DD248013A1 - PROCEDURE FOR IMAGE RECORDING WITH LINE-SENSE IMAGE SENSORS - Google Patents

PROCEDURE FOR IMAGE RECORDING WITH LINE-SENSE IMAGE SENSORS Download PDF

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DD248013A1
DD248013A1 DD28886886A DD28886886A DD248013A1 DD 248013 A1 DD248013 A1 DD 248013A1 DD 28886886 A DD28886886 A DD 28886886A DD 28886886 A DD28886886 A DD 28886886A DD 248013 A1 DD248013 A1 DD 248013A1
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DD
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image
sensor
scanning
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moire
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DD28886886A
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Inventor
Holger Schaffrath
Bertram Lenk
Original Assignee
Univ Dresden Tech
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildaufnahme mit zeilenfoermigen Bildsensoren, zur Gewinnung von Bildern von vorzugsweise bereits eindimensional gerasterten Bildvorlagen und zur Verringerung der durch die Wiederabtastung entstehenden Bildfehler. Um dies zu erreichen, wird eine Relativbewegung zwischen zeilenfoermigem Bildsensor und Bildvorlage derart ausgepraegt, dass die bei der schrittweisen Relativbewegung in den Schrittpausen auftretenden gedaempften Schwingbewegungen um den Positionierungszielpunkt durch geeignete mechanische Dimensionierung der die Relativbewegung ausfuehrenden Vorrichtung mit der Bildintegrationszeit synchronisiert werden (Fig. 1), wodurch eine kuenstliche Verbreiterung der abtastenden Apertur erreicht wird. Fig. 1The invention relates to a method for image acquisition with line-shaped image sensors, for obtaining images of preferably already one-dimensionally screened image templates and for reducing the image errors resulting from the resampling. In order to achieve this, a relative movement between line-shaped image sensor and image original is expressed in such a way that the damped oscillatory movements occurring during the stepwise relative movement in the step pauses are synchronized with the image integration time about the positioning target point by appropriate mechanical dimensioning of the device carrying out the relative movement (FIG. 1). , whereby an artistic broadening of the scanning aperture is achieved. Fig. 1

Description

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll an folgendem Beispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail by the following example.

Besonders vorteilhaft wirkt sich die Anwendung des Verfahrens bei der Abtastung von gerasterten Bildvorlagen, beispielsweise von Fotografien von Fernsehbildern, auf die Betrachtung des Resultatbildes aus. In diesem Fall ist eine Anpassung des ursprünglichen Abtastrasters an das des Bildsensors praktisch unmöglich und Moire als Folge der ungenügenden Einhaltung des Abtasttheorems tritt besonders bei periodischen Strukturen störend auf.The application of the method in the scanning of rastered image templates, for example photographs of television images, has a particularly advantageous effect on viewing the result image. In this case, an adaptation of the original sampling pattern to that of the image sensor is virtually impossible, and moire as a result of insufficient compliance with the sampling theorem is particularly troublesome in periodic structures.

Bei der schrittweisen Relativbewegung antwortet das bewegte System mit einem von der Masse, der Dämpfung und der Steifigkeit der Systemkomponenten abhängigen Einschwingverhalten, das bei entsprechender Dimensionierung der genannten Parameter einem PT2-Verhalten entspricht. (Fig. 1)In the stepwise relative movement, the moving system responds with a transient response that depends on the mass, the damping and the rigidity of the system components, which corresponds to a PT 2 behavior if the parameters mentioned are dimensioned accordingly. (Fig. 1)

Fallen Beginn und Ende der Integrationszeit Ti zweckmäßigerweise mit Durchgängen des schwingenden Systems durch den Positionierungszielpunkt Z0 zusammen, läßt sich die MuF des schwingenden Bildaufnahmesystems in Bewegungsrichtung als Fouriertransformierte der Aperturfunktion näherungsweise angeben:If the beginning and end of the integration time Ti coincide expediently with passages of the oscillating system through the positioning target point Z 0 , the MuF of the oscillating image recording system in the direction of motion can be approximately specified as Fourier transform of the aperture function:

| Σ| Σ

η — Anzahl der erfolgten Schwingungen durch den Positionierzielpunkt Z0 bei Beginn der Integrationszeit T| m — Anzahl weiter Schwingungen durch den Positionierzielpunkt z0 bei Ende der Integrationszeit T| Ji(x) — Bessel-Funktion erster Gattung i-ter Ordnungη - number of oscillations caused by the positioning target point Z 0 at the beginning of the integration time T | m - number of further oscillations due to the positioning target point z 0 at the end of the integration time T | Ji (x) - Bessel function of the first order of the i order

f— Ortsfrequenz in Bewegungsrichtungf- spatial frequency in the direction of movement

k— Dämpfungskonstantek- damping constant

j — imaginäre Einheitj - imaginary unit

i, I — Zählindizesi, I - counting indices

Mit der Positionierweite Z0 werden die Abtastbedingungen eingestellt und es ergeben sich:With the positioning distance Z 0 , the sampling conditions are set and the result is:

die Abtastfrequenz in Bewegungsrichtungthe sampling frequency in the direction of movement

χ _ 1χ _ 1

TA — T A -

und die die Systemauflösung in Bewegungsrichtung charakterisierende Nyquistfrequenzand the Nyquist frequency characterizing the system resolution in the direction of movement

χ fA 1A f A 1

Es gelingt beispielsweise mit η = 2, m = 2, k = 0,8 die Komponente der Systemübertragungsfunktion, die durch das Einschwingen erzeugt wird, so zu gestalten, daß die das Moire hervorrufenden Frequenzanteile des Betragsspektrums im Intervall (fN,fA) stark gedämpft werden, andererseits das Phasenspektrum im Intervall (Ο,Ϊν) keine signifikanten Nichtlinearitäten oder Polaritätswechsel aufweist.For example, with η = 2, m = 2, k = 0.8, it is possible to design the component of the system transmission function generated by the transient response such that the frequency components of the magnitude spectrum that cause the moire are in the interval (f N , f A ). on the other hand, the phase spectrum in the interval (Ο, Ϊν) has no significant nonlinearities or polarity changes.

Mit der gezeigten Ausprägung der Übertragungsfunktion wird die Positionierweite zo so eingestellt, daß gilt:With the expression of the transfer function shown, the positioning distance z o is set so that:

fA > — > fN s — Periode der Störstruktur (Fig. 3), sf A >-> f N s - period of the interfering structure (Fig. 3), s

wodurch ein Kompromiß zwischen den Grenzfällenwhich is a compromise between the borderline cases

(i) fA = —, (praktisch nicht erreichbare Rasteranpassung von Bildvorlage und Bildaufnahmesystem) und(i) f A = -, (practically unattainable raster adaptation of image template and image acquisition system) and

(ii) fN = —,(Bedingung zurEinhaltung des Abtasttheorems)(ii) f N = -, (condition for complying with the sampling theorem)

gefunden ist. (Fig.4)is found. (Fig.4)

Die erfindungsgemäßen Eigenschaften des Bildaufnahmesystems werden bei der Anwendung eines CCD-Zeilensensors dadurch erreicht, daß das zeitliche Schwingverhalten der die Relativbewegung ausführenden Vorrichtung mit den Zeitpunkten von Beginn und Ende der Integrationszeit T| in einem vorgegebenen Toleranzbereich synchronisiert ist, was durch die mechanische Dimensionierung der schwingenden Einrichtung entsprechend der geforderten Integrationszeit realisiert wird. Das Schwingverhalten (Fig. 1) wird derart ausgeprägt, daß in einer Zeitphase 1 aus der Ruhelage durch die Sprungerregung der Positionierungszielpunktz0 erreicht und in dieserZeit die Bildladungsausiese aus dem Sensorvollständig abgeschlossen ist. Mit dem η-ten Durchschwingen durch den Positionierungszielpunkt beginnt Zeitphase 2, deren Dauer der Integrationszeit T| entspricht. Daran schließt sich Zeitphase 3 an, in der die Schwingung des Systems derart zusätzlich gedämpft wird, daß mit der nachfolgenden Sprungerregung die Zustandsbedingung für eine Sprungantwort, die einem PT2-Verhalten entspricht, erfüllt ist, die Bildladungsauslese beginnt und der Zeitzyklus erneut gestartet wird, bis das Bild vollständig abgetastet ist. Dieselben Anfangsbedingungen und die mechanischen Eigenschaften garantieren die gleichen Abtastbedingungen für jeden neuen Abtastvorgang.The properties of the image recording system according to the invention are achieved in the application of a CCD line sensor in that the temporal oscillation behavior of the device performing the relative movement with the times of the beginning and end of the integration time T | is synchronized in a predetermined tolerance range, which is realized by the mechanical dimensioning of the vibrating device according to the required integration time. The oscillatory behavior (FIG. 1) is so pronounced that in a time phase 1 from the rest position by the jump excitation the positioning target point z reaches 0 and in that time the image charge peak from the sensor is completely closed. With the η th swing through the positioning target point begins time phase 2, the duration of the integration time T | equivalent. This is followed by time phase 3, in which the oscillation of the system is additionally attenuated in such a way that with the subsequent jump excitation the condition condition for a step response which corresponds to a PT 2 behavior is fulfilled, the image charge readout begins and the time cycle is restarted, until the image is completely scanned. The same initial conditions and the mechanical properties guarantee the same scanning conditions for each new scanning operation.

Claims (3)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Verfahren zur Bildaufnahme mit zellenförmigen Bildsensoren, wobei ein zellenförmiger Bildsensor relativ zur optischen Achse schrittweise bewegt wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Bewegung eine durch Schrittbewegung in den Schrittpausen erzeugte gedämpfte Schwingung um den Positionierungszielpunkt ist.A method of image-taking with cellular image sensors, wherein a cell-shaped image sensor is moved stepwise relative to the optical axis, characterized in that the movement is a damped vibration generated by stepping in the step pauses around the positioning target point. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Bildintegrationszeit des zellenförmigen Bildsensors mit dem zeitlichen Schwingverhalten der Relativbewegung geeignet synchronisiert ist.2. The method according to item 1, characterized in that the image integration time of the cellular image sensor is suitably synchronized with the temporal oscillation behavior of the relative movement. 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß nach Beendigung der Bildintegrationszeit die gedämpfte Schwingung durch zusätzliche Dämpfung zum Abklingen gebracht wird.3. The method according to item 1 and 2, characterized in that after completion of the image integration time, the damped oscillation is brought to a subsidence by additional damping. Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildaufnahme mit zellenförmigen Bildsensoren, das zur Gewinnung von Bildern von vorzugsweise bereits eindimensional gerasterten Vorlagen und zur Verringerung der durch die Wiederabtastung entstehenden Bildfehler eingesetzt wird. Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist der Einsatz in Bildaufnahmesystemen, vorzugsweise bei der Faksimileübertragung und der Abtastung von Bildvorlagen in der Reproduktionstechnik.The invention relates to a method for image acquisition with cellular image sensors, which is used to obtain images of preferably already one-dimensionally screened templates and to reduce the image errors resulting from the resampling. The field of application of the invention is the use in image recording systems, preferably in the facsimile transmission and the scanning of image templates in the reproduction technique. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Es ist bekannt (Huck, F. 0.; Fales, C. L; Park, S. K.; Samms, R. W.; Self, M. D.: Information theory analysis of sensor array-imaging systems for computer vision. SPIE, 397, San Diego, 1983, S. 87-97), daß zur Unterdrückung hoher Raumfrequenzen, speziell derer, die zu Moire führen können, die Defokussierung einen degradierenden Einfluß auf die Modulationsübertragungsfunktion (MÜF) ausübt. Nachteilig ist, daß die optische MÜF bei vorhandener Defokussierung oszillierenden Charakter aufweist und nicht monoton abfällt. Die Degradierung besteht in allen Richtungen der Bildebene. Es ist weiterhin bekannt, daß die Verminderung von Moire bei der Abtastung gerasterter Vorlagen durch beliebig ausgerichtete lineare Relativbewegung zwischen Vorlage und einer Blende, deren Blendenöffnung, welche beliebige geometrische Form aufweist, dem ganzzahligen Vielfachen der Fläche einer Rastermasche der Vorlage entspricht, erfolgt. (DE OS3217752) Es ist erforderlich, daß die Vorlage keine geometrischen Verzerrungen aufweist, was bei der Verwendung fernsehtechnischer Vorlagen praktisch nicht gewährleistet ist. Es ist weiterhin bekannt, daß zur Verringerung von Fehlern durch Unterabtastung, speziell von Moire bei gerasterten Vorlagen, schlangenförmige Abtastzeilen auf dem Sensor durch einen skannierenden Laserstrahl erzeugt werden, welcher über ein kompliziertes mechanisches System auf die Vorlage reflektiert wird. (DE OS 3126272)It is known (Huck, F. 0, Fales, C. L; Park, SK; Samms, RW; Self, MD: SPIE, 397, San Diego, 1983), theory analysis of sensor array-imaging systems for computer vision , Pp. 87-97) that defocusing has a degrading effect on the modulation transfer function (MTF) in order to suppress high spatial frequencies, especially those which can lead to moire. The disadvantage is that the optical MTF has an oscillating character when defocusing is present and does not drop monotonically. The degradation exists in all directions of the image plane. It is also known that the reduction of moire in the scanning rastered templates by arbitrarily aligned linear relative movement between the original and a diaphragm, the aperture, which has any geometric shape corresponding to the integer multiple of the area of a grid of the template takes place. (DE OS3217752) It is necessary that the template has no geometric distortions, which is practically not guaranteed when using television technical templates. It is also known that in order to reduce errors by sub-scanning, especially moire in screened originals, serpentine scanning lines are produced on the sensor by a scanning laser beam which is reflected onto the document via a complicated mechanical system. (DE OS 3126272) Ziel der ErfindungObject of the invention Es ist Ziel der Erfindung „Verfahren zur Bildaufnahme mit zellenförmigen Bildsensoren" eine Bildaufnahme von vorzugsweise eindimensional gerasterten Bildvorlagen derart durchzuführen, daß die durch Wiederabtastung entstehenden Bildfehler verringert werden. Dabei wird die Bildfehlerunterdrückung nur in der Richtung des Bildes durchgeführt, in der die Ausprägung von Bildfehlern am wahrscheinlichtsten ist.It is an object of the invention to carry out "image recording with cell-shaped image sensors" image recording of preferably one-dimensionally screened image templates such that the image errors resulting from resampling are reduced most likely. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Es ist Aufgabe der Erfindung „Verfahren zur Bildaufnahme mit zellenförmigen Bildsensoren", das Auftreten von Bildfehlern durch die Wiederabtastung von vorzugsweise eindimensional gerasterten Bildvorlagen, welche als störendes Moire in Erscheinung treten, durch Ausnutzung der mechanischen Eigenbewegungen der Bildaufnahmeeinrichtung zu unterdrücken. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die mechanischen Eigenschaften einer Bildaufnahmeeinrichtung, bestehend aus Objektträgervorrichtung und Bildsensorvorrichtung einschließlich Optik, von den eine oder beide die schrittweise Relativbewegung von Bildvorlage und zellenförmigem Sensor realisieren, so ausgeprägt sind, daß die im Resultat der Sprungerregung auftretenden Schwingungsvorgänge vorteilhaft ausgenutzt werden. Der von der optischen Projektionseinrichtung auf dem zellenförmigen Sensor projiziert^ Ausschnitt der Bildvorlage unterliegt als Folge der Schrittpositionierung einer Schwingung, die in Bewegungsrichtung um den Positionierungszielpunkt erfolgt. Mittels geringer mechanischer Dämpfung wird erreicht, daß während einer an die Lichtbedingungen angepaßten Integrationszeit die Schwingamplitude nur geringfügig kleiner als die Schnittweite (Abtastzeilenabstand) ist, sodaß die Apertur der abtastenden Sensorelemente in Bewegungsrichtung künstlich verbreitert wird, was zu einer Verschmierung des Bildes in einer Richtung führt, in der der Entstehung von Moire am wahrscheinlichsten ist, ohne die dazu orthogonale Bildrichtung zu beeinflussen. Mit der Beendigung der Bildintegration der k-ten Abtastzeile wird die die schrittweise Relativbewegung vornehmende Einrichtung in einem Maße gedämpft, daß die Abtastbedingungen für die (k + 1)-te Abtastzeile als Folge der (k + 1)-ten Positionierbewegung denen der bisherigen k Abtastungen entsprechen.It is an object of the invention "Image recording method with cellular image sensors" to suppress the occurrence of image errors by resampling preferably one-dimensionally screened image templates, which appear as disturbing moire, by utilizing the mechanical proper movements of the image recording device solved that the mechanical properties of an image pickup device consisting of slide and image sensor device including optics, one or both of which realize the stepwise relative movement of the image original and cell-shaped sensor are so pronounced that the oscillations occurring as a result of the jump excitation are advantageously exploited of the projection optical device is projected onto the cellular sensor. As a result of the step positioning, a section of the image subject is subject to a vibration which is reflected in the motion direction around the positioning target point. By means of low mechanical damping it is achieved that during an integration time adapted to the lighting conditions, the amplitude of oscillation is only slightly smaller than the cutting width (scanning line spacing), so that the aperture of the scanning sensor elements is artificially widened in the direction of movement, which leads to a smearing of the image in one direction in which the formation of moire is most likely, without affecting the orthogonal image direction. With the completion of the image integration of the k-th scan line, the stepwise relative motion device is attenuated to an extent such that the scan conditions for the (k + 1) th scan line as a result of the (k + 1) th positioning move are those of the previous k Correspond to samples. Durch die Synchronisation von Bildintegration und schrittweiser Relativbewegung wird die Unterdrückung von Moire für das gesamte Bildfeld gleichartig durchgeführt.By synchronizing image integration and stepwise relative motion, the suppression of moire is performed the same for the entire image field.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0366456A2 (en) * 1988-10-26 1990-05-02 Array Technologies, Inc. Image transducing apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0366456A2 (en) * 1988-10-26 1990-05-02 Array Technologies, Inc. Image transducing apparatus
EP0366456A3 (en) * 1988-10-26 1990-08-01 Array Technologies, Inc. Image transducing apparatus

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