CH641918A5

CH641918A5 - Signalumsetzungseinrichtung.

Info

Publication number: CH641918A5
Application number: CH768178A
Authority: CH
Inventors: Sheldon J Kerbel
Original assignee: Hazeltine Corp
Priority date: 1977-07-25
Filing date: 1978-07-17
Publication date: 1984-03-15
Also published as: GB1581817A; FR2401568A1; MX145365A; GB1581818A; IT1108774B; AU544640B2; AU7210081A; SE7807736L; SE438762B; AU517928B2; CA1127754A; DE2830725A1; AU3680378A; NL7807881A; IT7868763A0; FR2411433B3; FR2411433A1; JPS5424101A; US4158859A; GB1581819A

Description

Die Erfindung betrifft eine Signalumsetzungseinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Einrichtungen können insbesondere bei Simulatoren für drucktechnische Verfahren verwendet werden.

Videosignalerzeuger sind in Verbindung mit Fernsehanlagen sehr weit verbreitet. Bei derartigen Anlagen wird die Lichtstärke von Elementarteilen eines Bildes aufeinanderfolgend abgetastet, üblicherweise in Gestalt eines Rasters. Die Aufeinanderfolge der Abtastsignale wird zu einem resultierenden oder zusammengesetzten Videosignal zusammengefügt, welches Teile aufweist, die eine Video- oder Lichtstärkeninformation enthalten, während andere Teile lediglich Steuerinformationen aufweisen. Die Steuerinformation liegt normalerweise zwischen Zeilen der Lichtstärkeninformation in einem Signalteil, der Austastintervall oder -periode genannt wird. Dieser Teil des Signals entspricht der Zeitspanne, während der der Elektronenstrahl der Fernsehempfängerröhre zurückgeführt wird, um die nächste Zeile zu beginnen. In diesem Austastintervall wird normalerweise ein Klemmsignal erzeugt, welches den Pegel der auf der Bildröhre abzubildenden Lichtstärke in Abhängigkeit von dem Videoinformationssignal bestimmt. Die während der Videoinformationsteile des Signales auftretenden Lichtstärkenwerte werden von dem Empfänger mit Bezug auf den Klemmsignalpegel interpretiert. Das resultierende Videosignal kann während des Austastintervalles auch andere Informationen enthalten, beispielsweise Impulse in Tonfrequenz, um die Farbe bei einer Farbfernsehübertragung zu regeln. Diese Signalteile sind für die Erfindung ohne Interesse.

Bei drucktechnischen Verfahren wird ein ursprüngliches Farbbild, etwa ein Farbtransparentbild, zusammen mit Filtern dazu verwendet, einen Satz Farbauszüge herzustellen, bei denen es sich um Schwarz-Weiss-Transparentbilder handelt, welche jeweils für einen bestimmten Elementarfarbgehalt eines mehrfarbigen Farbbildes kennzeichnend sind. Bei den üblichen Druckverfahren werden die Farbauszüge zum Ätzen der Farbdruckplatten verwendet. Ein Farbdruck wird dadurch hergestellt, dass aufeinanderfolgend drei oder vier verschiedene Druckfarben auf dem gleichen Stück Papier unter Verwendung von Druckplatten abgedruckt werden, welche aus den Farbauszügen hergestellt worden waren.

Die verschiedenen Schritte des Farbdruckverfahrens beinhalten auch Einstellungen hinsichtlich der Abstimmung des Farbgehaltes des Druckes. Diese Einstellungen werden normalerweise von einer geübten Bedienungsperson vorgenommen, die diese Einstellungen nach eigenem Urteil derart ausführt, dass sich voraussichtlich ein akzeptabler Farbdruck ergibt. In vielen Fällen muss der Vorgang nach der Herstellung der Druckplatten und der Erzeugung eines Probebildes mit diesen Platten wiederholt werden.

Bei Beurteilung dieses Probeabzuges muss der Drucker aufgrund seines eigenen Urteils entscheiden, welche Änderungen in dem Verfahren notwendig sind, um einen akzeptablen Farbdruck zu erzeugen; er muss die Farbauszüge oder die Druckplatten sodann entsprechend abändern.

Um das Verfahren der Herstellung der Druckplatten zu erleichtern und den Versuch zu machen, die Notwendigkeit mehrerer Probeabzüge auszuschalten, wurden schon Anlagen zur Simulierung des Farbdruckverfahrens angegeben. Derartige Anlagen sind in den US-PS 3 123666, 3 128333, 3131253 und 3800071 beschrieben. In diesen Patentschriften sind Vorbetrachtungseinrichtungen erläutert, die das Farbdruckverfahren entweder ganz oder teilweise simulieren, um damit ein für einen Farbdruck kennzeichnendes Sichtbild zu erzeugen. Die Erfindung ist insbesondere für derartige Einrichtungen brauchbar.

Bei einer Vorbetrachtungseinrichtung für ein Farbdruckverfahren ist es besonders wichtig, dass ein sehr genaues Videosignal erzeugt wird, das für das ursprüngliche Biid kennzeichnend ist. Im Gegensatz zu üblichen Farbfernsehgeräten, welche getrennte Signale für die Helligkeit (d.h. schwarz und weiss) und die Farbinformation (mit verminderter Bandbreite) verwenden, werden bei Vorbetrachtungseinrichtungen üblicherweise zumindest drei getrennte Videosignale genutzt, von denen jedes den jeweiligen Elementarfarbgehalt des ursprünglichen Bildes wiedergibt. Damit wird eine bessere Qualität der Farbbildsimulation und der Farbbilddarstellung in dem Sichtgerät erzielt. Die drei Videosignale können unter Verwendung einer Vidikonröhre gemäss der US-PS 3131253 oder mittels einer Abtast-Lichtquelle und einer Fotodetektorröhre gewonnen werden. In jedem Falle ist es notwendig, den Bereich der Lichtwerte, welche empfangen und genau in ein Videosignal umgesetzt werden können, möglichst gross zu machen. Vidikonröhren haben aber im allgemeinen einen begrenzten Dynamikbereich; deshalb ist es wichtig, die auf die Vidikonröhre einfallende Lichtmenge auf einen Betrag zu begrenzen, der den Dynamikbereich der Röhre maximal ausnützt. Bei einer Fernsehanlage kann der Pegel des auf einem Vidikon einfallenden Lichtes von der Bedienungsperson willkürlich auf einen Wert eingeregelt werden, welcher die Bildhelligkeit ergibt, die die Bedienungsperson jeweils als erwünscht betrachtet.

Bei einer drucktechnischen Vorbetrachtungsanlage führt eine Verstellung des Lichtpegels jeweils dazu, dass der Bezug zu der ursprünglichen Helligkeit des vorbetrachteten Bildes verloren geht. Bei derartigen Anlagen ist es wichtig, den Bezugspegel der ursprünglichen Lichtstärke genau beizubehalten, so dass die Anlage eine genaue Simulation des tatsächlichen Druckverfahrens sichtbar macht. Die Erfindung kann auch auf andere Einrichtungen angewandt werden, bei denen es darauf ankommt, die Amplitude eines Eingangssignales an einen Signalumsetzer anzupassen und sodann auch das Ausgangssignal des Signalumsetzers auf einen Pegel zu bringen, der für die ursprüngliche Amplitude des Eingangssignals kennzeichnend ist. Damit wird erreicht, dass der Signalumsetzer in seinem bevorzugten Dynamikbereich arbeiten kann.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Signalumsetzungseinrichtung zu schaffen, bei der der Pegel eines Ein2

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gangssignals derart verändert werden kann, dass der optimale Dynamikbereich des Signalumsetzers ausnutzbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen :

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer drucktechnischen Vorbetrachtungseinrichtung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Videosignalerzeugers, Fig. 3 ein Blockschaltbild einer alternativen Ausführungsform eines Teiles des Signalerzeugers nach Fig. 2,

Fig. 4A und 4B Diagramme zur Veranschaulichung zusammengesetzter Videosignale, die durch den Signalerzeuger nach Fig. 2 erzeugt sind,

Fig. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Ausgangssignalpegels als Funktion des Eingangssignalpegels bei einem logarithmischen Verstärker des Signalerzeugers nach Fig. 2,

Fig. 6 ein Diagramm eines Videosignals, das durch die Begrenzungsschaltung nach Fig. 3 verändert ist,

Fig. 7 ein schematisches Schaltbild der hauptsächlichen Teile des Spitzendetektors, der Differentialverstärker, des Integrators, des Speichers, der Subtraktionsschaltung und des Schwärzungsdichte-Signalgenerators des Signalerzeugers nach Fig. 2,

Fig. 8 ein schematisches Schaltbild der Sockel-Signal-erzeugungsschaltung und einer Klemmschaltung des Signalerzeugers nach Fig. 2,

Fig. 9 ein schematisches Schaltbild der Subtraktions- und Begrenzungsschaltung des Signalerzeugers nach Fig. 3,

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Änderung des Massstabes eines logarithmischen Signals und

Fig. IIA, IIB und 1 IC Diagramme zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 10.

In Fig. 1 ist ein Vorbetrachtungsgerät zur Simulation eines Farbdruckverfahrens veranschaulicht. Der Geräteeingang wird von einem Bild 12 gebildet, welches entweder ein Druckbild oder ein Transparentbild sein kann. Ein Videosignalgenerator erzeugt ein für das Bild 12 kennzeichnendes Videosignal. Zwischen dem Signalgenerator 14 und dem Bild 12 kann ein Filter 16 angeordnet sein, um damit ein für eine Farbkomponente des Bildes 12 kennzeichnendes Videosignal abzuleiten. Alternativ kann das Bild 12 selbst auch ein Farbauszug-Transparentbild sein, in welchem Falle dann kein Filter erforderlich ist. Bei dem Vorbetrachtungsgerät nach Fig. 1 werden bei Verwendung eines Farbbildes 12 die einzelnen Farbkomponenten des Bildes 12 aufeinanderfolgend von dem Signalgenerator 14 unter Benutzung verschiedener Filter 16 in Videosignale umgesetzt. Die für die einzelnen Elementarfarben kennzeichnenden Videosignale werden in einem Videosignalspeicher 18 gespeichert, aus dem sie gleichzeitig ausgelesen werden können, um für alle Farbkomponenten des Bildes 12 kennzeichnende, gleichzeitig auftretende Signale zu erzeugen. Daneben ist eine Farbabtastgerät-Simulationsschaltung 20 vorgesehen, welche die Funktion eines üblichen Farbab-tastgerätes (scanner) beim Umsetzen eines Farbbildes in mehrere Farbauszüge simuliert. Der Farbabtastgerät-Simulations-schaltung 20 ist eine Steuereinheit 22 zugeordnet, welche eine Anzahl Steuerelemente aufweist, die den Steuerelementen eines typischen Farbabtastgerätes entsprechen, dessen Funktion simuliert werden soll. Am Ausgang der Farbabtastgerät-Simulationsschaltung 20 erscheint ein Satz von Farbauszug-Videosignalen, welche der Bilddichte der Farbauszüge entsprechen, welche sich ergeben würden, wenn das Bild 12 tatsächlich in das Farbabtastgerät eingesetzt und dessen Steuerelemente entsprechend der Einstellung der entsprechenden Steuerelemente der Steuereinheit 22 eingestellt wären.

Das Vorbetrachtungsgerät weist ausserdem eine Farbprozess-Simulatoreinheit 24 auf, welche die tatsächliche Herstellung und Verwendung von Druckplatten und Druckfarben für die Erzeugung eines Farbdruckbildes simuliert. Eine zugeordnete Steuereinheit 26 dient dazu, Veränderungen des Farbdruckverfahrens zu simulieren. Die Ausgangsgrösse der Farb-prozess-Simulatoreinheit 24 wird in eine Farbsichteinheit 28 eingespeist, welche ein dem sich ergebenden Farbdruckbild entsprechendes Bild auf einer Fernsehbildröhre veranschaulicht.

Das Vorbetrachtungsgerät ergibt eine rasche elektronische Simulation aller Verfahrensschritte bei der Herstellung von Farbdruckbildern. Das Gerät kann deshalb in grossem Umfang das übliche Verfahren der Farbabstimmung und Uberprüfung ersetzen, wobei die Bedienungsperson die Steuereinheiten 22, 26 derart betätigen kann, dass sie in der Lage ist festzustellen, welche Veränderungen bei dem eigentlichen Druckverfahren wahrscheinlich zu dem jeweils gewünschten Aussehen des Farbdruckbildes führen werden. Die Verwendung des Videospeichers 18 gestattet es der Bedienungsperson, das Bild 12 von seinem Platz vor dem Videosignalgenerator 14 zu entfernen und es neben die Sichteinheit 28 zu legen, um das simulierte Farbdruckbild mit dem Originalbild 12 zu vergleichen.

Der Videosignalgenerator 14, der als Signalumsetzer wirkt, setzt die von dem Originalbild 12 kommenden Lichtsignale in Videosignale um. Fig. 2 veranschaulicht ein detailliertes Funktionsblockschaltbild des Signalgenerators 14. Das ursprüngliche Videosignal wird von einem Vidikon 30 erzeugt, das vorzugsweise ein Vidikon mit grossem dynamischem Bereich ist. Derartige Vidikonröhren weisen einen bevorzugten Betriebsbereich der Lichtstärken auf. Dieser bevorzugte Lichtstärkenbereich ist der dynamische Bereich der Röhre, welcher den Bereichsteil bis zu jener Lichtstärke mitumfasst, die das Vidikon zu seinem Spitzenausgangsstrom bringt. Eine kürzlich entwickelte Vidikonröhre weist einen Empfindlichkeitsbereich von etwa 500:1 der Lichtstärke auf, was einem Bildschwärzungsdichtebereich von 2,7 entspricht. Bildschwärzungsdichten stehen in einer logarithmischen Abhängigkeit von der Lichtstärke. Wegen dieser logarithmischen Abhängigkeit weisen die optischen Dichten verschiedener Gegenstände, wie etwa Filter, ein additives Verhalten auf, wobei die Verwendung der logarithmischen optischen Dichteskala die Berechnung der Filterwirkung auf ein Videosignal erleichtert.

Um das Bild 12 auf dem Schirm des Vidikons 30 scharf abzubilden, ist eine Linse 32 vorgesehen. Die Amplitude der Lichtsignale, die auf das Vidikon auftreffen, wird durch eine motorbetriebene Irisblende 34 geregelt. Ein oder mehrere Farbfilter 16 können vorgesehen werden, derart, dass die Videosignal-Ausgangsgrösse des Vidikons jeweils für die Intensität einer Farbkomponente des Bildes 12 kennzeichnend ist.

Am Ausgang des Vidikons 30 ist ein üblicher Verstärker 36 vorgesehen, an den sich ein logarithmischer Verstärker 38 anschliesst, welcher ein logarithmisches Videosignal abgibt, das proportional der Schwärzungsdichte des Bildes 12 ist. Fig. 4A veranschaulicht die Form des logarithmischen Videosignals, wobei V die Spannung und t die Zeit darstellen. Es ist das zusammengesetzte Videosignal für eine einzige Rasterzeile des Bildes dargestellt. In dem Videosignal ist ein Klemmintervall 53 vorhanden, welches dem horizontalen Rücklaufintervall bei der Abtastung der Vidikonröhre entspricht; daneben ist ein Videosignalteil 55 vorhanden, der für die Schwärzungsdichte des Bildes an verschiedenen Stellen längs einer einzigen Rasterlinie des Bildes kennzeichnend ist. Das tatsächliche Videosignal 55 ist auf einer Skala der Schwärzungsdichte, die von 0 bis 2,7 Schwärzungsdichte sich erstreckt, veranschaulicht. Dies ist der bevorzugte Betriebs-

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bereich des Vidikons 30. Wie aus Fig. 4A zu entnehmen, ist es möglich, dass verschiedene Informationen in den dunkleren Teilen des Bildes in dem Bereich des Signalrauschens liegen, weil der maximale Signalpegel des Videosignals 55 beträchtlich unter den maximalen Signalpegel des Vidikons 30 abfällt. Dieser Verlust an Signalpegel rührt von der Bildschwärzungsdichte des Bildes 12 und der Anwesenheit des Filters 16 her.

Der Videosignalgenerator 14 weist eine bewegliche Irisblende 34 auf, die geöffnet werden kann, um damit die Amplitude der auf das Vidikon 30 auftreffenden Lichtsignale derart abzuändern, dass das auffallende Licht einen dem höchsten Wert innerhalb des bevorzugten Betriebsbereiches des Vidikons entsprechenden maximalen Amplitudenpegel aufweist. Die Einstellung der Irisblende 34 geschieht unter Verwendung eines Spitzendetektors 40 und eines Differentialverstärkers 42. Der Spitzendetektor 40 ist derart gesteuert,

dass er lediglich während des Video-Informationsteiles 55 des zusammengesetzten Videosignales am Ausgang des logarithmischen Verstärkers 38 wirksam ist. Der Spitzendetektor 40 stellt den höchsten Pegel des logarithmischen Videosignals während einer repräsentativen Periode, beispielsweise eines vollen Rasterfeldes, fest und speichert diesen Wert. Der Differentialverstärker 42 ist zusätzlich mit einer Bezugsspannung beaufschlagt, welche dem höchsten von dem Vidikon 30 abgegebenen Signalausgangspegel entspricht. Der Differentialverstärker 42 betätigt die Irisblende 34 in dem Sinne, dass diese so weit geöffnet wird, bis der festgestellte Spitzensignal-pegel gleich dem Bezugspegel ist. Dies ist in Fig. 4B veranschaulicht. Als Ergebnis dieser Irisblendeneinstellung ist das auf das Vidikon 30 auftreffende Licht auf einen dem dynamischen Bereich des Vidikons entsprechenden Pegelwert eingestellt, womit das Vidikon 30 über seinen gesamten zur Verfügung stehenden dynamischen Arbeitsbereich arbeiten und damit ein Videosignal mit einem hohen Signal-Rausch-Verhältnis erzeugen kann.

Während es, wie erwähnt, erwünscht ist, die Lichtstärke bei der Eingabe in das Vidikon zu erhöhen, um in dem optimalen dynamischen Bereich des Vidikons zu arbeiten, ist es doch zweckmässig, wenn der Ausgangssignalbereich der von dem Bild emittierten Lichtstärke entspricht, so dass eine richtige Simulation des tatsächlichen Druckverfahrens erzielt werden kann. Um das Ausgangsvideosignal gemäss einem der tatsächlichen Lichtstärke des Bildes entsprechenden Signalpegel zu korrigieren, könnte eine auf der Einstellungsänderung der Irisblende 34 beruhende Korrektur vorgenommen werden. Ein anderes Verfahren würde darin bestehen, die Ausgangsgrösse des Spitzendetektors 40 nach der Einstellung der Irisblende 34 zu messen und das Signal entsprechend der Änderung des Spitzenpegels zu korrigieren. Die Messung der Veränderung der Irisblende 34 ist notwendigerweise schwierig, weil es sich hier um eine mechanische Einstellung handelt und sich kein leicht zu bestimmender Korrekturfaktor ergibt. Die Irisblendenbewegung kann nämlich auch Veränderungen umfassen, die von einer Änderung der von der das Bild 12 beleuchtenden Lampe erzeugten Lichtstärke herrühren. Eine Messung der Ausgangsgrösse des Spitzendetektors 40 kann dazu verwendet werden, eine Korrekturgrösse für das Videosignal zu erzeugen, doch hängt die Ausgangsgrösse des Spitzendetektors 40 in grossem Masse von der Bandbreite des Eingangsvideosignals ab; deshalb ist sie nicht die genaueste und zuverlässigste Grösse, von der ein Korrektursignal abgeleitet werden kann.

Eine bessere Messung von Änderungen der Lichtstärke, die bei der Öffnung der Irisblende 34 aufgetreten ist, kann dadurch geschehen, dass ein Mittelwert des Videosignales vor und nach der Irisblendenveränderung genommen wird. Diese Mittelwertbildung wird durch eine Integrationsschaltung 44 vorgenommen. Die Ausgangsgrösse der Integrationsschaltung

44 wird vor dem Öffnen der Irisblende 34 in einer Abtast-und Halteschaltung 46 gespeichert. Nachdem die Irisblende 34 so weit geöffnet worden ist, dass die Ausgangsgrösse des Spitzendetektors 40 gleich dem Bezugspegel Vref ist, hat sich die Ausgangsgrösse der Integrationsschaltung 44 derart verändert, dass sie dem mittleren Pegel des Videosignales bei auf seinem Spitzenpegel arbeitenden Vidikon 30 entspricht. Der Unterschied zwischen der Ausgangsgrösse der Integrationsschaltung 44 nach der Irisblendeneinstellung und dem in der Abtast- und Halteschaltung 46 gespeicherten Wert wird in einer Subtraktionsschaltung verarbeitet; er gibt die Amplitudenänderung des Videosginais wieder, welche als Folge der Einstellung der Irisblende 34 auftritt. Dieser Wert wird einem Sockel-Impulsgenerator 52 zugeleitet, welcher einen Impuls erzeugt, der die Amplitude des subtrahierten Signales aufweist und dessen Impulsbreite dem Klemmintervall 53 des Videosignales entspricht. Dieser Impuls wird in eine Klemmschaltung 54 eingegeben, welche den Impuls als Klemmpegel in das Videosignal einführt, wie dies in Fig. 4B durch eine gestrichelte Linie 57 angedeutet ist. Als Folge davon ist das zusammengesetzte Videosignal durch das Vidikon 30 und die Videoverstärker 36,38 auf dem optimalen Signalpegel verarbeitet worden, wegen der Klemmschaltung 54 ist es aber wieder auf einen Signalpegel abgesenkt, der genau der Lichtstärke des Bildes 12 entspricht.

Die Ausgangsstellung der Irisblende 34 kann einem in dem Vidikon 30 bei Vorhandensein eines Filters 16 mit einem reinweissen Bild auftretenden maximalen Signalpegel entsprechen. Es ist aber zweckmässiger, die Anordnung derart zu treffen, dass die anfängliche Öffnung der Irisblende 34 dem Spitzenausgangssignal bei lediglich einer Lichtquelle und keinem Filter entspricht, weil die bei dem Gerät verwendeten Filter normalerweise zur Erzeugung mehrerer Videosignale geändert werden, von denen jedes für eine der Grundfarbenkomponenten des Bildes 12 kennzeichnend ist. Wenn die anfängliche Öffnung der Irisblende 34 einer weissen Lichtquelle entspricht, kompensiert die von dem Differentialverstärker 42 an der Irisblende 34 vorgenommene Verstellung nicht nur die Schwärzungsdichte des Bildes 12, sondern auch die optische Dichte des Filters 16. Um zu erreichen, dass das Ausgangsvideosignal für die Schwärzungsdichte des Bildes 12 kennzeichnend ist, ist es notwendig, von dem Sockel-Korrek-tursignal, welches in der Subtraktionsschaltung 48 berechnet wird, einen Wert abzuziehen, der der optischen Dichte des Filters 16 entspricht. Dieser Wert wird von einem Bildschwär-zungsdichten-Faktor-Generator 50 erzeugt, der ein Gleichsignal liefert, das von dem Unterschied zwischen den Aus-gangsgrössen der Abtast- und Halteschaltung 46 sowie der Integrationsschaltung 44 abgezogen wird. Während so der Unterschied des Ausgangswertes der Abtast- und Halteschaltung 46 und der Ausgangsgrösse der Integrationsschaltung 44 nach der Irisblendeneinstellung für die von dem Bild 12 und dem Filter 16 herrührende Änderung des Signales der mittleren Schwärzungsdichte kennzeichnend sein kann, ist der dem Sockel-Signalgenerator 52 zugeführte Wert lediglich für die Änderung des mittleren Schwärzungsdichtesignals wegen des Bildes 12 kennzeichnend. Die Ausgangsvideosignale der Klemmschaltung 52 stehen deshalb auf einem Pegel, der dem Bild 12 ohne Filter 16 entspricht, wobei sie jedoch einen für eine durch das Filter 16 bestimmte Farbkomponente des Bildes 12 kennzeichnenden Signalinhalt aufweisen.

Nachdem die Irisblende 34 entsprechend dem Ausgangsspitzensignal des logarithmischen Verstärkers 38 eingestellt und ein Sockel-Korrektursignal erzeugt und in die Klemmschaltung 54 eingespeist worden ist, um damit ein einer bestimmten Eigenschaft des Bildes 12 entsprechendes Videosignal herzustellen, kann das Ausgangsvideosignal gespeichert werden. Um eine vollständige Information über das

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Bild 12 zu erhalten, ist es notwendig, ein zweites Filter 16 einzusetzen und damit von dem Bild 12 ein weiteres Elementarfarbkomponenten-Videosignal abzuleiten. Bevor der Vorgang von neuem beginnt, muss die Irisblende 34 zunächst in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt werden, so dass unter Verwendung des neuen Filters ein richtiges Korrektur-Sockel-Signal abgeleitet werden kann. Dies wird durch einen Differentialverstärker 58 erreicht, dem das den mittleren Signalpegel des Ausgangs des logarithmischen Verstärkers 38 wiedergebende Ausgangssignal des Integrators 44 zugeführt wird und in den ausserdem das gespeicherte mittlere Ausgangssignal der Abtast- und Halteschaltung 46 eingespeist wird. Der Differentialverstärker 58 verstellt die Irisblende 34 so lange, bis das mittlere Signal des Integrators 44 gleich dem in der Abtast- und Halteschaltung 46 gespeicherten Signal ist. An dieser Stelle wird die Irisblende 34 wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückgebracht.

Eine Steuerschaltung 56 dient dazu, die einzelnen Bauelemente des Videosignalgenerators in einer vorbestimmten Folge zu betätigen. Wenn ein Bild 12 vor das Vidikon 30 eingesetzt wird, befindet sich die Irisblende in ihrer Ausgangsstellung. Die Steuerschaltung 56 liefert der Abtast- und Halteschaltung 46 ein Signal, das bewirkt, dass die Schaltung das mittlere Ausgangssignal des Integrators 44 aufzeichnet, während die Irisblende 34 noch in ihrer Ausgangsstellung steht. Anschliessend an die Aufzeichnung des Ausgangssignals des Integrators 44 in der Abtast- und Halteschaltung 46 gibt die Steuerschaltung 56 ein Signal ab, durch das der Differentialverstärker 42 wirksam gemacht wird. Der Differentialverstärker 42 öffnet unter dem Einfluss des Ausgangssignals des Spitzensignaldetektors 40 und der Bezugsspannung Vref die Irisblende 34, bis der Lichteinfall auf dem Vidikon 30 dem maximalen Betriebssignalpegel des Vidikons entspricht.

Wenn dieser Zustand erreicht ist, hat sich das Ausgangssignal des Integrators 44 verändert; es steht nun auf einem mittleren Signalpegel, der sich wegen der Öffnung der Irisblende 34 gegenüber dem ursprünglichen Signalpegel erhöht hat. Der Signalpegelunterschied zwischen den Ausgangssignalen des Integrators 44 und der Abtast- und Halteschaltung 46 wird in der Subtraktionsschaltung 48 berechnet und bezüglich der optischen Dichte des Filters 16 dadurch kompensiert, dass das von der Schwärzungsdichtefaktor-Schaltung 50 kommende Signal abgezogen wird. Der Sockelgenerator 52 erzeugt einen Klemmimpuls zweckentsprechender Grösse und Dauer, um den Pegel des Ausgangsvideosignals der Klemmschaltung 54 derart zu korrigieren, dass er der tatsächlichen Schwärzungsdichte des Bildes 12 entspricht. Dieses Ausgangsvideosignal kann aufgezeichnet oder verwendet werden.

Wenn der Videosignalgenerator 14 nach Fig. 2 bei der drucktechnischen Simulationseinrichtung 10 nach Fig. 1 verwendet wird, wird das bei Benutzung eines ersten Filters 16 auftretende Ausgangsvideosignal in der Speicherschaltung 18 aufgezeichnet. An dieser Stelle ist es nunmehr notwendig, das Filter 16 auszuwechseln und ein anderes Filter einzusetzen, das bewirkt, dass das Videosignal eine andere Grundfarbe des Bildes 12 wiedergibt. Vor dem Beginn der Messung einer anderen Farbkomponente des Bildes 12 ist es zweckmässig, die Irisblende 34 in ihre Ausgangsstellung zurückzubringen. Diese Rückführung der Irisblende 34 in ihre Ausgangsstellung wird durch die Steuerschaltung 56 bewirkt, welche dem Differentialverstärker 58 ein Steuersignal zuführt, so dass • dieser unter dem Einfluss des mittleren Ausgangssignals des Integrators 44 und des in der Abtast- und Halteschaltung 46 gespeicherten Signals die Irisblende 34 so lange verstellt, bis das mittlere Ausgangssignal des Integrators 44 gleich dem in der Abtast- und Halteschaltung 46 gespeicherten Wert ist. Die Irisblende 34 steht damit in ihrer Ausgangsstellung, womit das Filter 16 ausgetauscht werden kann, um sodann das Verfahren zu wiederholen und gegebenenfalls zweite und dritte, jeweils für andere Elementarfarben des Bildes 12 kennzeichnende Ausgangsvideosignale in die Speicherschaltung 18 einzuspeisen.

Die beschriebene Signalverarbeitungseinrichtung kann naturgemäss auch nicht nur bei Videosignalgeneratoren verwendet werden. Allgemein kann die Einrichtung dazu Verwendung finden, die Amplitude eines Signales zu verändern, das einer Signalumsetzungs- oder Umwandlungseinrichtung in deren bevorzugtem Betriebsbereich zugeführt wird. Dergleichen kann vorteilhafter sein bei akustischen Wandlern, bei Mischeinrichtungen oder anderen Signalumwandlungsoder -umsetzungsgeräten. Erfmdungsgemäss wird das Ausgangssignal des Signalwandlungs- oder -umsetzungsgerätes so verändert, dass es für das ursprüngliche Signal kennzeichnend ist. Die Änderung des Ausgangssignales kann im Falle eines logarithmischen Ausgangssignals additiv oder, im Fall eines linearen Ausgangssignales, linear sein.

Fig. 3 veranschaulicht ein funktionelles Blockschaltbild eines Teiles des Videosignalgenerators 14, wobei eine Abwandlung der Schaltung dargestellt ist. Bei dem Videosignalgenerator 14 kann es schwierig sein, einen genauen Wert für das Ausgangssignal des Integrators 44 vor dem Öffnen der Irisblende 34 zu erhalten. Da die optischen Dichten des Bildes 12 und des Filters 60 einen beträchtlichen Wert aufweisen können, kann das Ausgangssignal des logarithmischen Verstärkers 38 vor dem Öffnen der Irisblende 44 einen sehr niedrigen Signalpegel erreichen. Fig. 5 veranschaulicht die charakteristischen Eigenschaften des logarithmischen Verstärkers 38. Für sehr kleine Eingangssignalpegel ist das Ausgangssignal As linear. Für normale Werte des Eingangssignales Es ist das Ausgangssignal As logarithmisch, wobei es in der Regel erwünscht ist, dass der Verstärker in seinem logarithmischen Bereich arbeitet.

Da zu dem Zeitpunkt, zu dem das mittlere Ausgangssignal des Integrators 44 in der Abtast- und Halteschaltung 46 gespeichert wird, keine Verstellung der Irisblende 34 vorgenommen wird, ist es möglich, dass bestimmte Teile des in den Integrator 44 eingespeisten Signals auf einem Signalpegel stehen, der dem linearen Bereich des logarithmischen Verstärkers 38 entspricht. Wenn die Irisblende 34 geöffnet wird, um die in dem Maximalbereich des Vidikons 30 entsprechende Eingangslichtstärke zu erzielen, liegen die Teile des Videosignals, die vorher in dem linearen Bereich des logarithmischen Verstärkers 38 sich befunden haben, nunmehr in dem logarithmischen Bereich des Verstärkers, was einige Veränderungen in der Form des Videosignals bei der Erhöhung der Systemverstärkung hervorruft. Da es notwendig ist, die Differenz des Mittelwertes der Videosignale vor und nach der Einstellung der Irisblende 34 zu benutzen, kann eine Veränderung der Form des Videosignals zu einem Fehler in dem dem Sockelgenerator 52 zugeführten Signal führen. Die in Fig. 3 veranschaulichte, abgewandelte Ausführungsform dient dazu, diese Möglichkeit auszuschalten, indem der Bereich des Videosignales unterhalb seines eigenen Spitzenwertes vor der Einspeisung des Videosignales in den Integrator 44 begrenzt wird. Der tiefere Pegel des Videosignals wird so gewählt, dass er um einen bestimmten Betrag, beispielsweise einen Dichtebereich unterhalb des Spitzenpegels des Videosignales liegt. An den Ausgang des Spitzendetektors 40 ist eine Subtraktionsschaltung 62 angeschlossen, welche von dem Spitzensignal ein Signal bezieht, das dem jeweils gewünschten Dichtebereich, beispielsweise der Dichte eins, entspricht, um damit ein Signal herzustellen, welches um einen ausgewählten Betrag unterhalb des Spitzensignalpegels liegt. Dieses Signal wird einer Begrenzerschaltung 64 zugeführt, welche das Videosignal dadurch verändert, dass ein dem Ausgangssignal

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der Subtraktionsschaltung 62 entsprechender minimaler Signalwert erzeugt wird. Das in den Integrator 44 eingespeiste Signal ist deshalb frei von Signalwerten, die unterhalb des logarithmischen Bereiches des logarithmischen Verstärkers 38 liegen. Diese Minimalwertbeschneidung Vlim des Signals ist bei dem Videosignal nach Fig. 6 veranschaulicht. Da eine ähnliche Videosignaländerung bei dem Videosignal vorgenommen wird, welches vor und nach der Einstellung der Irisblende 34 auftritt, gibt der zwischen den Mittelwerten dieser Signale in der Subtraktionsschaltung 48 berechnete Differenzwert eine wahre Differenz der Mittelwerte dieser Signale wieder, wobei die von dem linearen Bereich des logarithmischen Verstärkers 38 herrührende Fehlermöglichkeit ausgeschaltet ist.

Fig. 7 ist ein schematisches Schaltbild, welches die hauptsächlichen Bauelemente des Spitzendetektors, des Differen-tialverstärkers, der Integrationsschaltung, der Abtast- und Halteschaltung, der Subtraktionsschaltung und der Schwärzungsdichtenfaktor-Schaltung des Videosignalgenerators 14 nach Fig. 2 zeigt. Das Schaltbild veranschaulicht nicht den Netzanschluss oder solche Schaltelemente, die für die Erzeugung von Takt- und Steuersignalen erforderlich sind. Ausserdem sind die Stromversorgungsanschlüsse der verschiedenen, in der Schaltung vorhandenen Operationsverstärker nicht dargestellt, weil diese Anschlüsse an sich bekannt sind. Die in der Schaltung verwendetenTakt- und Steuersignale werden durch übliche, logische oder Transistor-Bauelemente in an sich bekannter Weise erzeugt. In der nachfolgenden Beschreibung wird die zeitliche Aufeinanderfolge und Funktion dieser Steuersignale erläutert, womit es ohne weiteres möglich ist, eine geeignete Schaltung zur Erzeugung dieser Signale anzugeben.

Auf der Oberseite der Fig. 7 ist die Spitzendetektorschal-tung 40 veranschaulicht. In den Eingang 65 des Spitzendetektors 40 wird das Ausgangsvideosignal des logarithmischen Verstärkers 38 der Fig. 2 eingegeben. Dieses Signal wird einem Puffertransistor 66 und sodann einem Transistorschalter 68 zugeführt. Dem Transistorschalter 68 wird über eine Klemme 69 ein Steuersignal zugeleitet, welches den Transistorschalter während der Klemm- oder Austastperioden des zusammengesetzten Videosignals öffnet. Einem Diodendetektor 70 werden deshalb lediglich solche Signale zugeführt, welche dem Videoteil 55 des zusammengesetzten Ausgangsvideosignals des logarithmischen Verstärkers 38 entsprechen. Der Spitzenwert des von dem Diodendetektor 70 festgestellten Videosignals lädt einen Kondensator 72 auf eine dem Spit-zensignalwert entsprechende Spannung auf. Diese Spannung wird einem Operationsverstärker 76 zugeführt, welcher derart ausgelegt ist, dass er die Ladung des Kondensators 72 so lange aufrechterhält, wie näherungsweise ein vollständiges Feld des Bildes 12 aufeinanderfolgend von dem Vidikon 30 abgetastet wird. Eine Diode 78 kompensiert den an dem Diodendetektor 70 auftretenden Spannungsfall, so dass das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 76 für die tatsächliche Spitzenspannung kennzeichnend ist. Anschliessend an die Abtastung des gesamten Feldes des Bildes 12 kann einem Transistorschalter 80 über eine Klemme 82 ein Signal zugeführt werden, welches kurzzeitig den Schalter schliesst und damit ermöglicht, dass das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 76 auf einen Kondensator 84 gegeben wird, welcher zusammen mit dem Operationsverstärker 86 eine Abtast-und Halteschaltung bildet, die das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 76 nach Beendigung der Abtastung eines Feldes des Vidikons 30 abtastet und dabei ein Signal speichert, welches für den Maximalwert des während der Feldabtastung auftretenden Videosignals kennzeichnend ist. Anschliessend an das Auslesen des Operationsverstärkers 76 und das Öffnen des Transistorschalters 80 wird der Klemme 73 des Transistorschalters 74 ein Signal zugeleitet, das bewirkt, dass der Transistorschalter 74 schliesst und der Kondensator 72 kurzgeschlossen wird, womit der Kondensator 72 sich entlädt und der Spitzendetektor 40 in einen Zustand übergeht, wie er zum Auslesen des Spitzenwertes des Signals wâhrènd der nächsten Abtastperiode notwendig ist. Der Operationsverstärker 86 erzeugt eine kontinuierliche Ablesung, welche den Spitzenwert des Videosignals während des jeweils letzten Abtastin-tervajles des Spitzendetektors wiedergibt. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 86 wird einer Eingangsklemme 90 eines Differentialverstärkers 92 zugeführt. Wenn der Eingang 90 des Differentialverstärkers 92 erregt ist, ist er der in Fig. 2 mit 42 bezeichnete Differentialverstärker. Der Differentialverstärker 92 ist über eine Klemme 93 mit dem Irisblenden-Steuermotor verbunden. An eine Klemme des Eingangs 90 des Differentialverstärkers 92 ist eine von einer Spannungserzeugungsschaltung 88 kommende konstante Spannung angelegt. Die von der Schaltung auf den Differentialverstärkereingang 90 gegebene Spannung ist mit dem Ausgangssignal des logarithmischen Verstärkers 38 äquivalent, wenn auf das Vidikon ein dem Signal der Maximallichtstärke in dem bevorzugten Arbeitsbereich des Vidikons entsprechend gleiches Licht einfällt.

Der Differentialverstärkereingang 90 liegt in einer integrierten Schaltung 94, welche auch andere Differentialverstärkereingänge 98,100 enthält. Die integrierte Schaltung weist vier solcher Differentialverstärkereingänge auf, von denen lediglich drei bei der neuen Schaltung benutzt werden. Bei dem Differentialverstärkereingang 98 ist eine Klemme geerdet; er wird derart erregt, dass die Irisblende 34 während bestimmter Vorgänge der Vorbetrachtungseinrichtung ortsfest verriegelt ist. Dem Differentialverstärkereingang 100 werden Signale aus der Abtast- und Halteschaltung 46 sowie von dem Integrator 44 zugeführt, wie dies noch erläutert werden wird. Die Steuerschaltung 96, die in der gleichen integrierten Schaltung enthalten ist, wird über ihre Klemmen 95,97 mit logischen Signalen versorgt, um dadurch zu bestimmen, welcher der Differential Verstärkereingänge 90, 98, 100 während verschiedener Betriebsphasen der Vorbetrachtungseinrichtung erregt ist. Die den logischen Eingängen der Steuerschaltung 96 zugeführten logischen Signale werden von dem Steuersignalgenerator 56 zugeführt. Wenn der Steuersignalgenerator 56 den Differentialverstärkereingang 90 erregt, werden dem Irisblenden-Steuermotor Ausgangssteuersignale zugeführt, die bewirken, dass die Irisblende 34 so lange verstellt wird, bis der festgestellte Spitzenwert des Videosignals, das in der Abtast- und Halteschaltung 84, 86 gespeichert ist, gleich dem durch die Spannungserzeugungsschaltung 88 vorgegebenen Wert ist.

Videosignale des logischen Verstärkers 38 werden ausserdem von der Klemme 65 aus in den Integrator 44 eingespeist, was in dem Schaltbild nach Fig. 7 weiter unten veranschaulicht ist. Der Integrator 44 weist einen Eingangspuffertransistor 102 auf, der auch einen Teil der Begrenzungsschaltung 64 bildet, wie dies noch erläutert werden wird. Das Ausgangssignal des Transistors 102 wird über einen Transistorschalter 104 in einen Operationsverstärker 112 und einen Kondensator 110 eingespeist, die derart angeordnet sind, dass der Wert des zugeführten Videosignals integriert wird. Dem Transistorschalter 104 werden über eine Klemme 106 Steuersignale, die ähnlich den dem Schalter 68 zugeführten sind, zugeleitet, wodurch erreicht wird, dass lediglich die videokennzeichnenden Teile des zusammengesetzten Videosignals der Integrationsschaltung 110, 112 zugeführt werden. Die Integrationsschaltung 110,112 ist mit einem eine Steuerklemme 108 aufweisenden Festkörperschalter 109 ausgerüstet, der dazu dient, die Integrationsschaltung zu entladen, um sie damit für den Beginn der Integration des Signales während einer nachfol5

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genden Feldabtastung vorzubereiten. Vor der der Zurückstellung der Integrationsschaltung dienenden Entladung des Kondensators 110 wird der in der Integrationsschaltung gespeicherte Signalpegel auf eine Abtast- und Halteschaltung aufgeklemmt, welche einen Kondensator 118 und einen Operationsverstärker 120 enthält. Dies geschieht über einen Schalter 114, dem über eine Klemme 160 kurzzeitig ein Steuersignal zu einem Zeitpunkt zugeführt wird, zu dem es zweckmässig ist, das Ausgangssignal der Integrationsschaltung abzulesen, beispielsweise am Ende eines Rasterfeldes.

Am Ausgang des Operationsverstärkers 120 erscheint ein für den Mittelwert des Videoteils der der Klemme 65 zugeführten Videosignale kennzeichnendes Signal. Dieser Mittelwert wird der Abtast- und Halteschaltung 46 eingespeist,

wenn einer Klemme 124 des Schalters 122 ein Steuersignal zugeführt wird. Dies tritt normalerweise auf, bevor durch Erregung des Differentialverstärkereingangs 90 eine Irisblendenverstärkung vorgenommen wird. Die Abtast- und Halteschaltung 46, welche zwei Kondensatoren 126 und einen Operationsverstärker 128 enthält, ist derart aufgebaut, dass sie eine Langzeitspeicherung des mittleren Signalpegels von dem Integrator 44 ergibt, wenn die Irisblende 34 in ihrer Ausgangsstellung steht.

Das mittlere Signal von dem Integrator 44 und das in der Abtast- und Halteschaltung 46 gespeicherte Signal werden dem Differentialverstärkereingang 100 zugeführt. Dieser Eingang wird dann erregt, wenn es notwendig ist, die Irisblende 34 in ihre Ausgangsstellung zurückzubringen. Wie bereits erwähnt, werden der Steuerschaltung 96 über die Klemmen 95,97 Steuersignale zugeführt, um den Differentialverstärkereingang 90 im Sinne der Öffnung der Irisblende 34 zu erregen, um den Differentialverstärkereingang 98 so zu erregen, dass die Irisblende 34 in einer ortsfesten Stellung verriegelt wird, und schliesslich, um eine Erregung des Differentialverstärkereingangs 100 in dem Sinne vorzunehmen, dass die Irisblende 34 in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt wird.

Auf der Unterseite der Fig. 7 ist der Signalgenerator 50 veranschaulicht, der derart ausgelegt ist, dass er wahlweise eines von einer Vielzahl Konstantwert-Spannungssignalen liefert, die der optischen Dichte verschieden gefärbter Filter entsprechen, die bei der drucktechnischen Vorbetrachtungseinrichtung verwendet werden können. Dargestellt sind Schaltungen zur Lieferung von lediglich zwei Ausgangssignalen, doch könnten offensichtlich auch drei, vier oder mehrere solcher Schaltungen vorgesehen sein. Jeder der Transistoren 142, 144 wird durch ein Signal gesteuert, das einer entsprechenden Steuerklemme 143, 145 zugeführt wird, derart, dass er lediglich dann wirksam wird, wenn ein entsprechendes Filter bei der Simulation verwendet wird. Widerstände 146,148,150 und 152, die den Transistoren 142,144 zugeordnet sind, sind derart ausgelegt, dass die an der Ausgangsklemme 141 des Ausgangsverstärkers 140 erscheinende Spannung der optischen Dichte eines jeweils zugeordneten Farbfilters entspricht, wenn einem der Transistoren 142, 144 ein negatives Auslösesignal an seiner jeweiligen Klemme 143, 145 zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Filtersignal-Erzeugungs-schaltung 50 wird der Subtraktionsschaltung 48 zugeleitet.

Die Subtraktionsschaltung 48 empfängt das mittlere Ausgangssignal des Integrators 44 zusammen mit dem in der Abtast- und Halteschaltung 46 gespeicherten Signal. Der Operationsverstärker 130 ist derart ausgelegt, dass er die Differenz dieser beiden Signale bildet. Eine weitere Subtraktion wird durch Widerstände 132,133 vorgenommen, die an der Klemme 135 des Pufferverstärkers 134 ein Eingangssignal erzeugen, das gleich der Differenz zwischen dem gespeicherten Signal und dem mittleren Signal ist, vermindert um ein Signal, das gleich der optischen Dichte des gerade verwendeten Farbfilters ist. Dieses Signal ist gleich dem Betrag, um den der Gleichpegel des Ausgangsvideosignals des logarithmischen Verstärkers 38 abgesenkt werden muss, um für die , wahre Schwärzungsdichte des Bildes 12 kennzeichnend zu sein.

Das Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 48 wird an der Klemme 138 der Klemme 156 der in Fig. 8 dargestellten Schaltung zugeleitet. Die Schaltung nach Fig. 8 enthält eine Sockel-Signalerzeugungsschaltung 52 und eine Klemmschaltung 54, in der die in der Subtaktionsschaltung 48 erzeugte Korrekturspannung dazu verwendet wird, den Pegel des zusammengesetzten Ausgangsvideosignals des logarithmischen Verstärkers 38 zu verändern. Ein Transistor 158 in der Sockel-Signalerzeugungsschaltung 52 wird an einer Klemme 160 mit einem Steuersignal versorgt, das bewirkt, dass der Transistor 158 immer leitend ist, jedoch mit Ausnahme der Zeit während des Klemmintervalls des zusammengesetzten Videosignals. Es wird deshalb dem Kondensator 162 ein Ausgangssignal zugeführt, das aus einem Impuls besteht, dessen Amplitude dem durch die Subtaktionsschaltung 48 bestimmten Korrektursignalpegel entspricht und dessen Breite gleich dem Klemmintervall des zusammengesetzten Videosignals ist. Dieser Impuls wird wechselstrommässig in einen Strom-treiber-Transistor 164 eingekoppelt. Das zusammengesetzte Videosignal wird der Klemme 166 und sodann dem Stromtreiber-Transistor 168 zugeleitet. Der Sockel-Klemmimpuls und das zusammengesetzte Videosignal werden in einem Transistor 170 kombiniert und auf einen Ausgangstransistor 172 gegeben. Der Klemmschaltung 54 werden an einer Klemme 176 Steuersignale zugeführt, die bewirken, dass der Transistor 174 während des Klemmintervalls des zusammengesetzten Videosignals leitend ist. Dies bewirkt, dass der Kondensator 178 derart auf eine bestimmte Spannung aufgeladen wird, dass das an der Klemme 180 auftretende Ausgangssignal während des Klemmintervalls geerdet ist und sich das übrige Videosignal bezüglich des geerdeten Klemmintervalls ändert. Der Nullpegel des Ausgangsvideosignals wird dabei auf den in Fig. 4B dargestellten Pegel 57 eingeregelt. Dieses Videosignal entspricht deshalb dem in Fig. 4A dargestellten tatsächlichen Videosignal; es hat aber die verschiedenen Stufen des Systems auf jeweils einem Signalpegel durchlaufen, der jeweils deren optimalem Betriebsbereich entspricht.

In Fig. 7 ist ein mit Minimumpegelschaltung 62, 64 bezeichnetes Kästchen dargestellt, welches der Abwandlung des funktionellen Blockschaltbildes nach Fig. 3 entspricht. Die Minimumpegelschaltung ist im einzelnen in Fig. 9 veranschaulicht; sie besteht aus der Substraktionsschaltung 62 und der Ausgangsstufe 64. Eine Eingangsklemme 182 ist an den Ausgang des Operationsverstärkers 86 angeschlossen; sie empfängt deshalb eine dem Spitzenpegel des Videosignals entsprechende Spannung. Der Transistor 62 ist derart bemessen, dass er über einen Widerstand 186 einen bestimmten Strom zieht und damit an dem Widerstand einen einem bestimmten Spannungspegel entsprechenden Spannungsfall hervorruft. Das Ausgangstransistoren 188, 190 zugeführte Signal ist daher gleich dem Spitzensignalpegel des Videosignals, vermindert um eine bestimmte Gleichspannung, die aus dem Spannungsfall an dem Widerstand 186 besteht. Das an einer Klemme 192 auftretende Ausgangssignal wird, wie in Fig. 7 durch eine gestrichelte Linie angedeutet, dem Integrator 44 zugeführt; es setzt einen Minimal wert für das von der Integrationsschaltung zu mittelnde Videosignal. Ein Ausgangstransistor 190 der Schaltung 64 und der Eingangstransistor 103 des Integrators 44 wirken im Sinne der Bildung der Mittelwertsbildungsschaltungen 110, 112 zusammen, mit einem Signal, welches das jeweils grössere des Videosignals oder des von der Schaltung 64 zugeführten Minimumpegelsignals ist.

Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild, welches eine Anwen5

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dung der Erfindung auf eine Schaltung zur Änderung der Grössenverhältnisse (scale) eines logarithmischen Signals veranschaulicht. Bei bestimmten Anwendungsfällen, insbesondere bei drucktechnischen Vorbetrachtungsgeräten der in Fig. 1 dargestellten Art, ist es zweckmässig, Videosignale in logarithmische Signale umzuwandeln, um damit die Signalverarbeitung zu vereinfachen. So ist es häufig erwünscht, Videosignale in logarithmischer Form zu speichern, weil diese Signalform einen kleineren Bereich zwischen minimalem und maximalem Signalpegel aufweist. Bei bestimmten Vorgängen kann ein Videosignal einen dynamischen Bereich aufweisen, der beträchtlich kleiner ist als der volle Bereich anderer Signale. Wie oben erläutert, kann das bei dem Signalerzeugungsgerät nach Fig. 2 verwendete Vidikon ein Videosignal mit einem logarithmischen Schwärzungsdichtebereich von 2,7 liefern. Wenn das Vorbetrachtungsgerät mit Farbauszügen als Eingangsbild verwendet wird, können die Farbauszüge einen Schwärzungsdichtebereich von lediglich 1,6 aufweisen. Um nun die Möglichkeiten der Signalverarbeitungs- und Speicherungseinrichtungen voll ausnützen zu können, ist es zweckmässig, den logarithmischen Massstab derart zu ändern, dass ein vorbestimmter Bereich logarithmisch kennzeichnender Spannung voll zur Darstellung des Videosignals genutzt wird.

Fig. IIA veranschaulicht ein Videosignal einfacher Form, das die Feldbeleuchtungsänderung bei einem drucktechnischen Vorbetrachtungsgerät darstellen kann, wobei V die Spannung und t die Zeit darstellen. Es ist zu bemerken, dass trotz einem vorhandenen 10-Volt-Bereich lediglich ein kleiner Teil dieses Spannungsbereiches brauchbare Informationen überträgt. Das logarithmische Signal nach Fig. 11A kann wie folgt ausgedrückt werden: Li = Ki logioA+ P 1 (1), wobei Ki die Steigung, Pi ein Sockelpegel und A die lineare Signalfunktion sind.

Ein logarithmisches Signal mit einer anderen logarithmischen Steigung kann wie folgt ausgedrückt werden:

Li = IG logioA + P 2 (2)

und:

Li = M (Li + N) (3)

wobei M = K2/L1 (4)

und:

N = (K1/KOP2 - Pi (5)

Aus Gleichung (3) geht hervor, dass die Steigung (und der Bereich) eines logarithmischen Signals durch Zufügen (oder Abziehen) eines Sockelwertes (N) zu (bzw. von) dem Signal und anschliessender linearer Veränderung der Amplitude angepasst werden kann. Die in Fig. 10 dargestellte Schaltung kann ein logarithmisches Signal mit oder ohne Einstellung seiner logarithmischen Steigung verarbeiten. Einer Eingangsklemme 202 wird ein für die Amplitude kennzeichnendes lineares Signal zugeführt, das in einem logarithmischen Verstärker 204 in ein logarithmisches Signal umgesetzt wird. Wenn das logarithmische Signal seinen normalen Dynamikbereich aufweist, steht ein Schalter 206 in einer Stellung, in der das Signal einer Verarbeitungsschaltung 208 zugeleitet wird, die ein Analog-Digital-Umsetzer, ein Signalwandler oder eine Speichereinheit sein kann. Das ursprüngliche, für die Amplitude kennzeichnende Signal kann aus dem logarithmischen Signal in einem Exponentialverstärker 209 abgeleitet werden, der an eine Ausgangsklemme 212 mittels eines Schalters 210 angeschlossen ist.

Für den Fall, dass das der Klemme 202 zugeführte, für die

Amplitude kennzeichnende Signal einen kleineren als den üblichen Dynamikbereich aufweist, wie es beispielsweise bei dem in Fig. 11A dargestellten Filmbeleuchtungssignal der Fall ist, kann der Schalter 206 derart umgeschaltet werden, dass das von dem Verstärker 204 kommende logarithmische Signal in eine Klemmschaltung 214 eingespeist wird. Die Klemmschaltung 214 wird ausserdem mit einem von einer Klemmpegelschaltung 216 gelieferten Impulssignal versorgt. Der Impuls weist einen den Gleichungen ([3] und [5]) entsprechenden Signalpegel N und eine Breite auf, die gleich dem Signalklemmintervall ist. Die Klemmschaltung 214 klemmt das logarithmische Signal auf den Pegel des zugeführten Klemmimpulses, wodurch das Signal nach Fig. 11A in das geklemmte Signal nach Fig. 11B umgewandelt wird. Um das Signal der Fig. IIB wieder auf den vollen Dynamikbereich zurückzubringen, wie dies in Fig. 1 IC dargestellt ist, kann ein linearer Verstärker 216 verwendet werden. Damit wurde die logarithmische Steigung des Signales derart geändert, dass bei einem verhältnismässig flachen Signal der Signalmassstab gedehnt wurde, so dass es nun eine Signal-grössenordnung aufweist, welche den zur Verfügung stehenden Spannungsbereich voll ausnützt. Diese Vorgangsweise ist insbesondere dann zweckmässig, wenn das Signal einer digitalen Umsetzung unterworfen werden soll. Bei einem Signalformat nach Fig. 11A werden für den Fall, dass digitale Abtastpunkte des Signalpegels ausgemessen werden, viele Bits der Abtastung und Speicherung verschwendet werden, weil viele Bits bei jeder Abtastung immer voll sein werden. Wenn ein Signal durch die Signalform nach Fig. 11C wiedergegeben ist, werden bei einer Digitalumsetzung die Abtastbits wirtschaftlicher ausgenutzt; sie werden auch für feinere Änderungen bei dem ursprünglichen Signal kennzeichnend sein. Die Signalverarbeitungsschaltung 220 und der Exponentialverstärker 222, denen das in Fig. 1 IC dargestellte Signal zugeführt wird, sind derart ausgelegt, dass sie ein Signal mit einem abgewandelten logarithmischen Massstab erhalten. Der Schalter 210 kann dazu verwendet werden, das für die wiederhergestellte Amplitude kennzeichnende Signal von dem Exponentialverstärker 222 der Ausgangsklemme 212 zuzuliefern. Selbstverständlich kann der Spannungsteiler 218 allein oder in Kombination mit dem linearen Verstärker 216 dazu benutzt werden, den Wert der Multiplikationskonstanten M bei der Änderung der logarithmischen Steigung zweckentsprechend einzuregeln, womit sowohl negative als auch positive Massstabsänderungen vorgenommen werden können.

Die Schaltung kann naturgemäss entsprechend dem Anwendungsgebiet, auf dem sie eingesetzt wird, und abhängig von dessen Betriebsweise zweckentsprechend abgewandelt werden. So können zum Beispiel andere Lichtdetektormittel als eine Vidikonröhre verwendet werden, wobei dann die Erfindung entsprechend abzuwandeln ist. Der Lichtdetektor kann eine Fotodetektorröhre sein, wobei eine Kathodenstrahlröhre als Lichtquelle zur Beleuchtung des Bildes 12 mit einem Rasterlichtbild benutzt werden kann. Eine andere mögliche Alternative zu der Verwendung der motorisch angetriebenen Irisblende 34 besteht in der Verwendung einer Lichtquelle 60 veränderlicher Lichtstärke, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, wobei die Lichtstärke durch die Differentialverstärker 42, 58 derart verändert wird, dass sich eine entsprechende Änderung der Stärke des auf das Vidikon 30 oder das andere Lichtdetektorgerät auftreffenden Lichtes ergibt.

Das funktionelle Blockschaltbild nach Fig. 2 veranschaulicht die Klemmschaltung 54 an einer Stelle des Videosignalweges, welche auf den Punkt folgt, an dem der Spitzendetektor 40 und der Integrator 44 miteinander verbunden sind. In der praktischen Ausführung ist es möglich, diese Klemmschaltung an einer Stelle der Videoschaltung vorzusehen, die vor dem Spitzendetektor 40 und dem Integrator 44 liegt, bei8

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spielsweise am Ausgang des logarithmischen Verstärkers 38. In diesem Fall ist es notwendig, den Sockel-Signalgenerator 52 derart zu tasten, dass die Klemmschaltung 54 keine Änderung des Videosignalpegels vornimmt, während der Spitzendetektor 40 und der Integrator 44 gerade den Signalpegel abtasten.

Ausser zur Simulation eines drucktechnischen Verfahrens kann die Signalverarbeitungseinrichtung in ähnlicher Weise auf andere Systeme Anwendung finden, bei denen es darum

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geht, eine Signalumsetzungseinrichtung in deren bevorzugtem dynamischem Bereich zu betreiben und dennoch ein Ausgangssignal zu erzeugen, das für die Eingangssignalamplitude kennzeichnend ist. Mögliche Anwendungen sind Licht-detek-5 toreinrichtungen, akustische Systeme, Analog-/Digital-umsetzer oder Hochfrequenz-Empfangsanlagen, um in einem Teil der Anlage Änderungen der Signalamplitude vorzunehmen, um damit optimale Betriebsbedingungen zu erzielen.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

641 918 PATENTANSPRÜCHE

1. Signalumsetzungseinrichtung, um eine nachgeschaltete Vorrichtung im bevorzugten dynamischen Bereich zu betreiben, mit einem Stromkreis (38,204), welcher ein Signal (55) erzeugt, das von einem Eingangssignal (30, 202) logarithmisch abhängig ist, dass ein Schaltungsmittel (54,214) zum Erzeugen eines Klemmsignales vorgesehen ist, welchem Klemmsignal das erzeugte Signal (55) aufgeklemmt ist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (216a, 218) zur linearen Veränderung der Amplitude des Klemmsignales und von Schaltkreisen (220, 222) zur Erzeugung eines Ausgangssignales (212), das ein anderes logarithmisches Grössenverhältnis zum Ein-'gangssignal hat als das erzeugte Signal (55).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur linearen Veränderung der Amplitude des Klemmsignales einen linearen Verstärker (216a) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur linearen Veränderung der Amplitude des Klemmsignales einen Spannungsteiler (218) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkreise zur Erzeugung eines Ausgangssignales einen Signalverarbeitungskreis (220) und einen Exponential-verstärker (222) aufweisen.