DE102015001419B4

DE102015001419B4 - Verfahren zur Korrektur eines Überlappungsbereiches und Scanvorrichtung

Info

Publication number: DE102015001419B4
Application number: DE102015001419.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas INGENDOH
Original assignee: Image Access GmbH
Current assignee: Image Access GmbH
Priority date: 2015-02-06
Filing date: 2015-02-06
Publication date: 2022-09-08
Anticipated expiration: 2035-02-07
Also published as: DE102015001419A1

Abstract

Verfahren zur Korrektur eines Überlappungsbereiches (Ü) zwischen zwei, vorzugsweise zeilenweise abbildenden, Kameras (18, 19) einer Scanvorrichtung (10) zum Scannen einer Vorlage (14), wobei die Korrektur, nämlich die Bereinigung von doppelten Aufnahmen des Überlappungsbereiches (Ü), mittels eines dem Überlappungsbereich (Ü) zuordenbaren Stitchingmarkers (22) erfolgt, anhand welchem der Überlappungsbereich (Ü) erkannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Stitchingmarker (22) als Lichtstruktur auf die, insbesondere ein Relief aufweisende, Vorlage (14) projiziert wird.

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Korrektur eines Überlappungsbereiches zwischen zwei Kameras (bevorzugterweise Zeilenkameras) einer Scanvorrichtung zum Scannen einer Vorlage.
Zum Scannen von Vorlagen, wie beispielsweise Büchern, Bildern oder im Wesentlichen flachen Dokumenten, ist es hinreichend bekannt, eine sogenannte Zeilenkamera über die Vorlage hinwegzufahren und die Vorlage somit zeilenweise abzutasten bzw. abzubilden.
Bei breiteren Vorlagen besteht jedoch das Problem, dass der Abbildungsbereich einer einzelnen Zeilenkamera nicht ausreicht. Daher ist es aus dem Stand der Technik bereits bekannt, mindestens zwei nebeneinander angeordnete Zeilenkameras für das Scannen einer Vorlage zu verwenden.
Bei einem derartigen Verfahren stellt sich in der Praxis jedoch das Problem, dass die mindestens zwei Kameras Bereiche einer Zeile einer Vorlage scannen bzw. abbilden, welche sich überschneiden. Diese beiden sich überschneidenden Bilder bzw. Zeilenabschnitte zusammenzufügen (sogenanntes „Stitching“), bereitet in der Praxis einige Probleme.
Daher ist es aus dem Stand der Technik bereits bekannt, dem Überlappungsbereich einen sogenannten Stitchingmarker zuzuordnen, also eine Markierung, anhand welcher der Überlappungsbereich in einer Aufnahme erkannt werden kann.
Die DE 10 2005 008 417 A1 offenbart diesbezüglich einen Stitchingmarker nach Art eines mechanischen Fingers, welcher vor der Durchführung eines Scan-Vorgangs in die Aufnahmeebene reversibel verfahrbar ist. Auf diese Weise können die beiden Kameras hinsichtlich ihres Überlappungsbereiches sozusagen „kalibriert“ werden, wobei der physikalische Stitchingmarker vor der Durchführung des eigentlichen Scan-Prozesses wieder aus dem Überlappungsbereich herausgefahren wird. Dieses grundsätzlich vorteilhafte Verfahren kann jedoch problematisch sein, sofern sich die Vorlage in Längsrichtung bezüglich ihres Reliefs ändert, da sich hiermit auch die Breite des Überlappungsbereiches ändert und somit nicht mehr der Breite des Überlappungsbereiches gemäß der kalibrierten Position entspricht.
Ein mechanischer Finger ist auch aus der DE 697 21 707 T2 bekannt, wobei dieser mittig insbesondere eine Konus-Form aufweist. Dieser befindet sich in einem Scanner oder Kopierer dabei unterhalb einer Glasplatte und wird nach Art einer mathematischen Projektion (also nicht wirklich oder physikalisch) in die Dokumentenebene projiziert, wozu zu der ermittelten Marker-Position eine vorher experimentell vorbestimme Anzahl von Pixeln addiert wird, was insbesondere in der Kalibrierung sehr aufwendig ist und zudem bei zu scannenden Vorlagen mit großem Relief nicht funktioniert.
Desweiteren ist es aus der DE 10 2007 059 766 A1 bekannt, einen Stitchingmarker nach Art einer Markierung auf einer die Vorlage abdeckenden, transparenten Vorlagenabdeckung anzubringen (beispielsweise im Siebdruckverfahren). Auf diese Weise kann der Marker so weit oberhalb der Scan-Ebene angeordnet sein, dass beide Kameras noch einen gemeinsamen Punkt im Überlappungsbereich mittels seitlich an dem Marker vorbeilaufenden Strahlen erfassen. Auch wenn diese Vorgehensweise sich in der Praxis als sehr vorteilhaft erwiesen hat, ist sie beispielsweise doch in Fällen nicht anwendbar, in welchen keine Vorlagenabdeckung einsetzbar ist, beispielsweise aufgrund eines zu großen Reliefunterschiedes innerhalb der Vorlage (z.B. beim Scannen eines Bildes mit Bilderrahmen).
Projektionseinheiten für Lichtstrukturen sind aus anderen technischen Gebieten, wie beispielsweise bei Scanner-Vorrichtungen zur räumlichen Erfassung menschlicher Körper, bereits hinreichend bekannt. Beispielsweise werden gemäß der WO 98 / 28 908 A1 auf menschliche Körper Laserlinien projiziert, deren Verwerfungen auf dem zu vermessenden menschlichen Körper Rückschlüsse über die Form des Körpers und eine automatische Erstellung eines Körpermodells erlauben.
Auch aus dem Bereich der sogenannten Dokumentenscanner sind bereits hinreichend Projektionseinrichtungen bekannt, so z.B. aus der US 8 896 748 B1 oder der US 5 760 925 A . In beiden Dokumenten werden die abzubildenden Dokumentenseiten von einer Kamera aufgenommen und entweder zur Autofokussierung oder zur optischen Korrektur bei gebogenen Bücherseiten (sogenanntes DE-Warping) werden die projizierten Lichtstrukturen genutzt, um geometrische Abstände zu berechnen. Da die Seiten hierbei jedoch immer einzeln oder als Doppelseite eingescannt werden, beschäftigt sich dieser Stand der Technik mit den Problemen des Stitchings überhaupt nicht. StitchingMarker sind in diesem Stand der Technik daher nicht offenbart.
Eine weitere Projektionseinrichtung ist aus der US 2009 / 0 195 843 A1 bekannt, bei welcher die Projektionseinrichtung mehrere in Reihe angeordnete Leuchteinheiten aufweist. Diese werden dazu genutzt, ein Kopiergerät mit Glasplatte und Andrück-Element ohne Vorhandensein eines Dokumentes zu kalibrieren. Die Sensoren können nämlich mithilfe dort nicht dargestellter Aktoren verstellt werden, wobei die Vorrichtung aber nach einem Transport oder ähnlichem nachjustiert werden muss. Durch die zeitliche Abfolge der projizierten Lichtflecke auf das Andrück-Element kann im Zweifel ein Versatz zwischen den Sensoren von einigen wenigen Pixeln festgestellt werden, nachdem die Sensoren zur Kalibrierung auf den gleichen Bereich ausgerichtet wurden. Anschließend können die Sensoren dann nachjustiert werden, so dass sie wieder, jedenfalls in der Grundeinstellung, gleichartig ausgerichtet sind. Zu Aufnahmezwecken von Dokumenten werden sie dann von den Aktoren erneut verstellt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren bereitzustellen, welches eine optimierte Korrektur eines Überlappungsbereiches zwischen mindestens zwei Kameras einer Scanvorrichtung ermöglicht, und welches insbesondere auch bei großen Reliefunterschieden innerhalb der Vorlage zuverlässig anwendbar ist.
Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, insbesondere mit denen des Kennzeichenteils, und ist demnach dadurch gekennzeichnet, dass der Stitchingmarker als Lichtstruktur auf die, insbesondere ein Relief aufweisende, Vorlage projiziert wird.
Die Idee der Erfindung besteht also im Wesentlichen darin, anstelle eines physischen, körperlichen Stitchingmarkers (verlagerbarer Finger oder Siebdruck-Marker auf Glasplatte) eine projizierte Lichtstruktur als Stitchingmarker zu verwenden.
Diese Art der Markererzeugung weist insbesondere den Vorteil auf, dass sie sich an Höhenunterschiede innerhalb der zu scannenden, verlagerten Vorlage (kontinuierlich) anpassen kann. Der als Lichtstruktur ausgebildete Stitchingmarker wird hierbei insbesondere beim Auftreffen auf die Vorlage sichtbar, wobei es keine Rolle spielt, ob die Vorlage in dem auftreffenden Bereich einen größeren bzw. kleineren Abstand zu dem Projektor oder den Kameras aufweist. In beiden Fällen wird der Stitchingmarker sicher auf der Vorlage (für die Kameras sichtbar) aufgebracht. Dies gilt selbst für den Fall, dass die Vorlage ein starkes Relief aufweist, also beispielsweise aus einem Bild mit Bilderrahmen besteht oder eine sehr wellige Oberfläche aufweist oder Ähnliches.
Zur Projektion des Stitchingmarkers kann hierbei eine Projektoreinheit bzw. ein Projektor genutzt werden, welcher beispielsweise gemeinsam mit den Kameras, und gegebenenfalls einer Beleuchtungseinrichtung, oberhalb der zu scannenden Vorlage angeordnet sein kann.
Der Projektor kann hierbei eine Lichtstruktur auf die Vorlage projizieren, welche geeignet ist, von den Kameras als Stitchingmarker wahrgenommen zu werden. Die Struktur kann beispielsweise einer linien- oder punkt- oder pfeilartigen Markierung entsprechen oder auch eine andersartige, geeignete Form annehmen. Wichtig ist hierbei, dass die Lichtstruktur auf der Vorlage im Wesentlichen scharf darstellbar ist, wozu sich insbesondere Laserlicht (oder auch anderes gebündeltes oder sehr stark gerichtetes Licht) eignet.
Durch das „Einstrahlen“ des Stitchingmarkers kann ein Stitchingmarker insbesondere auch in derartigen Fällen erschaffen werden, in welchen der Einsatz einer Vorlagenabdeckung nicht möglich ist (vorlagenabdeckungsfreies Verfahren), beispielsweise aufgrund des starken Reliefs der Vorlage, oder auch in solchen Fällen, in denen aufgrund einer Kostenersparnis auf eine Vorlagenabdeckung grundsätzlich verzichtet werden soll.
Im Gegensatz zu einem verfahrbaren, körperlichen Stitchingmarker (z.B. nach Art eines Fingers), ist ein projizierter Stitchingmarker sehr viel schneller auf der Vorlage anordenbar. Insbesondere braucht hierzu lediglich die Projektionseinheit eingeschaltet werden, während ein verfahrbarer Finger als Stitchingmarker sehr umständlich mechanisch an Ort und Stelle zu verfahren und vor Durchführung des Scan-Vorgangs dort wieder weg zu verfahren ist.
Durch ein Ein- und Ausschalten der Projektionseinrichtung, welche in der Regel sehr zügig ansprechbar ist, kann es außerdem ermöglicht werden, den Stitchingmarker nicht nur vor der Durchführung eines Scan-Vorganges aufzubringen (um den Überlappungsbereich einmalig zu kalibrieren), sondern es ist vielmehr möglich, den Stitchingmarker während des gesamten Scan-Prozesses immer wieder kurzfristig bereitzustellen und wieder auszublenden. Auf diese Weise wird ein kontinuierliches, fortwährendes Überwachen des Überlappungsbereiches entlang der gesamten Längserstreckung der Vorlage ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht beispielsweise (eingesetzt bei einem Aufsichtsscanner), das Scannen von Vorlagen mit einer Reliefdifferenz von bis zu 10 cm, vorteilhafterweise sogar von noch höheren Reliefdifferenzen von bis zu 25 cm oder mehr.
Der Laser kann hierzu im Wesentlichen senkrecht auf die Vorlage projiziert werden, wozu eine entsprechende Projektionseinrichtung vorteilhafterweise zwischen den beiden Kameras angeordnet sein kann, insbesondere mittig zwischen den Kameras.
Eine derartige Einstrahlung ermöglicht es, den Stitchingmarker auf sämtliche Bereiche der Vorlageoberfläche sicher zu projizieren. Bei einer schrägen Einstrahlung und großen Reliefdifferenzen der Vorlage könnte sich der Einstrahlwinkel der Projektionseinrichtung hingegen mit der Oberfläche der Vorlage mehrfach schneiden, was zu keinen eindeutigen Bezügen bzw. fehlerhaften Projektionen führen könnte.
Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Scan-Vorrichtung weist hierbei mindestens zwei Kameras auf, beispielsweise genau zwei Kameras oder aber auch mehr als zwei Kameras. Werden mehr als zwei Kameras eingesetzt, so werden erfindungsgemäß auch mehrere Stitchingmarker projiziert, wobei jedem Kamerapaar vorteilhafterweise ein Stitchingmarker zugeordnet ist (bei drei Kameras würden demnach beispielsweise zwei Stitchingmarker projiziert werden). Dementsprechend ist vorteilhafterweise pro Kamerapaar auch eine Projektionseinrichtung vorgesehen, so dass bei mehr als zwei Kameras also auch eine Mehrzahl von Projektionseinrichtungen vorgesehen ist, nämlich in der Regel eine Projektionseinrichtung weniger als Kameras vorhanden sind (wobei die Anordnung von Kameras und Projektionseinrichtung vorteilhafterweise abwechselnd erfolgt). Grundsätzlich ist es aber auch vorstellbar, dass mehrere Stitchingmarker von nur einer Projektionseinrichtung projiziert werden, um die Anzahl an Projektionseinrichtungen zu reduzieren.
Bei den Kameras handelt es sich insbesondere um sogenannte Zeilenkameras. Derartige Zeilenkameras unterscheiden sich von Flächenkameras insbesondere darin, dass sie nur einen (oder sehr wenige) lichtempfindliche Zeilensensoren aufweisen. Dies bietet den Vorteil, dass die Zeilenlänge größer ausgestaltet sein kann als bei normalen Flächensensoren bzw. dass der Zeilensensor bei vorgegebenem Objektfeld eine bessere räumliche Auflösung und zudem eine schnellere Auslesung bietet.
Zu den zeilenweise abbildenden Kameras bzw. Zeilenkameras im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung zählen insbesondere auch solche Zeilenkameras, welche mehrere nebeneinanderliegende Zeilen abtasten, also beispielsweise jeweils einen Zeilensensor für Rot, Grün und Blau aufweisen (sogenannte RGB-Zeilenkameras). Insbesondere kann eine Zeilenkamera demnach dadurch definiert werden, dass sie nur weniger als 10, insbesondere weniger als 5, Zeilen gleichzeitig abbilden kann.
Bei der Vorlage kann es sich beispielsweise um Bücher, Gemälde oder sonstige Druckerzeugnisse oder ähnliche flache Substrate handeln, welche vorteilhafterweise vorlagenabdeckungsfrei gescannt werden (müssen).
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Stitchingmarker von einem Laser auf die Vorlage projiziert. Der Stitchingmarker entsteht somit aufgrund von Laserlicht, welches den Vorteil kohärenten Lichts mit hoher Intensität und einer scharfen Bündelung verbindet, so dass die projizierte Lichtstruktur (der Laser-Stitchingmarker) besonders gut auf der Vorlage erkennbar ist. Werden mehrere Projektionseinrichtungen eingesetzt, so können sämtliche Projektionseinrichtungen zur Erzeugung mehrerer Stitchingmarker als Laser ausgebildet sein.
Vorteilhafterweise zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass der Stitchingmarker stroboskopartig auf die Vorlage projiziert wird. Dies ermöglicht einerseits die Aufnahme von Zeilenabbildungen durch eine Kamera, auf denen der Stitchingmarker zu erkennen ist, kann aber auch zu Zeilenabbildungen führen, auf welchen der Stitchingmarker nicht erkennbar ist (und somit die Scan-Aufnahme nicht stört). In diesem Sinne kann die stroboskopartige Projektion, also zu mindestens zwei verschiedenen Aufnahmetypen führen: Ein erster Aufnahmetyp bei aufgenommenem Marker zur Ermittlung des Überlappungsbereiches und ein zweiter Aufnahmetyp ohne aufgenommenem Marker zur Aufnahme bzw. Abbildung der Vorlagenoberfläche.
Der stroboskopartige Effekt kann z.B. durch ein schnelles An- und Abschalten der Projektionseinrichtung, also insbesondere eines Lasers, erfolgen. Alternativ kann die Abstrahlung bzw. der Strahlengang der Projektionseinrichtung stroboskopartig unterbrochen werden, beispielsweise durch eine vor der Projektionseinrichtung angeordnete Blende oder ähnliches (welche getaktet in den Strahlengang eingebracht und aus diesem herausgebracht wird oder abwechselnd durchlässige und undurchlässige Bereiche aufweist).
Die stroboskopartige Projektion des Stitchingmarkers erfolgt dabei gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung in Abhängigkeit der Scan-Geschwindigkeit der Kameras. So können die Projektionseinrichtung und die Kameras derart aufeinander abgestimmt sein, dass die Kameras in bestimmten, vorgegebenen zeitlichen Abständen immer ein Bild mit projiziertem Stitchingmarker aufnehmen. Zudem kann die stroboskopartige Projektion und/oder die Scangeschwindigkeit der Kamera auch an die relative Fördergeschwindigkeit der Vorlage in Verfahrrichtung angepasst werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stitchingmarker derart stroboskopartig projiziert wird, dass von einer Kamera abwechselnd eine Zeile mit und eine oder mehrere Zeilen ohne projiziertem Stitchingmarker aufgenommen werden. In diesem Sinne kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Kamera abwechselnd eine Zeile mit projiziertem Stitchingmarker und eine Zeile ohne projiziertem Stitchingmarker aufnimmt. Alternativ kann im Sinne dieser Lehre aber auch abwechselnd zunächst eine Zeile mit projiziertem Stitchingmarker aufgenommen werden und dann zwei oder drei Zeilen ohne projiziertem Stitchingmarker. Diese Aufnahmen wechseln sich ab, so dass bei letztgenannter Variante nach Abschluss des Scan-Vorgangs etwa zwei- bzw. dreimal so viele Zeilenaufnahmen ohne projiziertem Stitchingmarker vorliegen wie mit projiziertem Stitchingmarker.
Insbesondere bezieht sich Patentanspruch 3 dabei auf genau eine der Kameras. Selbstverständlich ist es aber vorteilhaft, wenn zwei bzw. sämtliche Kameras eine identische Aufnahmenreihenfolge tätigen. Vorteilhafterweise nehmen mindestens zwei Kameras somit immer zeitgleich eine Zeile mit projiziertem Stitchingmarker auf.
Bei den aufgenommenen Zeilen ohne Stitchingmarker handelt es sich somit um Aufnahmen während der Stitchingmarker nicht projiziert wird, beispielsweise also die Projektionseinrichtung abgeschaltet ist. In diesem Falle kann bevorzugt eine später noch erläuterte Beleuchtungseinrichtung eingeschaltet sein, um eine optimal ausgeleuchtete Vorlage aufzunehmen (wobei diese Beleuchtungseinrichtung typischerweise abgeschaltet ist, während die Zeile mit projiziertem Stitchingmarker aufgenommen wird, um den Stitchingmarker klar erkennbar hervortreten zu lassen).
Bei den einzelnen Zeilenaufnahmen ohne projiziertem Stitchingmarker kann es sich um Aufnahmen handeln, welche durchgeführt wurden, während nur ein Teil der Beleuchtungseinrichtung eingeschaltet ist oder welche getätigt wurden, während sowohl die Beleuchtungseinrichtung als auch die Projektionseinrichtung abgestellt sind. Eine derartige „Dunkelaufnahme“ (Dunkelreferenzzeile) kann insbesondere als Referenzzeilenaufnahme für die Korrektur oder Verbesserung der Zeilenaufnahme mit projiziertem Stitchingmarker verwendet werden (insbesondere durch Subtraktion der Referenzzeilenaufnahme von der Zeilenaufnahme mit projiziertem Stitchingmarker). Dies stellt eine Art Bildbearbeitung zur Hervorhebung des Stitchingmarkers in der entsprechenden Aufnahme dar.
Vorteilhafterweise ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die aufgenommenen Zeilen sortiert werden, wobei die Zeilen mit projiziertem Stitchingmarker je Kamera zu einem Stitching-Bild vereint werden, an Hand dessen der Überlappungsbereich ermittelt wird. In diesem Sinne können die Zeilenaufnahmen mit projiziertem Stitchingmarker in einen gemeinsamen Pool einsortiert werden und insbesondere auch zu einem Stitchingmarker-Referenzbild mit dem Stitching-Bild einer zweiten Kamera zusammengesetzt werden. An Hand dieses Bildes kann anschließend ermittelt werden, wie der eigentliche Stitching-Vorgang zwischen den eigentlichen Scans der mindestens zwei Kameras der Vorlagenoberfläche erfolgen muss.
In diesem Sinne werden vorteilhafterweise auch die Zeilen ohne projiziertem Stitchingmarker je Kamera zu einem Vorlagebild vereint oder sortiert. Wird abwechselnd immer genau eine Zeile mit projiziertem Stitchingmarker und eine Zeile ohne projiziertem Stitchingmarker aufgenommen, so ergeben sich je Kamera ein Stitchingbild sowie ein eigentliches Scanbild der Vorlagenoberfläche (wobei die beiden StitchingBilder zu einem Stitchingmarker-Referenzbild und die beiden Scanbilder zu einem Zwischenbild zusammensetzbar sind).
Für den Fall, dass nach einer Zeile mit projiziertem Stitchingmarker immer mehrere Zeilen ohne projiziertem Stitchingmarker aufgenommen werden, kommt es auf die Art dieser Zeilen an, wie diese sortiert werden. In diesem Sinne werden die oben genannten Dunkelreferenzzeilen beispielsweise gesondert von den herkömmlichen Vorlagenoberflächenaufnahmen sortiert. Aufnahmen bei unterschiedlicher Beleuchtung können ebenfalls gruppenweise sortiert und zu Bildern zusammengefasst werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wurde als besonders vorteilhaft erkannt, sofern die Vorlage mit einer Beleuchtungseinrichtung beleuchtet wird. Hierbei kann es sich vorteilhafterweise um eine scanvorrichtungseigene Beleuchtungseinrichtung handeln oder um eine externe. Insbesondere kann die Beleuchtungseinrichtung aber gemeinsam mit den Kameras und/oder der Projektionseinrichtung in oder an einem gemeinsamen Gehäuse oder einer gemeinsamen Halterung angeordnet sein. Weiter vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Beleuchtung vorzugsweise abgestellt wird, wenn der Stitchingmarker projiziert ist. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass der Stitchingmarker auf einer entsprechenden Aufnahme besonders deutlich erkennbar ist. Grundsätzlich ist es jedoch auch vorstellbar (beispielsweise wenn der Stitchingmarker von einem besonders leistungsfähigem Laser bereitgestellt wird), dass die Beleuchtungseinrichtung jedenfalls teilweise weiter leuchtet, während der Stitchingmarker projiziert wird.
Alternativ zu einem Abstellen der Beleuchtungseinrichtung kann die Beleuchtungseinrichtung während der Projektion des Stitchingmarkers aber auch abgedeckt oder abgeblendet werden oder ähnliches.
Insbesondere kann die Beleuchtungseinrichtung stroboskopartig (aber antizyklisch zu der Projektionseinrichtung) angesteuert werden.
Vorteilhafterweise ist die Vorlage in zumindest zwei Hauptrichtungen beleuchtbar. Dies ermöglicht eine in einigen Situationen besonders vorteilhafte Aufnahmetechnik, bei welcher Kontraste besonders gut zur Geltung kommen. Wird das Licht beispielsweise seitlich auf die Vorlage eingestrahlt, ergeben sich auf der der Einstrahlung abgewandten Seite des Vorlagenreliefs eher Schatten als auf der der Einstrahlrichtung zugewandten Seite des Vorlagenreliefs. Zwei Hauptrichtungen ermöglichen hierbei eine unterschiedliche Kontrastbildung bzw. Aufnahmen bei unterschiedlichen Beleuchtungssituationen.
Vorteilhafterweise weist die Beleuchtungseinrichtung zur Bereitstellung zweier Hauptrichtungen mindestens zwei separate Leuchten auf. Diese Leuchten können jeweils ein oder mehrere Leuchtmittel, wie beispielweise LEDs oder ähnliches, aufweisen. Die Leuchten bestehen dabei aus separaten Leuchtenkörpern, können aber gemeinsam in oder an einem Gehäuse oder an einem Träger aufgehängt werden. Vorteilhafterweise sind die beiden Leuchten dabei auf unterschiedlichen Seiten des Lasers angeordnet. Insbesondere sind die Leuchten der Beleuchtungseinrichtung außerhalb des Aufnahmebereiches der Kameras angeordnet, beispielsweise je eine Leuchte auf einer Seite einer von den Kameras (und dem Laser) aufgespannten Scanebene.
Alternativ kann allerdings auch vorstellbar sein, dass lediglich eine Leuchte vorgesehen ist, welche zwischen zwei Positionen verlagerbar ist, um zwei Hauptabstrahlrichtungen der Beleuchtungseinrichtung zu ermöglichen.
Besonders vorteilhaft gestaltet sich die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, sofern die Beleuchtung aus den mindestens zwei Hauptrichtungen unterschiedlich erfolgt. Hierbei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Beleuchtung aus den Hauptrichtungen abwechselnd erfolgt, wobei in einem bevorzugten Fall die Abstrahlung aus einer Hauptrichtung nur erfolgt, wenn aus der anderen Hauptrichtung keine Lichtabstrahlung erfolgt (beispielsweise kann eine erste Leuchte eingeschaltet und eine zweite Leuchte abgeschaltet sein und dies abwechselnd).
Es ist jedoch auch vorstellbar, dass während eines gesamten Aufnahmeprozesses das Licht aus den Hauptrichtungen lediglich unterschiedliche Intensitäten aufweist. So kann das Licht von der Beleuchtungseinrichtung in einer ersten Hauptrichtung mit einem niedrigeren prozentualen Satz einer Gesamtabstrahlleistung eingestrahlt werden als aus einer zweiten Hauptrichtung. Eine derartige Abstrahlung mit unterschiedlichen Intensitäten ist selbstverständlich auch abwechselnd vorsehbar. So ist beispielsweise ein Anwendungsfall denkbar, in welchem eine erste Leuchte einen niedrigeren Anteil der Gesamtleistung der Beleuchtung beisteuert, beispielsweise 30 Prozent, und gleichzeitig eine zweite Leuchte einen größeren Anteil, beispielsweise 70 Prozent, der Gesamtbeleuchtungsleistung beisteuert. Insbesondere kann sich dieses Verhältnis dann bei weiteren beleuchteten Zeilenaufnahmen genau umkehren oder ähnliches, jedenfalls variable gestaltet werden. Auch bei derartigen Ausgestaltungen ist die Abschaltung der Beleuchtungseinrichtung vorteilhaft, sofern eine Aufnahme des Stitchingmarkers erfolgt.
Während bei den Vorrichtungen des Standes der Technik die Kameras typischerweise aktiv über die Vorlage hinwegbewegt werden, ist es gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Vorlage unter den Kameras aktiv hindurchverlagert wird, insbesondere unter Nutzung einer Transporteinrichtung für die Vorlage. Die Transporteinrichtung kann hierbei dafür sorgen, dass die Vorlage in Verfahrrichtung (oder soll ein Scan-Vorgang wiederholt durchgeführt werden auch zusätzlich entgegen der Verfahrrichtung) unter den Kameras hindurch verlagert wird. Mit anderen Worten wird die Relativbewegung zwischen Kameras und Vorlage im Gegensatz zum Stand der Technik von der Transporteinrichtung für die Vorlage erwirkt. Hierzu kann die Transporteinrichtung beispielsweise eine Auflagefläche oder einen Tisch umfassen, welcher mit Rollen, Walzen oder Ähnlichem verlagerbar ist. Die Transporteinrichtung weist weiterhin typischerweise einen Antrieb auf. Der Tisch für die Vorlage kann hierbei insbesondere durch eine Gehäuseöffnung der Scanvorrichtung hindurchgeführt werden, wobei in dem Gehäuse dann die Kameras, insbesondere höhenverstellbar, und die Projektionseinrichtung sowie gegebenenfalls auch die Beleuchtungseinrichtung angeordnet sind. Grundsätzlich ist es von dem erfindungsgemäßen Gedanken der vorliegenden Anmeldung, selbstverständlich aber auch erfasst, dass die Kameras (samt Laser) bewegt werden. Im Wesentlichen kommt es hierbei auf eine Relativbewegung zwischen Kameras und Vorlage an.
Weiter vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass mindestens ein weiterer Stitchingmarker gleichzeitig auf die Vorlage projiziert wird, insbesondere durch eine gesonderte Projektionseinrichtung, wobei anhand der Auswertung des Abstandes der beiden Stitchingmarker in einer Aufnahme einer Kamera eine dynamische Fokussierung der Kamera oder eine geometrische Korrektur des Bildes entlang der Verfahrrichtung erfolgt. Gemäß dieser vorteilhaften Ausgestaltung wird das Wissen über den Abstand der beiden Projektionseinrichtungen genutzt, um Rückschlüsse zum Abstand der Kamera von der Vorlage zu erhalten (wobei natürlich auch der Abstand zwischen Projektionseinrichtungen und Kamera bekannt ist). Dieses Verfahren kann insbesondere eingesetzt werden, sofern mehr als zwei Kameras vorhanden sind. Hierzu wird typischerweise in der Scanebene quer zur Verlagerungsrichtung immer abwechselnd eine Kamera und eine Projektionseinrichtung vorgesehen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Scanvorrichtung zum Scannen einer Vorlage, umfassend zwei, vorzugsweise zeilenweise abbildende Kameras. Derartige Scanvorrichtungen des Standes der Technik weisen den Nachteil auf, dass sie für Vorlagen mit einem besonders großen Höhenrelief ungeeignet sind.
Es ist daher auch Aufgabe der Erfindung, eine entsprechend geeignete Scanvorrichtung bereitzustellen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe gemäß den Merkmalen des Anspruches 11 und ist dementsprechend insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bereitstellung eines Stitchingmarkers als Projektionseinrichtung, vorzugsweise als Laser, ausgebildet ist.
Auf diese Weise sind mit einer entsprechenden Scanvorrichtung die bereits oben beschriebenen Vorteile erreichbar.
Insbesondere kann mit einer derartigen Scanvorrichtung ein Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 10 durchgeführt werden.
Dementsprechend sind sämtliche bezüglich der Verfahrensansprüche 1 bis 10 vorgebrachten Vorteile, Modifikationen, Ausführungen, Merkmale und ähnliches auch auf den Vorrichtungsanspruch gemäß Patentanspruch 1 übertragbar. Gleiches gilt selbstverständlich auch umgekehrt. Lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit werden nicht sämtliche im Bezug zu den Verfahrensansprüchen beschriebenen Vorteile im Zusammenhang mit der Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wiederholt, und umgekehrt.
In diesem Sinne kann die Scanvorrichtung also eine Projektionseinrichtung für den Stitchingmarker aufweisen, eine insbesondere stroboskopartig projizierende Projektionseinrichtung für den Stitchingmarker, eine (ebenfalls insbesondere stroboskopartig ansteuerbare) Beleuchtungseinrichtung, welche insbesondere zwei separate Leuchten aufweist (zur Beleuchtung aus zwei Hauptrichtungen, beispielsweise abwechselnd) sowie insbesondere eine Transporteinrichtung für die Vorlage.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben aufgrund der gegebenenfalls nicht zitierten Unteransprüche sowie aufgrund der nun folgenden Figurenbeschreibung.
In der Figurenbeschreibung zeigen:

1 eine schematische, perspektivische Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Scanvorrichtung mit zwei Kameras und einer Projektionseinrichtung,
2 eine schematische Schnittansicht der Scanvorrichtung gemäß 1, etwa entlang des Ansichtspfeils II in 1 entlang der Scanebene,
3 einen schematischen Sortierprozess von vier zeilen haften Aufnahmen einer Kamera gemäß einer der 1 und 2 bei abwechselnder Projektion eines Stitchingmarkers, wobei die beiden Bilder mit Stitchingmarker bezüglich 3 nach rechts wegsortiert werden und die beiden Abbildungen ohne Stitchingmarker bezüglich 3 nach links wegsortiert werden,
4 in einer schematischen Ansicht die beiden gescannten Zeilen gemäß 3 rechts sowie zwei korrespondierende Zeilen mit Stitchingmarker als Aufnahme einer weiteren Kamera,
5 in einer schematischen, beispielhaften Ansicht die bereits vorsortierten und zusammengefügten Stitchingbilder zweier Kameras mit gemeinsamen, stark vergrößertem Überlappungsbereich, wobei die abgebildete Vorlage einer auf einem Rahmen gespannten Leinwand entspricht, die mittig stark durchhängt,
6 in einer schematischen Ansicht gemäß 3, Mitte, vier Aufnahmen von Scanzeilen gemäß einem alternativen Verfahren, bei welchem lediglich bei jeder vierten abgebildeten Zeile ein Stitchingmarker projiziert ist und
7 in einer schematischen, abgeschnittenen Ansicht, etwa gemäß 2, eine Scan-Vorrichtung mit mehreren Projektionseinrichtungen (und mehr als zwei Kameras) als Prinzipskizze bei der Abbildung zweier unterschiedlich weit von der Kamera entfernter Vorlagen.

Der nachfolgenden Figurenbeschreibung sei vorangestellt, dass gleiche oder vergleichbare Teile gegebenenfalls mit identischen Bezugszeichen versehen sind, teilweise unter Hinzufügung kleiner Buchstaben oder von Apostrophs.
1 zeigt zunächst eine sehr schematische, exemplarische, perspektivische, teiltransparente Darstellung einer erfindungsgemäßen Scanvorrichtung 10. Die Scanvorrichtung 10 besteht im Wesentlichen aus einer beweglichen Transporteinrichtung 11 nach Art eines verlagerbaren Tisches sowie einer oberhalb der Transporteinrichtung angeordneten Aufnahmeeinrichtung 12, deren Elemente in 1 exemplarisch mit einem Umrandungskasten zusammengefasst sind.
Tatsächlich können die Elemente der Aufnahmeeinrichtung 12 in einem gemeinsamen Gehäuse oder an einem gemeinsamen Träger oberhalb der Transporteinrichtung 11 angeordnet werden. Vorzugsweise umfasst die Scanvorrichtung 10 jedoch ein in den Figuren nicht dargestelltes Gehäuse, in welchem auch die Elemente der Transporteinrichtung 11 angeordnet sind, wobei das Gehäuse zusätzlich eine Öffnung zum Durchführen einer Auflagefläche 13 der Transporteinrichtung 11 aufweist.
Auf der Auflagefläche 13 ist eine lediglich schematisch angedeutete Vorlage 14 dargestellt, welche von der Scanvorrichtung 10 zu scannen ist. Die Vorlage 14 weist hierbei typischerweise ein gewisses Relief auf, was in 1 aufgrund der schematischen Darstellung aber noch nicht erkennbar ist.
Die Transporteinrichtung 11 kann die Auflagefläche 13 samt Vorlage 14 entlang einer Verlagerungsrichtung V unter der Aufnahmeeinrichtung 12 hindurch verlagern, wobei die Vorlage 14 während einer solchen Verlagerungsbewegung zeilenweise scannbar ist.
Zur Erzeugung der Verlagerungsbewegung ist der Transporteinrichtung 11 typischerweise ein Antrieb zugeordnet, welcher in dem vorliegenden Beispiel exemplarisch einen Antriebsmotor 15 sowie eine Antriebswalze 16 umfasst, während der Auflagefläche 13 zudem Rollen 17 zur Ermöglichung einer optimalen, reibungsarmen Verlagerung zugeordnet sind.
Die Aufnahmeeinrichtung 12 umfasst zunächst zwei oberhalb der Auflagefläche 13 angeordnete Kameras, nämlich eine erste Kamera 18 sowie eine zweite Kamera 19. Bei den Kameras 18 und 19 handelt es sich typischerweise um sogenannte Zeilenkameras, insbesondere um RGB-Zeilenkameras, also Zeilenkameras, welche mindestens eine Zeile im roten, im grünen und im blauen Bereich aufnehmen. Die beiden Zeilenkameras 18 und 19 sind dabei ihrer Längserstreckung gemäß im Wesentlichen entlang einer Querrichtung Q orientiert, welche quer oder orthogonal zur Verlagerungsrichtung V ausgerichtet ist.
In Querrichtung Q zwischen den beiden Kameras 18 und 19 ist ein Laser 20 positioniert. Dieser Laser 20 kann hinsichtlich der Höhe der Auflagefläche 13 im gleichen Höhenbereich angeordnet sein, wie die Kameras 18 und 19 oder aber auch höhenversetzt entlang einer Höhenrichtung H (also oberhalb oder unterhalb der Kameras) angeordnet sein. Entscheidend ist hierbei lediglich, dass der Laser 20 in Querrichtung Q bzw. in Aufsicht zwischen den Kameras 18 und 19 angeordnet ist, vorteilhafterweise mittig zwischen den Kameras 18 und 19.
Der Laser 20 projiziert einen Laserstrahl 21 senkrecht auf die Vorlage 14, welcher am Ort des Auftreffens auf die Vorlage 14 einen Stitchingmarker 22 erzeugt bzw. projiziert.
Desweiteren weist die Aufnahmeeinrichtung 12 noch eine Beleuchtungseinrichtung 23, bestehend aus zwei Langfeldleuchten 23a sowie 23b auf. Diese beiden Leuchten 23a und 23b sind ihrer Längserstreckung nach ebenfalls entlang der Querrichtung Q orientiert. Beide Leuchten 23a und 23b sind bezüglich der Verlagerungsrichtung V versetzt zu den Kameras 18 und 19, insbesondere auch zu dem Laser 20, angeordnet, vorzugsweise derart versetzt, dass sich die Kameras 18 und 19 in Aufsicht etwa mittig zwischen den beiden Leuchten 23a und 23b befinden.
Beide Leuchten 23a und 23b sind somit außerhalb der Scan-Ebene E angeordnet, welche im Wesentlichen von den beiden Kameras 18 und 19 sowie dem Stitchingmarker 22 in Querrichtung Q und in Höhenrichtung H aufgespannt wird.
Zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf 2 verwiesen, wobei 2 einen schematischen Blick auf die Scanebene E etwa entlang des Ansichtspfeils II in 1 darstellt. 2 kann als Schnittansicht bezeichnet werden, da insbesondere die Beleuchtungseinrichtung 23 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist.
Hingegen sind in 2 die Strahlengänge bzw. Aufnahmebereiche der beiden Zeilenkameras 18 und 19 angedeutet. Diese weisen ausweislich 2 jedenfalls unterhalb von in 2 lediglich angedeuteten Objektiven 24 und 25 der Aufnahmeeinrichtung 12 jeweils im Wesentlichen die Form eines Dreieckes 26 bzw. 27 auf.
Die Dreiecke 26 und 27 bilden somit den für die Kameras 18 bzw. 19 sichtbaren und abbildbaren Bereich aus. Diese Dreiecke 26 und 27 werden zur jeweils anderen Kamera hin von äußeren Hüllstrahlen 28 bzw. 29 begrenzt.
Im Bereich etwa mittig zwischen den Kameras 18, 19 unterhalb des Lasers 20, bilden die Hüllstrahlen 28 und 29 ein Überlappungsdreieck 30 aus, dessen Basis den sogenannten Überlappungsbereich Ü der beiden Kameras 18 und 19 bildet. Mit anderen Worten ist der Überlappungsbereich Ü derjenige Bereich in der Scanebene E, welcher zwischen den Punkten angeordnet ist, an welchen die beiden Hüllstrahlen 28 und 29 auf die Vorlage 14 treffen. Dieser Überlappungsbereich Ü wird somit sowohl von der Kamera 18 als auch von der Kamera 19 aufgenommen, während der restliche Bereich der Vorlage 14, welcher von den Dreiecken 26 und 27 abgedeckt wird, jeweils nur von einer der Kameras 18 oder 19 abgebildet bzw. aufgenommen wird.
2 verdeutlicht auch noch einmal, dass der Laser 20 bzw. die Projektionseinrichtung 20 in etwa mittig über dem Überlappungsbereich Ü angeordnet ist, wobei der Strahl 21 den Stitchingmarker 22 senkrecht in den Überlappungsbereich Ü projiziert. Der Stitchingmarker 22 besteht hierbei aus einer Lichtstruktur, welche, da sie im Überlappungsbereich Ü angeordnet ist, von beiden Kameras 18 und 19 erfassbar ist.
Im Vergleich zu 1 verdeutlicht 2, dass die Vorlage 14 ein gewisses Relief aufweisen kann. In 2 ist die Vorlage 14 als Gemälde mit Bilderrahmen 31 ausgebildet, wobei der Bilderrahmen 31 insbesondere verhindert, dass eine Vorlagenabdeckung genutzt werden kann. Zudem weist die Vorlage 14 in ihrem von dem Rahmen 31 umgebenen Gemäldebereich 32 - jedenfalls im Gegensatz zu einer sehr glatten Vorlage - ein gewisses Relief auf.
Das Verfahren zur Korrektur des Überlappungsbereiches zwischen den beiden Kameras 18 und 19 soll nun an Hand der schematischen 3 erläutert werden: So zeigt 3 mittig angeordnet vier direkt nacheinander durchgeführte zeilenartige Aufnahmen a bis d der Kamera 18 nach 2. Die zeilenartige Aufnahme gemäß Zeile a erfolgte zunächst bei projiziertem Stitchingmarker 22 (also angeschaltetem Laser 20), während die Beleuchtungseinrichtung 23 insbesondere abgeschaltet war (um den Stitchingmarker 22 mit der Kamera 18 besser erfassen zu können).
Anschließend wurde der Laser 20 abgeschaltet (insbesondere die Beleuchtungseinrichtung 23 eingeschaltet) und von der Kamera 18 eine weitere Zeile b aufgenommen. Bei der Zeile b handelt es sich somit um die Zeile, welche der Zeile a in Verfahrrichtung V der Vorlage 14 aufgrund der kontinuierlichen Verlagerung der Vorlage 14 direkt nachfolgt. Diese Zeile b weist demnach keine Abbildung des Stitchingmarkers 22 auf, sondern vielmehr lediglich die unmittelbare Abbildung der entsprechenden Zeile der Vorlage 14 und somit den eigentlichen Inhalt der Vorlage 14 bzw. des Gemäldes, welcher später für einen Nutzer des Scans von Interesse ist.
Anschließend wiederholte sich der gerade beschriebene Vorgang, so dass insbesondere die Beleuchtungseinrichtung 23 wieder ab- und der Laser 22 wieder angestellt wurde, wobei dann eine Aufnahme der Zeile c bei projiziertem Stitchingmarker 22 erfolgte und dann wieder eine Aufnahme des eigentlichen Bildinhalts als Zeile d bei abgeschaltetem Laser. 3 stellt hierbei exemplarisch und ausschnittsweise lediglich vier aufgenommene Zeilen dar, wobei tatsächlich eine Vielzahl oder Mehrzahl von mehreren hundert oder tausend (Quer-) Zeilen entlang der Verlagerungsrichtung V aufgenommen wird.
3 lässt sich schließlich noch entnehmen, dass der Stitchingmarker 22 vorliegend als Linie ausgebildet ist. Grundsätzlich ist aber auch jede andere geeignete und projizierbare Lichtstruktur und Form, wie beispielweise ein Pfeil oder ein Dreieck oder ein Kreis oder Ähnliches als Stitchingmarker einsetzbar bzw. projizierbar.
Auch einen weiteren Verfahrensschritt lässt 3 erahnen. So ist schematisch dargestellt, dass die aufgenommenen Zeilen a bis d immer abwechselnd einem eigenen Bilderpool 33 bzw. 34 zugeordnet werden. In den ersten Bilderpool 33 werden jeweils die Zeilen einsortiert, welche den Stitchingmarker nicht aufweisen (und somit lediglich die bildliche Darstellung der Vorlagenoberfläche), also vorliegend die Zeilen b und d, während in den zweiten Pool 34 die Zeilen a und c einsortiert werden, welche beide den abgebildeten Stitchingmarker 22 aufweisen.
Auf diese Weise entsteht im Pool 33 nach vollständigem Abschluss eines Scan-Vorganges eine Ansammlung von Zeilen, aufgenommen von der Kamera 18, mit Informationen bzw. Abbildungen der tatsächlichen Vorlagenoberfläche, welche allerdings noch den vollständigen Überlappungsbereich Ü enthält.
Gleichfalls entsteht im Pool 34 eine Ansammlung von zeilenartigen Aufnahmen der Kamera 18, welche zwar kaum Informationen über den eigentlichen Bildinhalt enthält, jedoch in jeder Zeile ein Abbild des projizierten Stitchingmarkers 22 aufweist.
Dieses in 3 lediglich aus zwei Zeilen a und c bestehende Teil-Stitchingbild ist in 4 noch einmal als links angeordnete Zeilensammlung dargestellt.
Rechts ist hingegen eine Ansammlung von zwei Zeilen e und f dargestellt, welche von der zweiten Kamera 19 aufgenommen wurden. Die Zeilen a und e wurden gleichzeitig aufgenommen, während die Zeilen c und f ebenfalls gleichzeitig aufgenommen wurden. Auch die Zeilen e und f der zweiten Kamera 19 enthalten jeweils ein Abbild der Position desselben Stitchingmarkers 22.
In 4 zeigen die schraffierten Flächen innerhalb der einzelnen Zeilen jeweils einen auch von der anderen Kamera aufgenommenen Bereich. Mit anderen Worten zeigen die schraffierten Bereiche in den Zeilen a und e zu löschende Bereiche, auch wenn die Zeilen a und e tatsächlich nicht zur Bilddarstellung genutzt werden können, da die Laserprojektion des Stitchingmarkers 22 die restliche Aufnahme beeinträchtigt. Dass die entsprechenden schraffierten Bereiche der Zeilen a und e nicht gleich groß ausgebildet sind, hat vorliegend mit Verzerrungen bzw. Höhenunterschieden der Vorlage im Bereich der Kameras 18 und 19 zu tun und ist in 4 ohnehin überhöht dargestellt.
Zur Ermittlung des zu entfernenden Bereichs kann man die in 4 dargestellten Zeilen a, c, e und f jedenfalls blockweise zusammensetzen und erhält hierdurch jedenfalls für die zwei dargestellten Gesamtzeilen der Vorlage ein Referenzbild des Überlappungsbereiches. Während 4 nur zwei derartige Gesamtzeilen darstellt, zeigt 5 exemplarisch ein Stitchingmarker-Referenzbild bzw. Überlappungsbereich-Referenzbild nach Abschluss eines vollständigen Scan-Prozesses einer Vorlage 14.
Mit anderen Worten würde man durch das Zusammenschieben der in 4 dargestellten Zeilen und die Durchführung des Prozesses für mehrere hundert oder tausend Zeilen (statt nur zwei Gesamtzeilen) zu dem Stitchingmarker-Referenzbild 35 nach 5 gelangen. Die linke Hälfte H₁ des Referenzbildes 35 gemäß 5 ist demnach von der Kamera 18 aufgenommen worden, die rechte Hälfte H₂ des Referenzbildes 35 von der Kamera 19. Die auch jeweils als Stitchingbild bezeichenbaren Hälften H₁ und H₂ weisen eine mehr oder weniger durchgehende Stitchingmarkerlinie auf, welche in 5 eine gewisse Kurvigkeit zeigt. Obwohl der einzelne Stitchingmarker 22 gerade und linienförmig ist, glättet sich dies im Bild 35, aufgrund der großen Anzahl der einzelnen Bildzeilen und der Tatsache, dass die Kameras in Verlagerungsrichtung V ohnehin lediglich 1 Pixel (also eine Zeile) aufnehmen, zu einer kurvenartigen Linie. Zwischen den beiden Projektionslinien des Stitchingmarkers 22 befindet sich, schraffiert dargestellt, der zu entfernende Bereich Ü', welcher einen Teilbereich des Überlappungsbereiches Ü darstellt.
Dem Referenzbild 35 lässt sich hierbei entnehmen, dass der zu entfernende Bereich Ü' bezüglich der Verlagerungsrichtung V mittig sehr viel breiter ausgebildet ist als in den obersten bzw. untersten Randzeilen des Bildes 35, wo der Bereich Ü' sehr schmal ausfällt (und in 5 kaum noch darstellbar ist). Dies hat mit der Art der Vorlage 14 zu tun. In dem dem Referenzbild 35 zugrunde liegenden Scanverfahren wurde nämlich eine Vorlage 14 nach Art eines Gemäldes gewählt, bei welchem das Gemälde in der Mitte stark durchhängt (beispielsweise aufgrund des an den Rändern angeordneten Rahmens).
Während 5 das Stitchingmarker-Referenzbild darstellt, welches aus den abgebildeten Zeilen zusammengesetzt ist, welche bei projiziertem Stitchingmarker aufgenommen werden, kann auf gleiche, aber nicht dargestellte Weise ein eine tatsächlich abzubildende Oberfläche aufweisendes Scanzwischenbild erzeugt werden (welches insbesondere die Zeilen b und d enthalten würde).
Auch dieses Scanzwischenbild wird aus den Informationen der Kamera 18 und 19 zusammengesetzt, würde aber die Bildinformationen des Überlappungsbereiches doppelt enthalten.
Daher kann anschließend, vorzugsweise computergesteuert, das Referenzbild 35 auf nicht näher beschriebene Art und Weise genutzt werden, um das beschriebene Scanzwischenbild von den doppelten Aufnahmen des Überlappungsbereiches zu bereinigen. Hierfür sind viele computergestützte Verfahren denkbar, auf die an dieser Stelle nicht weiter eingegangen werden muss.
Als Alternative zu dem in 3 beschriebenen Verfahren zeigt 6 eine leicht abgewandelte Reihenfolge einer zeilenartigen Aufnahme durch die Kamera 18. So erfolgt gemäß 6 zunächst die Aufnahme einer ersten Zeile g ohne Stitchingmarker, bei welcher insbesondere der Laser 20 abgeschaltet ist, jedoch bei teileingeschalteter Beleuchtungseinrichtung 23. Beispielsweise kann während der Aufnahme der Zeile g lediglich die Leuchte 23a an- und die Leuchte 23b ausgeschaltet sein (alternativ kann die Leuchte 23a beispielsweise auch 70% der Leuchtenleistung bereitstellen, die Leuchte 23b lediglich 30% oder Ähnliches). Auf diese Weise erhält die Zeile g stark kontrastierte Aufnahmen der eigentlichen Vorlagenoberfläche, da die Schattenbildung verstärkt wird.
Anschließend kann die Leuchteinrichtung 23 abgestellt und der Laser 20 angestellt werden, um dann eine Zeile h mit projiziertem Stitchingmarker 22 auf herkömmliche Weise zu erhalten. Danach wird der Laser 20 wieder abgeschaltet und die Leuchteinrichtung 23 wieder teileingeschaltet, jedoch auf eine andere Art als während der Aufnahme der Zeile g. So kann während der Aufnahme der Zeile i die Leuchte 23b angeschaltet und die Leuchte 23a abgeschaltet sein (oder analog zu dem oben Beschriebenen die Leuchte 23b 70% der Lichtleistung und die Zeile 23a nur 30% der Lichtleistung liefern oder Ähnliches).
Auf diese Weise erhält man zwei Zeilen e und i mit unterschiedlicher Lichteinstrahlung aus unterschiedlichen Haupteinstrahlungsrichtungen. Diese unterschiedlichen Aufnahmetechniken können in einem späteren Verfahren optimal genutzt werden, um auf bekannte Weise eine nahezu dreidimensional wirkende Abbildung der Oberfläche bereitzustellen.
Anschließend kann zur Aufnahme einer letzten Zeile j sowohl der Laser 20 als auch die Aufnahmeeinrichtung 23 abgeschaltet werden. Auf diese Weise erhält man eine Art „Kalibrierungszeile“, welche beispielsweise dazu genutzt werden kann, die enthaltenen Bildinformationen von den Bildinformationen der Zeile h abzuziehen. Hierdurch erhält man eine klare Kennlinie des Stitchingmarkers 22, da das „Bildrauschen“ der Zeile h minimiert werden kann. Die Zeile j dient somit im Wesentlichen lediglich der Bildbearbeitung, insbesondere derjenigen der Zeile h.
Auch gemäß 6 kann anschließend wieder ein Pool 34 für die Zeilen mit Stitchingmarker (vorliegend also die Zeile h) und entsprechende nachfolgende Zeilen gebildet werden. Die jeweils auf einer gleichen Aufnahmetechnik wie der Zeile g basierenden Zeilenabbildungen können in einen zweiten Pool übertragen werden und auch die der Aufnahmetechnik gemäß Zeile i entsprechenden Zeilen in einen dritten separaten Pool. Auf diese Weise kann dann für besagten zweiten und dritten Pool auf beliebige rechnerische Art und Weise ein Zwischenbild mit 3-D-artigen Effekten erstellt werden, welches dann von einem Stitchingmarker-Referenzbild (etwa entsprechend dem in 5), welches insbesondere die Zeile h enthält, bereinigt bzw. auf Basis des Referenzbildes genäht oder gestitcht werden kann.
Als letztes zeigt 7a einen Ausschnitt aus einer alternativen Scanvorrichtung 10', bei welcher zusätzlich zu der Projektionseinrichtung 20 noch eine zweite Projektionseinrichtung 20', insbesondere auch nach Art eines Lasers, vorgesehen ist. Auch ist in der zu erkennen, dass vorzugsweise mehr als nur zwei Kameras 18 und 19 eingesetzt werden, beispielsweise eine dritte Kamera 36 oder ähnliches, wobei die Projektionseinrichtungen 20 immer zwischen den Kameras angeordnet sind.
7a soll dabei verdeutlichen, dass bei der Nutzung einer weiteren Projektionseinrichtung beispielsweise eine dynamische Fokussierung der Kamera(s) ermöglicht wird oder eine geometrische Korrektur entlang der Verfahrrichtung V.
So zeigt 7a exemplarisch eine Vorlage in zwei unterschiedlichen Abständen entlang der Höhenrichtung H zu Kamera 18: Während die Vorlage, welche in der Darstellung mit der Bezugsziffer 14 versehen ist, weiter von der Kamera entfernt ist, ist die Vorlage in der Position, wie sie mit 14' gekennzeichnet ist, näher an der Kamera positioniert.
7b zeigt eine beispielhafte zeilenweise Aufnahme der Kamera 18 der Vorlage gemäß einer Position nach Bezugsziffer 14, während 7c eine Abbildung der Vorlage gemäß einer Position nach Bezugsziffer 14' zeigt.
7 verdeutlicht hierbei, dass die Abbildungen der Stitchingmarker 22 und 22' für eine näher an der Kamera befindliche Vorlage weiter außen liegen als für eine weiter von der Kamera 18 entfernte Vorlagenposition. Während die Stitchingmarker 22 und 22' in der Zeilenaufnahme gemäß 7b einen gewissen Abstand zum Rand aufweisen, sind die Abbildungen der Stitchingmarker 22 und 22' in 7c nahezu dem Rand zugeordnet. Dies verdeutlicht, dass der Abstand der Abbildung des Stitchingmarkers 22 und 22' in der zeilenhaften Aufnahme einen Rückschluss über den Abstand der Kamera zur Vorlage ermöglicht, da der Scanvorrichtung der Abstand zwischen dem Laser 20 und dem Laser 20' bekannt ist oder bekanntgebbar ist. Gleiches gilt für den Abstrahlwinkel (wobei der Laser vorzugsweise senkrecht abgestrahlt wird).
Das Verfahren gemäß 7 kann somit insbesondere zu einer Autofokussierung der Kamera 18 führen, da der Abstand absolut oder jedenfalls relativ zu der Vorlage ermittelbar ist. In der Praxis gestaltet es sich in der Regel so, dass zwar nicht zwei unterschiedliche Vorlagenpositionen 14 und 14' vorhanden sind, die Vorlage jedoch ein Relief bzw. eine Höhendifferenz aufweist und die mittlere Höhe sich von Kamera zu Kamera unterscheiden kann. Aufgrund der Projektionseinrichtungen bzw. Laser kann somit bei einer Vorrichtung mit mehr als einem Laser auf besonders vorteilhafte Weise eine Abstandsmessung und anschließende Korrekturen erfolgen.

Claims

Verfahren zur Korrektur eines Überlappungsbereiches (Ü) zwischen zwei, vorzugsweise zeilenweise abbildenden, Kameras (18, 19) einer Scanvorrichtung (10) zum Scannen einer Vorlage (14), wobei die Korrektur, nämlich die Bereinigung von doppelten Aufnahmen des Überlappungsbereiches (Ü), mittels eines dem Überlappungsbereich (Ü) zuordenbaren Stitchingmarkers (22) erfolgt, anhand welchem der Überlappungsbereich (Ü) erkannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Stitchingmarker (22) als Lichtstruktur auf die, insbesondere ein Relief aufweisende, Vorlage (14) projiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laser (20) den Stitchingmarker (22) auf die Vorlage (14) projiziert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stitchingmarker (22) stroboskopartig auf die Vorlage (14) projiziert wird, insbesondere in Abhängigkeit der Scangeschwindigkeit der Kameras (18, 19).
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stitchingmarker (22) derart stroboskopartig projiziert wird, dass von einer Kamera (18, 19) abwechselnd eine Zeile (a, c, h) mit und eine oder mehrere Zeilen (b, d, 8, i, j) ohne projiziertem Stitchingmarker aufgenommen werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgenommenen Zeilen sortiert werden, wobei die Zeilen (a, c) mit projiziertem Stitchingmarker (22) je Kamera zu einem Stitchingbild (H₁, H₂) vereint werden, anhand dessen der Überlappungsbereich ermittelt wird und insbesondere die Zeilen ohne projiziertem Stitchingmarker je Kamera zu einem Vorlagebild vereint werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlage (14) mit einer, insbesondere scanvorrichtungseigenen, Beleuchtungseinrichtung (23) beleuchtet wird, wobei die Beleuchtung vorzugsweise abgestellt ist, wenn der Stitchingmarker (22) projiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlage (14) aus mindestens zwei Hauptrichtungen beleuchtbar ist, wozu die Beleuchtungseinrichtung (23) vorzugsweise zwei separate Leuchten (23a, 23b) aufweist, welche insbesondere auf unterschiedlichen Seiten der Kameras (18, 19) angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtung aus den Hauptrichtungen unterschiedlich, insbesondere abwechselnd, erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlage (14) unter den Kameras (18, 19) aktiv hindurchverlagert wird, insbesondere unter Nutzung einer Transporteinrichtung (11) für die Vorlage (14).
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiterer Stitchingmarker (22') gleichzeitig auf die Vorlage (14) projiziert wird, insbesondere durch eine gesonderte Projektionseinrichtung (20'), wobei anhand der Auswertung des Abstandes der beiden Stitchingmarker (22, 22') in einer Aufnahme einer der Kameras (18) eine dynamische Fokussierung der Kamera (18) oder eine geometrische Korrektur des Bildes entlang der Verfahrrichtung (V) erfolgt.
Scanvorrichtung (10) zum Scannen einer als Gemälde, Buch oder sonstiges Druckerzeugnis ausgebildeten Vorlage (14), unter Nutzung eines Verfahrens gemäß einem der voranstehen Ansprüche, umfassend zwei, vorzugsweise zeilenweise abbildende, Kameras (18, 19), eine Einrichtung zur Bereitstellung eines Stitchingmarkers (22) für die Korrektur eines Überlappungsbereiches (Ü) zwischen den Kameras (18, 19), nämlich die Bereinigung von doppelten Aufnahmen des Überlappungsbereiches, und insbesondere eine Transporteinrichtung (11) für die Vorlage (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bereitstellung des Stitchingmarkers, anhand welchem der Überlappungsbereich (Ü) erkannt wird, als Projektionseinrichtung (20, 20'), vorzugsweise als Laser, ausgebildet ist.