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Verfahren zur elektrischen Übertragung von Bildvorlagen Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur elektrischen Übertragung von Bildvorlagen mit
schwarzen, weißen und grauen Helligkeitswerten mittels einer senderseitig durch
linienförmige fotoelektrische Abtastung der Bildvorlage entstehenden, den jeweiligen
Helligkeitswerten proportionalen Abtastspannung, die empfängerseitig eine nur Schwarzwerte
und Weißwerte wiedergebende Vorrichtung zur Bildwiedergabe, z. B. einen Faksimileschreiber,
steuert.
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Die elektrische Übertragung einer schwarze, weiße und graue Helligkeitswerte
aufweisenden Bildvorlage, z. B. einer Fotografit, kann unter anderem mittels eines
einen Bildsender und einen Bildempfänger umfassenden Faksimilesystems ausgeführt
werden, wobei senderseitig die Bildvorlage mit einem fotoelektrischen Abtaster linienförmig
abgetastet und eine durch die Abtastung erhaltene, den jeweiligen Helligkeitswerten
der Bildvorlage proportionale Bildsignalspannung ausgesendet wird.
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Empfängerseitig wird dann mittels eines durch die Bildsignalspannung
gesteuerten Faksimileschreibers synchron zu der Abtastung ein Abbild der Bildvorlage
aufgezeichnet. Da ein Faksimileschreiber gewöhnlich nur Schwarzwerte und Weißwerte
wiedergeben kann, erscheinen alle Helligkeitswerte zwischen dem Weißwert
wert
und z. B. einem mittleren Grau der Bildvorlage als Weiß und alle Helligkeitswerte
zwischen dem mittleren Grau und dem Schwarzwert als Schwarz.
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Während bei Bildvorlagen, die nur schwarze und weiße Einzelheiten
zeigen, wie z. B. technische Zeichnungen und Schriftstücke, eine Beschrankung auf
eine Wiedergabe von Schwarzwerten und Weißwerten keinen Nachteil ergeben würde,
entsteht bei der Wiedergabe von Bildvorlagen mit schwarzen, weißen und grauen Helligkeitswerten
durch den Verzicht auf die Wiedergabe der Grauwerte ein erheblicher Informationsverlust.
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Es gibt zwar auch Bildempfänger mit einem Faksimilesohreiber, mit
dem neben dem Schwarzwert und dem Weißwert auch Grauwerte aufgezeichnet werden können;
aber diese Geräte setzen einen verhältnismäßig großen technischen Aufwand voraus,
so daß deren Einsatz sich nur in Sonderfällen lohnt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bildübertrgungs verfahren
zu entwickeln, mit dem sich empfängerseitig neben dem Schwarzwert und dem Weißwert
auch alle Grauabstufungen der Bildvorlage einwandfrei wiedergeben lassen, obgleich
der dabei zur Anwendung gelangende Faksimileschreiber an sich nur zur Wiedergabe
von Schwarzwerten und Weißwerten bestimmt ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren zur elektrischen
UQertragung von Bildvorlagen mit schwarzen, weißen und grauen Helligkeitswerten
mittels elner senderseitig durch linienförmige fotoelektrische Abtastung der Bildvorlage
entstehenden.
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stehenden, den jeweiligen Helligkeitswerten proportionalen Abtastspannung,
die empfängerseitig eine nur Schwarzwerte und Weißwerte wiedergebende Vorrichtung
zur Bildwiedergabe, z. B.
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einen Faksimileschreiber, steuert, dadurch gelöst, daß die Abtastspannung
entweder im Sender oder im Empfänger mit einer dreieckförmigen Spannung, z. B. einer
Sägezahnspannung, konstanter Amplitude-verglichen wird, daß durch den Vergleich
in denjenigen Zeitabschnitten, in welchen der Momentanwert der Abtastspannung größer
ist als der Momentanwert der dreieckformigen Spannung, jeweils von der Dauer der
Zeitabschnitte'abhängige Impulsbreiten und in den übrigen Zeitabschnitten von deren
Dauer abhängige Impulspausen erzeugt werden und daß aufeinanderfolgende Impulsbreiten
und Impulspausen eine Impulsfolge bilden, die zur Steuerung der Vorrichtung zur
Bildwiedergabe verwendet wird.
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Das Prinzip sowie nähere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand
eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung erläutert.
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In der Zeichnung bedeuten: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 A ein Diagramm der Ausgangsspannung
eines Rechteckspannungsgenerators in Abhängigkeit von der Zeit, Fig. 2 B ein Diagramm
der Ausgangsspannung einer Impulsformerstufe in Abhängigkeit von der Zeit, Fig.
2 C
Fig. 2 C ein Diagramm, das zwei konstante Abtastspannungen unterschiedlicher
Amplitude in Abhängigkeit von der Zeit darstellt, Fig. 2 D ein Diagramm der Spannungen
gemäß den Fig. 2 B und 2 C in Abhängigkeit von der Zeit, Fig. 2 E ein zu der Fig.
2 D gehörendes Impulsfolge-Diagramm, Fig. 2 F ein Diagramm einer Abtastspannung
mit in Abhängigkeit von der Zeit sich ändernder Amplitude, Fig. 2 G ein Diagramm
der Spannungen gemäß den Fig. 2 B und 2 F und Fig. 2 H ein zu der Fig. 2 G gehörendes
Impulsfolge-Diagramm.
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In dem Blockschaltbild gemäß Fig. 1 bezeichnet -1 einen fotoelektrischen
Abtaster zur linienförmigen Abtastung einer schwarze, weiße und graue Helligkeitswerte
aufweisenden Bildvorlage. Der Abtaster 1 ist mit einem ersten Eingang 2 eines Spannungskomparators
3 verbunden. An einen eine Rechteckspannung bestimmter Frequenz liefernden Generator
4 schließt sich eine Vorrichtung 5 zum Andern der geometrischen Form der Rechteckspannung,
z. B.
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eine Impulsformerstufe, an, deren Ausgang mit einem zweiten Eingang
6 des 6'des Spannungskomparators 3 verbunden ist. An einem Ausgang 7 des Spannungskomparators
3 läßt sich eine Impuls folge 8 abnehmen, die einen in der Zeichnung nicht dargestellten
Faksimileschreiber derart steuert, daß er neben den Schwarzwerten und
und
Weißwerten einer Bildvorlage auch Grauwerte wiedergibt, obgleich sein Schreibelement
an sich nur eine, z. B. schwarze, Linie auf einem weißen Aufzeichnungsträger zeichnen
kann und die Wiedergabe eines Weißwertes durch ein Unterbrechen der Aufzeichnung
der schwarzen Linie zustande kommt.
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In der vorstehend beschriebenen Einrichtung wird die Impulsfolge 8
wie folgt erzeugt: Die vom Generator 4 gelieferte Rechteckspannung UR (Fig. 2 A)
wandelt die Vorrichtung 5 in eine dreieckförmige Spannung ÜD (Fig. 2 B) konstanter
Amplitude und mit der gleichen Impulsperiodendauer Tp wie die der Rechteckspannung
UR um. Die dreieckförmige Spannung U,.wird dem zweiten Eingang 6 des Spannungskomparators
3 zugeführt, an dessen ersten Eingang 2 die beim linienförmigen Abtasten der Bildvorlage
entstehende, den Jeweiligen Helligkeitswerten proportionale Abtastspannung UA liegt.
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In Fig. 2 C sind zum leichteren Verständnis zwei Abtastspannungen
UA1 und U2 mit jeweils konstanter Amplitude dargestellt. Diese Abtastspannungen
liefert der Abtaster 1, wenn die Bildvorlage in einer abzutastenden Linie nur ein
gleichmäßiges Dunkelgrau (ÚA1) oder nur ein gleichmäßiges Hellgrau (UA2) aufweist.
Im Spannungskomparator 3 werden die dreieckförmige Spannung UD und beispielsweise
die Abtastspannung UA1 (vgl. Fig. 2 D) derart miteinander verglichen, daß in einem
Zeitabschnitt, in welchem der Momentanwert der Abtastspannung UA1 größer ist als
der omentanwert der dreieckförmigen Spannung UD am Ausgang 7 eine größere konstante
Gleichspannung
Gleichspannung UL auftritt, die einer Impulsbreite
bl einer Impulsfolge 11 entspricht; vgl. Fig. 2 E. Die Impulsbreite b1 ist der Dauer
des genannten Zeitabschnitts proportional. In demjenigen Zeitabschnitt, in welchem
der Momentanwert der Abtastspannung UA1 kleiner ist als der Momentanwert der dreieckförmigen
Spannung UD, erzeugt der Spannungskomparator 3 eine kleinere konstante Gleichspannung
UO, die einer Impulspause Pl der Impulsfolge 11 entspricht.
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Wird die den Helligkeitswert '|Dunkelgrau" beinhal'cende Impulsfolge
11 einem Faksimileschreiber zugeführt, so zeichnet dieser auf einem, z. B. weißen,
Aufzeichnungsträger eine schwarze Linie, die in gleichmäßigen Abständen durch kleine
Lücken (Impulspausen Pl) unterbrochen ist. Betrachtet man die Aufzeichnung aus einem
bestimmten Abstand, so integriert das Auge diese unterbrochene Linie zu dem Helligkeitseindruck
"Dunkelgrau".
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Eine dem konstanten Helligkeitswert i'Hellgraun entsprechende Abtastspannung
UA2 (Fig. 2 C) ruft in analoger Weise eine Impulsfolge I2 (in Fig. 2 E gestrichelt
eingezeichnet) hervor, bei der die Impulsbreiten b2 verhältnismäßig klein und die
Impulspausen p2 dagegen entsprechend größer sind. Der mit dieser Impulsfolge I2
gespeiste Faksimileschreiber zeichnet eine in.
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gleichmäßigen Abständen durch verhältnismäßig große Lücken (Impulspausen
P2) unterbrochene schwarze Linie auf, wodurch dem Auge des Betrachters der Helligkeitswert
"Hellgrau" erscheint. Aus
Aus der Fig. 2 E ist ersichtlich, daß
bei den konstanten Helligkeitswerten entsprechenden Abtastspannungen UA1, UA2 die
Impulsfolgefrequenz fp = 1 der Impulsfolgen I1, I2 konstant bleibt.
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T Unterschiedliche Helligkeitswerte verursachen lediglich eine änderung
des Tastverhältnisses, d. h. des Verhältnisses von Impulsbreite bl, b2 zu Impulspause
P1. P2 (Impulslängenmodulation).
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In Fig. 2 F ist ein Diagramm dargestellt, das den Verlauf einer Abtastspannung
UA3 in Abhängigkeit von der Zeit darstellt. Die Abtastspannung UA3 tritt auf, wenn
die Helligkeitswerte der Bildvorlage schwanken. Aus den an dem ersten und zweiten
Eingang 2, 6 des Spannungskomparators 3 (Fig. 1) liegenden Spannungen UA3 und UD
(Fig. 2 G) wird dann eine Impulsfolge 13 gebildet, bei der sich die Impulsbreiten
und Impulspausen in Abhängigkeit von den jeweils abgetasteten Helligkeitswerten
der Bildvorlage ändern.
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Die Amplitude der dreieckförmigen Spannung UD, die beispielsweise
auch eine Sägezahnspannung sein kann, wird zweckmäßigerweise so bemessen, daß sie
höchstens gleich der Differenz zwischen dem Schwarzwert und dem Weißwert der Abtastspannung
UA ist, wobei ihr Höchstwert mit dem Höchstwert der Abtastspannung UA, d. h.
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mit dem Schwarzwert, übereinstimmt.
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Der Spannungskomparator 3 wird beispielsweise durch einen Differenzverstärker
gebildet, der die Momentanwerte der dreieckförmigen Spannung UD von denen der Abtastspannung
UA derart subtrahiert,
trahiert, daß er während der'Dauer einer
positiven Spannungsdifferenz die einer Impulsbreite entsprechende Gle-ichspannung
UL und während der Dauer einer Spannungsdifferenz, die gleich Null oder negativ
ist, die einer Impulspause entsprechende Gleichspannung UO erzeugt.
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An Stelle der dreieckförmigen Spannung UD kann gegebenenfalls eine
Spannung mit einer von der Dreiecksform abweichenden, anderen geometrischen Form
treten, wenn es z. B. darauf ankommt, nichtlineare Verzerrungen der Abtastspannung
UA vor der Bildwiedergabe auszugleichen. Solche Verzerrungen beruhen beispielsweise
darauf, daß der Abtaster 1 nicht bei jedem Helligkeitswert eine zu dem gerade abgetasteten
Helligkeitswert der Bildvorlage genau proportionale Abtastspannung liefert. Eine
zum Ausgleich dieser Verzerrungen geeignete Spannung wäre beispielsweise eine periodische
Spannung mit nichtlinear ansteigenden und/oder nichtlinear abfallenden Flanken.
Man kann eine solche nichtlineare Spannung auch dann anwenden, wenn in bestimmten
Fällen die Grauwertabstufung bei der Bildwiedergabe absichtlich anders sein soll
als die der Bildvorlage.
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Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß die Bildung der von der
Abtastspannung UA abhängigen Impuls folge zum Steuern des Faksimileschreibers nicht
nur auf der Senderseite möglich ist, so daß also nur die Impulsfolge vom Bildsender
zum Bildempfänger übertragen wird, sondern daß auch die Impulsfolge erst im Empfänger
aus der empfangenen Abtastspannung erzeugt werden kann;'