DE1268657B

DE1268657B - Process for increasing the sharpness in the recording of reproductions of photoelectrically scanned original images

Info

Publication number: DE1268657B
Application number: DE19651268657
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinz Taudt
Original assignee: Dr Ing Rudolf Hell GmbH
Current assignee: Dr Ing Rudolf Hell GmbH
Priority date: 1965-07-14
Filing date: 1965-07-14
Publication date: 1968-05-22

Description

Verfahren zur Steigerung der Schärfe bei der Aufzeichnung der Reproduktionen lichtelektrisch abgetasteter Bildvorlagen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steigerung der Schärfe bei der Aufzeichnung der Reproduktionen lichtelektrisch abgetasteter Bildvorlagen, wobei das bei der Abtastung erhaltene Bildsignal auf mindestens zwei Kanäle verzweigt wird, in deren mindestens einem das Bildsignal verzögert wird.Method of increasing the sharpness when recording reproductions photoelectrically scanned original images The invention relates to a method for Increase in sharpness when recording the reproductions of photoelectrically scanned images Original images, the image signal obtained during the scanning being reduced to at least two Channels is branched, in at least one of which the image signal is delayed.

In der elektronischen Reproduktionstechnik, aber auch bei der Bildtelegraphie werden bei der lichtelektrischen Abtastung von Bildvorlagen zwecks elektromechanischer Herstellung von Druckformen mittels elektronischer Klischiermaschinen oder zwecks Herstellung korrigierter photographischer Farbauszüge mit Hilfe von Farbscannern oder auch zwecks photographischer Aufzeichnung mittels eines fernen Bildempfängers elektrische Signale erhalten, die nach gewissen Veränderungen, die für eine Tonwert- oder Farbkorrektur erforderlich sind, zur Aufzeichnung der Reproduktionen der Bildvorlage verwendet werden, sei es, daß diese Signale die Eindringtiefe von Gravierwerkzeugen steuern, welche Druckformen gravieren, sei es, daß diese Signale die Helligkeiten von Schreiblampen steuern, welche die Reproduktionen auf lichtempfindlichem Material photographisch aufzeichnen.In electronic reproduction technology, but also in image telegraphy become electromechanical in the photoelectric scanning of original images Production of printing forms by means of electronic printing machines or for the purpose Production of corrected photographic color separations with the help of color scanners or for the purpose of photographic recording by means of a remote image receiver receive electrical signals that, after certain changes that are necessary for a tonal value or color correction are required to record the reproductions of the original artwork be used, be it that these signals indicate the penetration depth of engraving tools control which printing forms engrave, be it that these signals the brightness of writing lamps, which control the reproductions on photosensitive material record photographically.

Bei all diesen auf die erwähnte Art aufgezeichneten Reproduktionen tritt ein Schärfeverlust gegenüber dem Original auf, der besonders bei plötzlichen Tonwertsprüngen, wie z. B. bei scharfen Konturen, unliebsam in Erscheinung tritt. Eine Ursache hierfür ist bei Reproduktionen von Halbtonbildern, die im Hoch- oder Offsetdruckverfahren hergestellt werden, die unerläßliche Rasterung, d. h. die Wiedergabe ungerasterter Vorlagen durch gerasterte Drucke, bei denen die im Original stetig verlaufenden Halbtöne durch verschieden große, sehr kleine schwarzgefärbte Rasterelemente vorgetäuscht werden.With all of these reproductions recorded in the aforementioned manner there is a loss of sharpness compared to the original, especially with sudden Tonal value jumps, such as B. with sharp contours, unpleasant appears. One reason for this is in reproductions of halftone images that are in high or Offset printing processes are produced, the indispensable screening, d. H. playback unscreened originals through rasterized prints, in which the original is steady running halftones through different sized, very small black-colored grid elements be faked.

Die Hauptursache besteht aber bei allen Reproduktionsverfahren, also auch bei photographischer Wiedergabe darin, daß der das zu reproduzierende Original abtastende Lichtfleck einen endlichen Durchmesser hat. Wenn der Lichtfleck über einen scharfen Tonweitsprung wandert, wo sich der Tonwert in der Abtastrichtung praktisch unstetig oder sprunghaft ändert, so erfaßt der Lichtfleck außer der Unstetigkeitsgrenzlinie noch einen kleinen Bereich beiderseits dieser Grenze. Der Lichtfleck signalisiert dann in der Photozelle statt des Sprunges einen stetig von hell über Grau nach dunkel oder von dunkel über Grau nach hell verlaufenden Tonwertübergang von einer übergangsbreite, die gleich dem doppelten Durchmesser des Abtastlichtflecks ist. Bei der Wiedergabe der Bildvorlage im Druck oder im Photo erscheint dann der im Original scharfe Tonwertsprung mehr oder weniger verwaschen.The main cause, however, is in all reproductive processes, that is also in the case of photographic reproduction that the original to be reproduced scanning light spot has a finite diameter. When the light spot is over there is a sharp pitch jump where the tonal value moves in the scanning direction changes practically discontinuously or abruptly, then the light spot is detected apart from the discontinuity boundary line a small area on either side of this boundary. The light spot signals then instead of the jump in the photocell, there is a steady change from light to gray to dark or from dark to gray to light tone value transition of a transition width, which is equal to twice the diameter of the scanning light spot. When playing The original sharp tonal value jump appears in the original in the print or in the photo more or less washed out.

Zur Vermeidung der auf die beschriebene Weise zustande kommenden Schärfeverluste ist es bekannt, die sogenannte Umfeldabtastung zu verwenden. Bei dieser wird außer dem eigentlichen kleinen Abtastlichtpunkt von ein Hundertstel bis wenigen zehnteln Millimetern Durchmesser noch ein erheblich größerer Abtastlichtfleck vom 5- bis 100fachen Durchmesser verwendet, der den kleinen Abtastlichtpunkt ringförmig und konzentrisch umgibt. Der große Abtastlichtfleck erfaßt beim Abtasten einer Vorlage nicht mehr die feinen Bilddetails, sondern die mittlere (integrale) Helligkeit bzw. Schwärzung in der näheren Umgebung des kleinen Abtastlichtpunktes. Das von der Umfeldabtastung herrührende Bildsignal ist daher viel gröber und verschwommener als das vom kleinen Abtastlichtpunkt stammende Signal und wird daher auch als unscharfes Signal bezeichnet. Beim überschreiten eines Tonweitsprunges geschieht mit dem Umfeldsignal das gleiche wie mit dem scharfen Bildsignal, nur daß die übergangsbreite erheblich größer als bei dem letzteren ist und vom Durchmesser des Umfeldes abhängt. Zur Schärfesteigerung wird nun das Umfeldsignal vom scharfen Bildsignal subtrahiert und das Differenzsignal zum scharfen Bildsignal mit einstellbarer Amplitude addiert. Das Ergebnis ist, daß das derart veränderte scharfe Bildsignal bei einem Tonwertsprung eine größere Flankensteilheit als das ursprüngliche scharfe Bildsignal hat und daß es beiderseits des Tonwertsprunges je ein Extremum aufweist, d. h. bei einem schroffen Tonwertübergang von Schwarz nach Weiß quer zur Abtastrichtung beispielsweise von links nach rechts links des Tonwertsprunges ein Minimum, und rechts des Tonwertsprunges ein Maximum. Durch die beiden Extreme tritt eine überbetonung des Tonwertsprunges auf, wodurch die Bildstelle unmittelbar links des Tonwertsprunges schwärzer und unmittelbar rechts des Tonwertsprunges weißer als im Original wiedergegeben wird. Dies äußert sich in je einem verlaufenden schmalen Saum beiderseits des Tonwertsprunges, der, wenn er nicht übertrieben wird, vom Auge als schärfesteigernd empfunden wird.To avoid the loss of sharpness that occurs in the manner described it is known to use the so-called environment scanning. This is except the actual small scanning light point from a hundredth to a few tenths Millimeters in diameter a considerably larger scanning light spot from 5 to 100 times the diameter used, which makes the small scanning light point ring-shaped and surrounds concentrically. The large scanning light spot detects when an original is scanned no longer the fine image details, but the average (integral) brightness or Blackening in the vicinity of the small scanning light point. That of the environment scanning The resulting image signal is therefore much coarser and more blurred than that of the small one Scanning light point originating signal and is therefore also referred to as a fuzzy signal. If a pitch jump is exceeded, the same thing happens with the surrounding signal as with the sharp image signal, only that the transition width is considerably larger than in the latter and depends on the diameter of the surrounding area. To increase the sharpness the ambient signal is now subtracted from the sharp image signal and the difference signal added to the sharp image signal with adjustable amplitude. The result is that the sharp image signal changed in this way has a greater slope when there is a change in tone value than the original sharp image signal and that it is on both sides of the tonal value jump each has an extremum, d. H. with a sharp transition from black to tonal values to white across the scanning direction, for example from left to right left of the Tone value jump a minimum, and to the right of the tone value jump a maximum. Through the At both extremes there is an overemphasis on the tonal value jump, whereby the Image point immediately to the left of the tone value jump blacker and immediately to the right of the tone value jump whiter than reproduced in the original. This manifests itself in one running narrow hem on both sides of the tonal value jump, which, if it is not exaggerated, is perceived by the eye as enhancing sharpness.

Die Umfeldabtastung wirkt statisch, d. h. auch dann, wenn das Abtastsystem stillsteht. Ferner wirkt sie wegen ihrer Kreissymmetrie nicht nur in der Abtastrichtung, d. h. nicht nur bei Tonwertsprüngen, die quer zur Abtastrichtung verlaufen, sondern auch bei solchen, die parallel zu oder in der Abtastrichtung verlaufen.The scanning of the surroundings works statically, i. H. even if the scanning system stands still. Furthermore, because of its circular symmetry, it is not only effective in the scanning direction, d. H. not only in the case of tonal value jumps that run transversely to the scanning direction, but even those that run parallel to or in the scanning direction.

Weiter ist eine Schaltungsanordnung zur Verbesserung des Auflösungsvermögens bei Bildübertragungsgeräten für Zweitonübertragung bekannt, in denen das Bild in einer bestimmten Richtung unter Erzeugung eines elektrischen Signals durch einen Abtastfleck abgetastet wird, wobei in der Abtastrichtung gesehen der Abtastfleck gegebenenfalls breiter sein kann als einzelne Bildelemente gleichen Tones, so daß gleichgetönten Bildelementen von in Abtastrichtung verschiedener Breite Signalteile verschiedener Amplitude entsprechen. Diese Schaltungsanordnung ist gekennzeichnet durch mehrere mit den elektrischen Signalen gespeiste Signalübertragungskanäle, die selektiv auf verschiedene Amplitudenpegel des Signals ansprechen und Ausgangssignale liefern, die Signalteilen verschiedener Amplitude entsprechen; ferner durch Zeitverzögerungsschaltungen in den Kanälen, durch welche die von den Kanälen übertragenen Signalkomponenten derart um verschiedene Beträge verzögert werden, daß sie eine zeitliche Lage erhalten, die ein genormtes Maß für die Breite der abgetasteten Bildteile darstellt, und schließlich durch eine von den Ausgangssignalen der Kanäle gesteuerte Schaltung zur Erzeugung von Ausgangsimpulsen mit unter sich gleichen Amplituden, deren Dauer der verschiedenen Breite der abgetasteten Bildteile eindeutig zugeordnet ist.There is also a circuit arrangement for improving the resolution known in image transmission devices for two-tone transmission, in which the image is in a certain direction with the generation of an electrical signal by a Scanning spot is scanned, the scanning spot seen in the scanning direction may optionally be wider than individual picture elements of the same tone, so that Equally toned picture elements of signal parts of different widths in the scanning direction correspond to different amplitudes. This circuit arrangement is marked through several signal transmission channels fed with the electrical signals, which respond selectively to different amplitude levels of the signal and output signals supply which correspond to signal parts of different amplitude; furthermore by time delay circuits in the channels through which the signal components transmitted by the channels are delayed by various amounts in such a way that they are given a temporal position, which represents a standardized measure for the width of the scanned image parts, and finally by a circuit controlled by the output signals of the channels for generation of output pulses with mutually identical amplitudes, the duration of which is different Width of the scanned image parts is clearly assigned.

Die Anwendung dieser Schaltungsanordnung ist auf halbtonfreie Bildvorlagen beschränkt. Ferner ist diese Schaltungsanordnung ziemlich aufwendig, da das Bildsignal auf mindestens drei Kanäle verzweigt wird, in deren jedem sich eine größere Anzahl von Schaltkreisen befindet. Von der Verbesserung ist die Horizontalauflösung des übertragenen Bildes betroffen.The application of this circuit arrangement is to halftone-free original images limited. Furthermore, this circuit arrangement is quite complex, since the image signal is branched to at least three channels, each of which contains a larger number of circuits is located. The improvement is the horizontal resolution of the transmitted image affected.

Ein anderes, rein elektrisches Verfahren zur Schärfesteigerung, das in der Fernsehtechnik zur Verbesserung der Horizontalauflösung des Fernsehbildes als Differenzierentzerrung bekannt und gebräuchlich ist, besteht darin, daß vom (scharfen) Bildsignal der zweite Differentialquotient (nach der Abtaststrecke oder nach der dieser proportionalen Zeit) gebildet und dieser vom Bildsignal subtrahiert wird. Der zweite Differentialquotient hat bei einem quer zur Abtastrichtung liegenden Tonwertsprung einen ähnlichen Verlauf wie das oben beschriebene Differenzsignal, nur mit umgekehrter Polarität; daher muß der zweite Differentialquotient nicht zum Bildsignal addiert, sondern von ihm subtrahiert werden, um zu einem versteilerten Bildsignal zu gelangen.Another, purely electric process for increasing the sharpness, the in television technology to improve the horizontal resolution of the television picture is known and used as differential equalization is that from (sharp) image signal the second differential quotient (after the scanning distance or after the time proportional to this) and this is subtracted from the image signal will. The second differential quotient has a position transverse to the scanning direction Tonal value jump has a similar course as the difference signal described above, only with reverse polarity; therefore the second differential quotient does not have to be Image signal added, but subtracted from it, to become a steepened Image signal to arrive.

Das Verfahren der Differenzierentzerrung wirkt nur dynamisch, d. h., der Versteilerungseffekt bleibt aus, wenn das Abtastsystem stillsteht. Die Amplitude des zweiten Differentialquotienten ist ferner von der Abtastgeschwindigkeit abhängig. Weiter ist die Wirkungsbreite des zweiten Differentialquotienten bei gegebener Abtastgeschwindigkeit nicht einstellbar oder wählbar wie bei der Umfeldabtastung, weil nur die Amplitude, nicht aber die Breite des Ableitungssignals verändert werden kann. Schließlich wirkt die Differenzierentzerrung nur bei Tonwertsprüngen, die quer zur Abtastrichtung verlaufen, bei solchen, die parallel zu oder in der Abtastrichtung verlaufen, hingegen nicht. Zur Verbesserung der Vertikalauflösung sind andere Maßnahmen erforderlich.The method of differentiating equalization only works dynamically, i. H., the steepening effect does not occur when the scanning system is at a standstill. The amplitude of the second differential quotient is also dependent on the scanning speed. Next is the range of effect of the second differential quotient at a given scanning speed not adjustable or selectable as with the environment scanning, because only the amplitude, but not the width of the derivative signal can be changed. Finally works the differentiation equalization only for tone value jumps that are transverse to the scanning direction run, with those that run parallel to or in the scanning direction, however not. Other measures are required to improve the vertical resolution.

Die Erfindung hat ein weiteres, rein elektrisches Verfahren zur Schärfesteigerung bei quer zur Abtastrichtung verlaufenden Tonwertsprüngen zum Ziel, bei dem jedoch im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren der Differenzierentzerrung die Wirkungsbreite beliebig gewählt und eingestellt werden kann.The invention has a further, all-electric method for increasing the sharpness in the case of tonal value jumps running transversely to the scanning direction to the target, but in which in contrast to the known method of differentiating equalization, the range of effect can be freely selected and set.

Erfindungsgemäß besteht dieses Verfahren darin, daß das bei der Abtastung erhaltene Bildsignal auf nur zwei Kanäle verzweigt wird, in dessen einem es durch Filter verflacht, in dessen anderem es durch Laufzeitglieder unverzerrt gegenüber dem verflachten Signal so weit verzögert wird, daß die Mitten beider Signalflanken bei einem Tonwertsprung zeitlich wieder zusammenfallen, daß das verflachte Signal mit einstellbarer Amplitude von dem verzögerten Signal subtrahiert wird und daß das verzögerte Bildsignal durch das Differenzsignal additiv oder multiplikativ beeinflußt wird.According to the invention, this method consists in the fact that the scanning image signal obtained is branched to only two channels, in one of which it passes through Filter flattened, in the other of which it is undistorted by delay terms the flattened signal is delayed so far that the middle of both signal edges coincide in time with a change in tone value that the flattened signal with adjustable amplitude is subtracted from the delayed signal and that the delayed image signal is influenced additively or multiplicatively by the difference signal will.

An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is illustrated using an exemplary embodiment with reference to the drawings explained in more detail.

Die F i g. 1 bis 5 zeigen in graphischen Darstellungen das Zustandekommen des versteilerten Bildsignals; F i g. 6 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.The F i g. 1 to 5 show the creation in graphical representations the steepened image signal; F i g. 6 shows a circuit arrangement for implementation of the method according to the invention.

In F i g. 1 ist der Abtastlichtpunkt 1 in Form eines kleinen Kreises dargestellt, dessen Durchmesser etwa gleich dem Abstand zweier benachbarter Abtastlinien ist (Rastergröße). Mit Hilfe dieses Lichtpunktes wird die zu reproduzierende Bildvorlage in bekannter Weise Punkt für Punkt längs aufeinanderfolgender Linien abgetastet und die Helligkeit der einzelnen Bildpunkte lichtelektrisch ermittelt. Die in der Photozelle bei ihrer Belichtung durch das von Bildvorlage reflektierte oder von ihr durchgelassene Abtastlicht ausgelösten schwankenden Photoströme, die das Bildsignal bilden, steuern in bekannter Weise nach einer vorangegangenen Tonwert- oder Farbkorrektur entweder die Eindringtiefe eines Gravierwerkzeuges in eine Druckformplatte entsprechend der schwankenden Helligkeit der abgetasteten Bildpunkte der Bildvorlage oder die Helligkeit einer Schreibglimmlampe, welche die Helligkeitsschwankungen auf photographischem Papier oder Film aufzeichnet.In Fig. 1 is the scanning light point 1 in the form of a small circle shown, whose diameter is approximately equal to the distance between two adjacent scan lines is (grid size). With the help of this point of light, the original image to be reproduced is created scanned in a known manner point by point along successive lines and the brightness of the individual pixels is determined photoelectrically. The one in the Photocell during its exposure through the reflected from the original or from Their transmitted scanning light triggered fluctuating photocurrents, which the image signal form, control in a known manner after a previous tone value or color correction either the depth of penetration of an engraving tool into a printing plate the fluctuating brightness of the scanned pixels of the original image or the Brightness of a writing glow lamp, which the brightness fluctuations on photographic Paper or film.

Die Grenzlinie 2 trennt einen dunkleren, schraffiert dargestellten Bildteil 3 von einem helleren Bildteil 4, von denen der Einfachheit halber angenommen werde, daß ihre Tonwerte in der näheren Umgebung beiderseits der Grenzlinie 2 konstant seien. Die Trennungslinie 2 wird im allgemeinen nicht geradlinig sein; indessen kann sie für ein kleines Stück, dessen Länge in der Größenordnung des Durchmessers des Abtastlichtpunktes 1 liegt, als geradlinig angesehen werden. Es werde weiter angenommen, daß sich beim Abtastvorgang der Abtastlichtpunkt 1 senkrecht zur Trennungslinie 2 in der Pfeilrichtung von links nach rechts über die Trennungslinie 2 hinwegbewege. Die Abtastrichtung wird im allgemeinen nicht senkrecht zur Grenzlinie liegen. Liegt sie schräg zur Grenzlinie, so ändern sich die Verhältnisse nicht wesentlich; der Tonwertsprung wird dann lediglich langsamer überschritten. Geht die Abtastung schließlich für ein Stück parallel zu oder längs der Grenzlinie vor sich, so wird diese durch den Quervorschub des Abtastsystems senkrecht zur Abtastrichtung nach der Abtastung jeder Linie schrittweise allmählich überschritten.The border line 2 separates a darker one, shown hatched Image part 3 from a lighter image part 4, of which are assumed for the sake of simplicity become that their tonal values in the immediate vicinity on both sides of the boundary line 2 are constant be. The dividing line 2 will generally not be straight; meanwhile they can be for a small piece whose length is on the order of the diameter of the scanning light point 1 can be viewed as straight. It will continue it is assumed that the scanning light point 1 is perpendicular to the dividing line during the scanning process Move 2 in the direction of the arrow from left to right over the dividing line 2. The scanning direction will generally not be perpendicular to the boundary line lie. If it is at an angle to the borderline, the conditions do not change significantly; the tonal value jump is then only exceeded more slowly. The scan goes finally for a distance parallel to or along the border line in front of you, so becomes this by the transverse feed of the scanning system perpendicular to the scanning direction the scanning of each line is gradually exceeded.

F i g. 2 zeigt in der Kurve 5 den sich durch die Abtastung vermittels des Lichtpunktes ergebenden Verlauf der Helligkeit bzw. der dieser proportionalen lichtelektrischen Signalspannung U in der näheren Umgebung beiderseits des Tonwertsprunges in Abhängigkeit von der Zeit t. Die Signalspannung verläuft entsprechend der angenommenen konstanten Helligkeit links des Sprunges 2 zunächst waagerecht, sodann, bedingt durch die Kreisgestalt des Abtastlichtpunktes, S-förmig ansteigend und zuletzt wieder waagerecht, entsprechend der angenommenen konstanten Helligkeit rechts des Tonwertsprunges 2. Der Anstieg der Signalspannung beginnt in einem Abstand vor der Sprungstelle 2 und endet in einem Abstand hinter dieser Sprungstelle, der jeweils gleich dem Durchmesser des Abtastlichtpunktes 1 ist. An der Sprungstelle 2 hat die Signalspannung einen Wendepunkt und ist gleich dem Mittel zwischen den beiden verschiedenen konstanten Spannungen beiderseits der Sprungstelle. Die Steilheit der Signalspannung, die durch die Richtung der Tangente im Wendepunkt bei 2 gegeben ist, hängt von der Schärfe des übergangs der beiden Tonwertbereiche bei 2 und vom Durchmesser des Abtastlichtpunktes 1 ab.F i g. 2 shows the curve 5 which is mediated by the scanning of the light point resulting course of the brightness or that proportional to this photoelectric signal voltage U in the immediate vicinity on both sides of the tone value jump as a function of time t. The signal voltage runs according to the assumed constant brightness to the left of jump 2 initially horizontally, then conditionally through the circular shape of the scanning light point, rising in an S-shape and finally again horizontally, corresponding to the assumed constant brightness to the right of the tonal value jump 2. The rise in the signal voltage begins at a distance before the jump point 2 and ends at a distance behind this jump point, which is the same in each case Diameter of the scanning light point 1 is. The signal voltage is at jump point 2 an inflection point and is equal to the mean between the two different constants Tension on both sides of the crack. The steepness of the signal voltage passed by the direction of the tangent at the inflection point given at 2 depends on the sharpness the transition of the two tone value ranges at 2 and the diameter of the scanning light point 1 from.

Die Kurve 6 zeigt den Verlauf der Signalspannung an, nachdem sie durch ein Filter vom Tiefpaßcharakter, welches die höheren Harmonischen unterdrückt, verflacht worden ist. Den Grad der Verflachung und Verrundung hat man offenbar durch entsprechende Wahl und Bemessung des Filters weitgehend in der Hand, so daß die Wirkungsbreite des verflachten Signals wählbar und einstellbar ist. Das verflachte Signal entspricht dem durch die Umfeldabtastung gewonnenen Signal, allerdings mit dem Unterschied, daß die Mitten (Wendepunkte) beider Signalflanken nicht mehr zusammenfallen.The curve 6 shows the course of the signal voltage after going through a filter of the low-pass character, which suppresses the higher harmonics, flattens has been. The degree of flattening and rounding is evidently achieved by corresponding Choice and dimensioning of the filter largely in the hand, so that the range of effect of the flattened signal is selectable and adjustable. The flattened signal corresponds the signal obtained by scanning the surroundings, but with the difference that the centers (turning points) of both signal edges no longer coincide.

F i g. 3 zeigt noch einmal die Kurven 5 und 6, wobei die ursprüngliche Signalspannung 5 durch Laufzeitglieder oder eine Verzögerungsleitung unverzerrt so weit zeitlich gegenüber ihrer ursprünglichen Zeitlage (F i g. 2) verzögert worden ist, daß die Mitten der verzögerten und der verflachten Signalspannungskurve zusammenfallen.F i g. 3 shows again the curves 5 and 6, the original Signal voltage 5 undistorted by delay elements or a delay line so far in time compared to their original timing (Fig. 2) is that the centers of the delayed and flattened signal voltage curves coincide.

In F i g. 4 stellt die Kurve 7 den Verlauf der Differenzsignalspannung dar, die man erhält, wenn man die verflachte Signalspannung (6) von der verzögerten unverzerrten Signalspannung (5) subtrahiert. Die Differenzspannung ist zunächst Null, dann wird sie an der Stelle, wo die verflachte Signalspannung anzusteigen beginnt, negativ, nimmt dort, wo die unverzerrte Signalspannung anzusteigen beginnt, ihr Minimum an, geht in der Mitte, wo sich die beiden Kurven schneiden, durch Null, wird positiv, nimmt sodann an der Stelle, wo die unverzerrte Signalspannung anzusteigen aufhört, ihr Maximum an, und fällt schließlich dort, wo die verflachte Signalspannung anzusteigen aufhört, auf Null zurück.In Fig. 4, curve 7 shows the profile of the differential signal voltage which is obtained by dividing the flattened signal voltage (6) from the delayed undistorted signal voltage (5) subtracted. The differential voltage is initially Zero, then it will rise at the point where the flattened signal voltage begins, negative, increases where the undistorted signal voltage begins to increase, its minimum, goes through zero in the middle, where the two curves intersect, becomes positive, then increases at the point where the undistorted signal voltage increases ceases to be at its maximum, and finally falls where the signal voltage has flattened stops rising, back to zero.

In F i g. 5 stellt die Kurve 8 den Verlauf der versteilerten Signalspannung dar, die man erhält, wenn man die verzögerte ursprüngliche Signalspannung 5 durch die Differenzsignalspannung 7 additiv oder multiplikativ beeinflußt. Die Kurve 8 hat dort, wo die Differenzkurve 7 (F i g. 4) ihr Minimum hat, ebenfalls ein Minimum, welches unter dem kleineren konstanten Bildsignalwert links des Tonweitsprunges 2 liegt, und dort, wo die Differenzkurve ihr Maximum hat, ebenfalls ein Maximum, welches über dem größeren konstanten Bildsignalwert rechts des Tonwertsprunges 2 liegt. Das Auftreten dieser beiden Extrema hat zunächtst zur Folge, daß das durch das Differenzsignal veränderte Bildsignal eine größere Flankensteilheit als das ursprüngliche Bildsignal aufweist, wodurch der Schärfeverlust, der durch den endlichen Durchmesser des Abtastlichtpunktes zustande kommt, teilweise aufgehoben wird. Des weiteren haben die beiden Extrema zur Folge, und zwar sowohl bei einer Wiedergabe der Bildvorlage im Druckverfahren als auch bei photographischer Wiedergabe, daß das Schwarz links am Anfang des Tonwertsprunges etwas schwärzer als dieses Schwarz und das Weiß rechts am Ende des Tonwertsprunges etwas weißer als dieses Weiß wiedergegeben wird, sofern dies überhaupt noch möglich ist. Als Ergebnis entsteht beiderseits des Tonwertsprunges je ein schmaler, verlaufender, etwas schwärzerer bzw. etwas weißerer Saum (Gloriole), der den zu flauen übergang zwischen den beiden aneinandergrenzenden Tonwertbereichen künstlich schroffer macht.In Fig. 5, curve 8 represents the course of the steepened signal voltage which is obtained when the delayed original signal voltage 5 is passed through the difference signal voltage 7 influenced additively or multiplicatively. The curve 8 where the difference curve 7 (Fig. 4) has its minimum, also has a minimum, which is below the smaller constant image signal value to the left of the pitch jump 2, and there, where the difference curve has its maximum, also a maximum, which is above the larger constant image signal value to the right of the tone value jump 2 lies. The occurrence of these two extremes initially has the consequence that the the difference signal changed the image signal a steeper edge than that original image signal, reducing the loss of sharpness caused by the finite Diameter of the scanning light point comes about, is partially canceled. Of the two extremes have further consequences, both during playback the original image in the printing process as well as in photographic reproduction that the black on the left at the beginning of the tonal value jump is somewhat blacker than this black and the white on the right at the end of the tonal value jump is rendered somewhat whiter than this white if this is still possible. As a result arises both sides of the tonal value jump a narrower, more gradual, slightly blacker or something whiter border (halo), which marks the slack transition between the two adjoining Makes tonal value areas artificially rougher.

In F i g. 6 ist in einem Blockschaltbild eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Versteilerungsverfahrens dargestellt.In Fig. 6 is a circuit arrangement in a block diagram for carrying out the steepening process.

Die Lampe 9 beleuchtet über den Kondensor 10 die Öffnung der Blende 11, welche vermittels der Optik 12 auf die Bildvorlage 13 abgebildet wird. Das von dieser reflektierte Licht wird mittels der Optik 14 auf die Kathode der Photozelle 15 konzentriert, in der es den Helligkeitsschwankungen der Vorlage entsprechende Photostromschwankungen auslöst. Die Größe des abtastenden Lichtpunktes 16 wird durch den Durchmesser der Öffnung der Blende 11 und die Brennweite der Optik 12 bestimmt und ist von der gleichen Größenordnung wie der Abstand zweier benachbarter Abtastlinien.The lamp 9 illuminates the opening of the diaphragm via the condenser 10 11, which is mapped onto the original image 13 by means of the optics 12. That from this reflected light is transmitted to the cathode of the photocell by means of the optics 14 15 concentrated, in which it corresponds to the fluctuations in brightness of the original Triggers photocurrent fluctuations. The size of the scanning light spot 16 is determined by the diameter of the opening of the diaphragm 11 and the focal length of the optics 12 are determined and is of the same order of magnitude as the distance between two adjacent scan lines.

Nach Verstärkung im Verstärker 17 wird das in der Photozelle 15 ausgelöste Bildsignal auf zwei Kanäle verzweigt. Der Bildkanal besteht aus dem Verzögerungs- oder Laufzeitglied oder der Verzögerungsleitung 18, dem Modulator 19, dem Amplitudenfilter 20 sowie aus weiteren, nicht dargestellten Schaltmitteln, wie z. B. einem Gradationsregler, einer überlagerungsstufe für die Zuführung einer Rasterfrequenz, einem Gleichrichter, Eichmitteln für die Einstellung des Schwarz- und Weißpegels und der Rasteramplitude und schließlich aus einem Leistungsverstärker für den Antrieb eines Graviersystems. Diese weiteren Schaltmittel sind zum Verständnis der Wirkungsweise der Schaltung, die sich in der Anfangsstufe abspielt, nicht unbedingt erforderlich.After amplification in amplifier 17, that in photocell 15 is triggered Image signal branched to two channels. The image channel consists of the delay or delay element or the delay line 18, the modulator 19, the amplitude filter 20 and from other switching means, not shown, such. B. a gradation regulator, a superimposition stage for the supply of a grid frequency, a rectifier, Calibration means for setting the black and white level and the raster amplitude and finally a power amplifier for driving an engraving system. These additional switching means are necessary to understand the mode of operation of the circuit, which takes place in the initial stage is not absolutely necessary.

Der Hilfskanal besteht aus dem Filter 21, dem Entzerrer 22, dem Gleichrichter 23 und dem Regelwiderstand 24. Weiter ist zu dem Bildkanal noch ein Zweigkanal vorhanden, der aus dem Entzerrer 25 und dem Gleichrichter 26 besteht. Schließlich ist noch ein Differenzkanal vorgesehen, der aus dem Subtraktionsschaltmittel 27, den Regelverstärkern 28 und 29, dem Regelwiderstand 30 und dem Amplitudenfilter 31 besteht. Das Verzögerungsglied oder die Laufzeitkette 18 im Bildkanal soll das Bildsignal unverzerrt und einstellbar zeitlich verzögern. Hierzu kann man in bekannter Weise Verzögerungskabel oder Laufzeitspulen oder Allpässe mit konstanter Gruppenlaufzeit oder aber auch Ultraschallverzögerungsleitungen verwenden. Bei den letzteren wird das Bildsignal vermittels eines Wandlers in eine Ultraschallwelle, die über einen Stoff geringer Schallgeschwindigkeit (Quecksilber, Quarz, Glas) geschickt wird, umgesetzt, eventuell unter Ausnutzung von Mehrfachreflexionen, und nach Durchlaufen der Verzögerungsstrecke vermittels eines zweiten Wandlers in ein elektrisches Signal zurückverwandelt.The auxiliary channel consists of the filter 21, the equalizer 22, the rectifier 23 and the rheostat 24. There is also a branch channel in addition to the image channel, which consists of the equalizer 25 and the rectifier 26. Finally is still a difference channel is provided, which consists of the subtraction switching means 27, the control amplifiers 28 and 29, the variable resistor 30 and the amplitude filter 31 consists. That The delay element or the transit time chain 18 in the image channel should ensure that the image signal is undistorted and adjustable time delay. Delay cables can be used for this in a known manner or runtime coils or all-passes with constant group runtime or else Use ultrasonic delay lines. In the latter, the image signal becomes by means of a transducer in an ultrasonic wave, which is lower over a substance Speed of sound (mercury, quartz, glass) is sent, implemented, possibly taking advantage of multiple reflections, and after passing through the delay path converted back into an electrical signal by means of a second converter.

Das Filter 21 im Hilfskanal soll das Bildsignal bei einer Sprungstelle großer Flankensteilheit verflachen und verrunden, also stark verzerren, um ein Umfeldsignal nachzubilden. Hierzu verwendet man in bekannter Weise eine Spulenleitung oder ein Tiefpaßfilter, welches durch Sperren der höheren Frequenzanteile der Sprungfunktion des Bildsignals die gewünschten Verzerrungen bewirkt. Bei Gleichstrombildsignalen kann man anstatt der Spulenleitung auch ein RC-Glied verwenden.The filter 21 in the auxiliary channel is intended to receive the image signal in the event of a jump flatten and round off a large edge steepness, i.e. strongly distort it, to create a surrounding signal to recreate. For this purpose, a coil line or a coil line is used in a known manner Low-pass filter, which by blocking the higher frequency components of the step function of the image signal causes the desired distortion. For DC image signals you can also use an RC element instead of the coil line.

Für den Fall, daß das Bildsignal einer höherfrequenten Trägerwechselspannung aufmoduliert ist, ist im Hilfskanal der Gleichrichter 23 und im Zweigkanal der Gleichrichter 26 vorgesehen. Ferner ist in beiden Kanälen noch je ein Entzerrer 22 und 25 vorgesehen, um eine Tonwertänderung (Gradationsänderung) vornehmen zu können, die für beide Kanäle verschieden sein kann. Mittels des regelbaren Widerstandes 24 im Hilfskanal kann das aus dem Filter 21 kommende Hilfssignal in seiner Amplitude verändert werden.In the event that the image signal has a higher frequency carrier alternating voltage is modulated, the rectifier 23 is in the auxiliary channel and the rectifier is in the branch channel 26 provided. Furthermore, an equalizer 22 and 25 is provided in each of the two channels, in order to be able to make a tonal value change (gradation change) for both Channels can be different. By means of the adjustable resistor 24 in the auxiliary channel the amplitude of the auxiliary signal coming from the filter 21 can be changed.

In dem Subtraktionsschaltmittel 27 wird das Hilfssignal vom verzögerten Bildsignal subtrahiert. Das Differenzsignal wird im Regelverstärker 28 verstärkt, der vom verzögerten Bildsignal geregelt wird, sodann noch einmal im Regelverstärker 29, der vom Hilfssignal geregelt wird. Auf die beiden Regelverstärker im Differenzkanal folgt der Regelwiderstand 30, mit dessen Hilfe die Amplitude des Differenzsignals eingestellt werden kann. Über das Amphtudenfilter 31, durch welches die Amplitude des geregelten und eingestellten Differenzsignals nach oben und unten begrenzt wird, wird das Differenzsignal dem Steuereingang des im Zuge des Bildkanals liegenden Modulators 19 zugeführt, in welchem das Bildsignal durch das Differenzsignal additiv oder multiplikativ beeinflußt wird. Auf den Modulator 19 folgt im Bildkanal noch das Amplitudenfilter 20, durch welches das modulierte Bildsignal in seiner Amplitude nach oben und unten begrenzt wird.In the subtraction switching means 27, the auxiliary signal is subtracted from the delayed image signal. The difference signal is amplified in the control amplifier 28, which is controlled by the delayed image signal, and then again in the control amplifier 29, which is controlled by the auxiliary signal. The two control amplifiers in the differential channel are followed by the variable resistor 30, with the aid of which the amplitude of the differential signal can be adjusted. The difference signal is fed to the control input of the modulator 19 in the course of the image channel, in which the image signal is additively or multiplicatively influenced by the difference signal via the amphitheater filter 31, through which the amplitude of the regulated and set difference signal is limited upwards and downwards. The modulator 19 is followed in the image channel by the amplitude filter 20, by means of which the modulated image signal is limited in its amplitude upwards and downwards.

Zum näheren Verständnis der Wirkungsweise der Schaltung seien noch die folgenden Betrachtungen angestellt: In hellen Bildgebieten kann der weiße Saum neben dem Tonwertsprung weißer als das hellste Bildweiß werden, wodurch die Bildpunkte im Saum bei elektromechanischer Klischeeherstellung unterschnitten werden würden. Dies kann bei einer anschließenden gleichmäßigen Nachätzung, die bei Metalldruckformen mitunter erforderlich ist, störend wirken. Ebenso kann in dunklen Bildgebieten der dunkle Saum neben dem Tonwertsprung schwärzer als das tiefste Bildschwarz werden. Das Letztere hätte zur Folge, daß das Gravierwerkzeug überhaupt nicht mehr in die Druckform eindränge, der schwarze Saum also ungerastert und ohne kleine Weißpunkte bliebe. Dies ist im allgemeinen nicht störend, kann aber gelegentlich ebenfalls unerwünscht sein. Zur Abhilfe ist das Amplitudenfilter 20 vorgesehen, welches Bildspannungen, die Tonwerten entsprechen, welche weißer als Weiß und schwärzer als Schwarz sind, unterdrückt.For a more detailed understanding of the mode of operation of the circuit, let made the following considerations: In bright areas of the image, the white border next to the tonal value jump become whiter than the brightest image white, whereby the pixels would be undercut in the seam during electromechanical cliché production. This can be done with a subsequent even post-etching, which is the case with metal printing forms is sometimes necessary to have a disruptive effect. The dark border next to the tonal value jump become blacker than the deepest black of the image. The latter would have the consequence that the engraving tool no longer in the The printing form penetrates, so the black border is not rasterized and without small white dots would stay. This is generally not bothersome, but it can occasionally also be undesirable. To remedy this, the amplitude filter 20 is provided, which image voltages, the tonal values correspond to which are whiter than white and blacker than black, suppressed.

Je größer der Tonwertsprung, desto größer ist das Differenzsignal. Es kommt aber gerade darauf an, die kleinen Tonwertsprünge herauszuarbeiten, da die großen Sprünge ohnehin gut sichtbar sind. Bei proportionaler Einwirkung des Differenzsignals auf den Modulator 19 würden die Säume bei großen Tonwertsprüngen überbetont auftreten. Zur Begrenzung des Differenzsignals dient das Amplitudenfilter 31 im Differenzkanal.The greater the tone value jump, the greater the difference signal. However, it is precisely important to work out the small jumps in tonal value, since the big jumps are clearly visible anyway. With a proportional action of the difference signal on the modulator 19, the edges would appear overemphasized in the case of large jumps in tone value. The amplitude filter 31 in the difference channel is used to limit the difference signal.

Es kann erwünscht sein, die Korrekturen nur in einer Richtung oder in einer Richtung stärker als in der anderen wirksam werden zu lassen, ferner die Richtung und den Grad dieser Unsymmetrie abhängig von der Stärke des Bildsignals oder des Hilfssignals oder beider zu beeinflussen, z. B. eine Korrektur im Schwarz nur in Richtung auf die helleren Tonwerte hin (nur Schwarzsaum), aber keine Korrektur im Weiß in Richtung auf dunklere Tonwerte hin (kein Weißsaum), oder umgekehrt (nur Weißsaum, kein Schwarzsaum), dabei aber gleichzeitig eine Korrektur in den Mitteltönen gleichmäßig nach beiden Richtungen sowohl von dunkleren nach helleren als auch von helleren nach dunkleren Tonwerten hin (sowohl Schwarz- als auch Weißsaum). Hierfür ist der im Differenzkanal liegende Regelverstärker 28 vorgesehen, der vom Bildsignal beeinflußt wird, sowie der Regelverstärker 29, der vom Hilfssignal beeinflußt wird.You may want the corrections in one direction or only to be more effective in one direction than in the other, furthermore the The direction and degree of this asymmetry depend on the strength of the image signal or to influence the auxiliary signal or both, e.g. B. a correction in black only in the direction of the lighter tonal values (only black border), but no correction in white towards darker tonal values (no white border), or vice versa (only White border, no black border), but at the same time a correction in the midtones equally in both directions from darker to lighter as well as from lighter to darker tonal values (both black and white fringes). Therefor the control amplifier 28 located in the difference channel is provided, which is from the image signal is influenced, as well as the control amplifier 29, which is influenced by the auxiliary signal.

Der Einwirkungsgrad des Hilfskanals auf den Bildkanal kann fest vorgegeben, eichbar, ein- und ausschaltbar, kontinuierlich oder in Stufen regelbar kein.The degree of influence of the auxiliary channel on the image channel can be fixed, Can be calibrated, switched on and off, continuously or in steps adjustable none.

Claims

Claim: Method for increasing the sharpness during recording the reproductions of photoelectrically scanned original images, with the Sampling received image signal is branched to at least two channels, in which at least one of the image signal is delayed, d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the image signal obtained during scanning branches out to only two channels in one of which it is flattened by filters, in the other it is flattened by term elements undistorted compared to the flattened signal is delayed so far that the middle both signal edges coincide in time with a tonal value jump that the value of the flattened signal with adjustable amplitude from the value of the delayed Image signal is subtracted and that the delayed image signal by the difference signal is influenced additively or multiplicatively. Considered publications: German interpretative document No. 1063 201.