DD248013A1 - PROCEDURE FOR IMAGE RECORDING WITH LINE-SENSE IMAGE SENSORS - Google Patents
PROCEDURE FOR IMAGE RECORDING WITH LINE-SENSE IMAGE SENSORS Download PDFInfo
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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
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)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD28886886A DD248013A1 (en) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | PROCEDURE FOR IMAGE RECORDING WITH LINE-SENSE IMAGE SENSORS |
Applications Claiming Priority (1)
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DD28886886A DD248013A1 (en) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | PROCEDURE FOR IMAGE RECORDING WITH LINE-SENSE IMAGE SENSORS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD248013A1 true DD248013A1 (en) | 1987-07-22 |
Family
ID=5577971
Family Applications (1)
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DD28886886A DD248013A1 (en) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | PROCEDURE FOR IMAGE RECORDING WITH LINE-SENSE IMAGE SENSORS |
Country Status (1)
Country | Link |
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DD (1) | DD248013A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0366456A2 (en) * | 1988-10-26 | 1990-05-02 | Array Technologies, Inc. | Image transducing apparatus |
-
1986
- 1986-04-08 DD DD28886886A patent/DD248013A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
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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