe, wieder zunichte gemacht wird. Dasselbe gilt, wenn ein fal lender Signalspannungsabschnitt mit einer steigenden Sägezahnspannung überlagert wird.
Man sollte also meinen, dass steigende Signalspannungsabschnitte nur mit einer steigenden und fallende Signalspannungs- abschnitte nur mit einer fallenden Sägezahnspannung überlagert werden dürften. Dies würde aber erfor dern, dass nach einem Maximum der Signalspannung die steigende Sägezahnspannung in eine fallende und nach einem Minimum die fallende in eine steigende Sägezahnspannung umgewandelt wird.
Aber abgesehen davon, dass eine solche durch die Maxima und Minima der Signalspannung automatisch zu steuernde Umkehrung der Steigungsrichtung der Sägezahnspannung zwar möglich, jedoch zu auf wendig wäre, ist sie auch nicht notwendig.
Wie ein gangs erwähnt, verfolgt die Wobbelung den Zweck, gerade bei den ganz allmählich verlaufenden Ton wertübergängen, also bei Strukturarmut, das heisst bei geringer Schwärzungsänderungsgeschwindigkeit, mittels der statistischen Interpolation zwischen zwei benachbarten Quantenstufen eine Dezimale zu ge winnen, was in der Wirkung einer Erhöhung der Quantenstufenanzahl gleichkommt, die ;in diesem Falle eigentlich notwendig wäre.
Bei Bildstellen mit ausgesprochener Strukturarmut ist aber die Ande- rung der Signalspannung bei der hohen Wobbelfre- quenz innerhalb einer Wobbelperiode so geringfügig, däss die Signalspannung praktisch als konstant an gesehen werden kann. Dann ist aber die Änderung der Steilheit der überlagerten Sägezahnspannung durch die Signalspannung ebenfalls so geringfügig, dass die Steilheit der gewobbelten Signalspannung nahezu gleich der Steilheit der Sägezahnspannung ist.
Es liegt also praktisch der anfänglich angenommene Fall vor, dass die periodisch abgefragten Signal momentanwerte durch einen Haltekreis über die Ab frageperiode festgehalten werden. Dann ist es aber gleichgültig, ob die Wobbelspannung steigt oder fällt wie bei einer Sägezahnspannung oder abwechselnd steigt und fällt wie bei einer Dreiecksspannung.
Hingegen bei den Bildstellen mit grossem Struk turreichtum, das heisst bei grosser Schwärzungsände- rungsgeschwindigkeit, kommt man, wie eingangs er wähnt, mit einer sehr geringen, ohnehin schon vor- handenen Quantenstufenanzahl aus, so dass eine Wobbelung an solchen Bildstellen überflüssig wird. Man könnte daher die Wobbelung an solchen Bild stellen ausschalten. Da aber eine automatische Steue rung hierfür zwar möglich, aber zu aufwendig wäre, werden auch die Bildstellen mit grossem Struktur reichtum gewobbelt, was, wie bereits dargelegt wurde, zwar nichts bringt, aber auch nichts schadet.
In Fig. 3 ist an Hand eines Blockschaltbildes eine Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren gemäss der Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung besteht aus drei gleichartig aufgebauten elektrischen Kanälen für die Farbmesswertsignale x, y, z. 1, 1', 1" sind drei Signalgeneratoren, welche die drei Farbmesswert- signalspannungen x, y, z liefern. 2, 2', 2" sind drei Überlagerungsstufen (S), in denen den Farbmesswert- signalen eine Sägezahn- oder Dreiecksspannung addi tiv überlagert wird.
3, 3', 3" sind drei elektro mechanische (rotierende) oder elektronische Abtast- vorrichtungen, mittels derer die gewöbbelten Farb- messwertsignale periodisch und kurzzeitig abgefragt werden. Auf die Abtaster folgen die drei Quantisie- rungsvorrichtungen (Q) 4, 4', 4".<I>5 (SG)</I> ist ein Generator, der eine sägezahn- oder dreieckförmige Wechselspannung mit einer Frequenz liefert, die gleich dem Einfachen oder einem Vielfachen, der dop pelten höchsten (unmodulierten) Signalfrequenz ist.
Diese Frequenz bewegt sich zwischen 2 kHz und 10 kHz. Mit dem Sägezahngenerator 5 ist der Takt generator<I>(TG)</I> 6 synchronisiert, der Impulse von einer Frequenz liefert, welche gleich einem Viel fachen der Frequenz des Sägezahngenerators 5 be trägt. Die Taktfrequenz kann sich zwischen 10 kHz und 100 kHz bewegen. Durch die Impulse des Takt- generators werden die Abtastvorrichtungen 3, 3', 3" gesteuert bzw. synchronisiert.
Falls die Quantenstufen äquidistant sind, wird die Sägezahnspannung aus dem Generator 5 unmittelbar den Steuereingängen der Überlagerungsstufen 2, 2', 2" zwecks Wobbelung der Farbsignalspannungen zugeführt. Falls die Quanten stufen nicht äquidistant sind, z. B. wenn Schwärzun- gen als Farbmesswerte verwendet werden, so ist für jeden Kanal noch zusätzlich je eine Modulationsstufe 7, 7', 7" vorgesehen, in welcher die Amplitude der aus dem.
Generator 5 stammenden Sägezahn- oder Dreieckwechselspannung durch die aus den Signal generatoren 1, 1', 1" herrührenden Farbsignalspan- nungen in jeweils verschiedener Weise moduliert wird, bevor die amplitudenmodulierten Wobbelspannungen den Farbsignalspannungen in den überlagerungs- stufen (S) 2, 2', 2" überlagert werden.
Die die Vorrichtungen 4, 4', 4" verlassenden quantisierten Farbsignale werden in der nach dem Hauptpatent beschriebenen Weise weiter zur Farb- korrektur verarbeitet.