DE2226990C3 - Anordnung zur Verbesserung der Schärfe bei der Aufzeichnung von Halbtonbildern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verbesserung der Schärfe bei der Aufzeichnung von Halbtonbildem, bei dem mittels optischelektrischer Abtastung von Bildvorlagen Bildsignale gewonnen werden, welchen zur Steigerung der Schärfe bei der Wiederaufzeichnung ein bei der Abtastung gewonnenes Schärfesignal überlagert wird.

In der Reproduktionstechnik sind bereits Verfahren bekannt, bei denen eine einfarbige oder farbige Halbtonbildvorlage als Aufsichts- oder als Durchsichtsbild auf einer Abtasttrommel aufgespannt und optischelektrisch abgetastet wird. Diese Abtastung erfolgt so, daß ein punktförmiger Lichtstrahl auf die Bildvorlage gerichtet wird, der durch die Rotation der Abtasttrommel und durch eine Axialbewegung des Lichtstrahls entlang der Trommel die Bildvorlage spiralförmig überstreicht. Das hierbei von der Bildvorlage reflektierte oder dui eingelassene Licht wird beim Mehrfarbendruck mittels dichroitischer Filter in die spektralen Bereiche der Grundfarben Cyan, Magenta und Gelb aufgespalten und durch fotoelektrische Wandler in elektrische Signale umgewandelt, die die sogenannten Farbauszugssignale darstellen. Diese Farbauszugssignale steuern dann Aufzeichnungsorgane, wie Gravierstichel oder Schreiblampen, durch die dann auf einem auf einer Aufzeichnungstrommel aufgespannten Aufzeichnungsmedium die einzelnen Farbauszüge reproduziert werden, fio Die Bewegung der Aufzeichnungstrommel sowie die Bewegung des Aufzeichnungsorgans ist im Synchronismus mit der Abtasttrommel und dem Abtastlichtstrahl, d. h., die Aufzeichnungstrommel und die Abtasttrommel drehen sich gleich schnell, oder die Aufzeichnungsgeschwindigkeit ist entsprechend einer gewünschten Vergrößerung oder Verkleinerung der Reproduktion schneller oder langsamer als die Abtastgeschwindigkeit. Entsprechendes gilt für die relative Axialbewegung des Abtastorgans zu dem Aufzeichnungsorgai und damit zum Aufzeichnungsmedium.

Da die beim Drucken verwendeten Farben, die Druckfarben, unvollkommen sind und auch sonstige die endgültige Farbe der Reproduktion beeinflussende Parameter im ganzen Reproduktionsprozeß auftreten weiden die Farbauszugssignale auf dem Wege vom optischelektrischen Wandler zum Aufzeichnungsorgar häufig einer oder mehreren elektronischen Beeinflus sungen unterworfen, um trotzdem die gewünschte Farbgebung beim Druck zu erreichen. Diese Beeinflus sungen sind im allgemeinen Gradationsänderungen Fsrbrücknahme und Farbkorrektur.

Da die abgetastete Bildvorlage meist ein fotografi sches Bild darstellt, welches durch Entwickeln eines FiI mes, durch anschließendes Vergrößern oder Umkopie ren einen Teil der in dem aufgenommenen Originalbilc enthaltenen Schärfe verliert, wird vielfach versucht, die verlorengegangene Schärfe bei der Reproduktion wieder zurückzugewinnen. Hierzu wird neben dem Färbauszugssignal ein zweites Bildsignal gewonnen, das zi einer Steigerung der Schärfe dem Farbauszugssigna wieder zugeführt wird. Dieses Bildsignal soll im folgen den als Schärfesigna) bezeichnet werden.

Solche Schärfesignale werden nach zwei Prinzipier gewonnen. Bei dem einen Verfahren gemäß derr US-PS 13 15 539 wird das bei der Abtastung der Bild vorlage gewonnene Bildsignal, d. h. das Farbauszugssi gnal, ein- oder mehrfach differenziert, und das so ge wonnene Schärfesignal wird von dem Farbauszugsji gnal abgezogen. Das resultierende Signal wird an schließend als verschärftes Farbauszugssignal entsprechend dem vorher beschriebenen weiterverarbeitet.

Bei dem anderen Verfahren gemäß der US-PS 26 91 696 wird entsprechend der Unscharfmaskierunj in dei fotografischen Reproduktionstechnik neben derr scharfen Abtastpunkt ein sogenanntes Umfeld zusatz lieh abgetastet. Das dabei gewonnene Signal, das die mittlere Helligkeit dieses Umfeldes darstellt, wird vor dem Farbauszugssignal abgezogen. Das Differenzsigna ist das Schärfesignal und wird zum Bildsignal addiert Es entsteht ebenfalls ein schärferes Signal, welche: dann entsprechend weiterverarbeitet wird.

Dieses Verfahren bieten zwar den Vorteil, daß die verlorengegangene Bildschärfe wiedergewonnen wird es tritt aber auch der Fall ein, daß Bildpartien, die schor im Original relativ scharf waren, bei der Reproduktior zu scharf wiedergegeben werden, da die Aufstellung ar allen Stellen des Bildes in konstanter Weise erfolgt Nimmt man aber eine Zurücknahme der Schärfe vor, se werden stark detaillierte Bildpaitien, wie Textilien unc Ornamente, wiederum nicht schirf genug wiedergege ben.

Der vorliegenden Erfindung lie_; t daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur elek:rooptischen Reproduktion von Halbbildern anzugeben, die diese Nachteile nicht aufweist und mit dem eine an sich bekannte Steigerung der Bildschärfe für einzelne Bildpartien ge trennt und verschieden durchgeführt werden kann.

Die Erfindung erreicht dies durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung enthalten die Unteransprüche 2 bis 4.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der F i g. 1 bis 3 näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Reproduktionseinrichtung zur Wieder aufzeichnung von Halbtonbildern, bei der mehren

Möglichkeiten zur Beeinflussung des Schärfesignals durch den Bildinhalt der Bildvorlage dargestellt sind,

F i g- 2 ein Beispiel einer Farbsignaldetektorschaitung, wie sie in Fig. 1 verwendet wird,

Fig.3 eine Schaltung, um mittels ;iner Elektronenstrahlröhre einer, rotierenden AbtastUchtpun.kt zu erhalten.

In F i g. 1 ist eine Abtastwalze 1 dargestellt, deren Oberfläche zur Aufnahme von Durchsichtsbildern, beispielsweise eines Diapositives 2, durchsichtig ist. Weiterhin ϊ-Λ eine Walze 3 vorgesehen, die zur Aufspannung einer Maske 4 und eines Aufzeichnungsträgers 5 dient. Die Walzen 1 und 3 werden über eine Welle 6 von einem Motoi 7 angetrieben. Gleichzeitig werden vom Motor 7 über eine Vorschubspindel 8 ein Abtastsystem 9, das zur Abtastung des Diapositives 2 dient, ein Abtastsystem 10 für die Abtastung der Maske 4 und ein Aufzeichnungssystem 11, das dem Aufzeichnungsträger 5 zugeordnet ist, angetrieben. Von einer Lichtquelle 12 geht über ein Linsensystem 13 und 14 ein Abtastlichtstrahl 15 durch ein Loch 16 eines Spiegels 17 in das Innere der Abtasiwalze 1, wo ein weiterer Spiegel 18 angeordnet ist, der den Lichtstrahl 15 auf einen Bildpunkt 19 des Diapositives 2 richtet. Die Anordnung der Lichtquelle 12, der Linsen 13 und 14 sowie des Spiegels 18 ist so getroffen, daß der Lichtstrahl 15 auf den Bildpunkt 19, der abgetastet werden soll, fokussiert ist. Nach dem Durchtritt durch das Diapositiv 2 wird der Lichtstrahl 15, der mit dem Bildinhalt des Bildpunktes 19 moduliert ist, über eine Linse 20, die sich innerhalb des Abtastsystems 9 befindet, durch ein Loch 21 eines weiteren Spiegels 22 auf ein Farbtrennungssystem gegeben, das aus dichroitischen Filtern 23 und 24 und den optischelektrischen Wandlern 25, 26 und 27 besteht. Der Abtastlichtstrahl 15 wird in drei Teilstrahlen, welche die spektralen Bereiche der Grundfarben Magenta, Cyan und Gelb repräsentieren, aufgespalten, die dann an den Ausgängen der optischelektrischen Wandler als elektrische Farbauszugssignale, die auch primär Farbauszugssignale genannt werden, anfallen.

Dieses vorher beschriebene optische System weist eine zusätzliche Abtasteinrichtung für das Umfeld des Bildpunktes 19 des Diapositives 2 auf. Diese zusätzliche Abtasteinrichtung besteht aus einer Katodenstrahlröhre 28, auf deren Bildschirm 29 ein rotierender Leuchtpunkt 30 erzeugt wird, der einen Abtastlichtstrahl 31 hervorruft, der über eine Linse 32, den Spiegel 17, die Linse 14 und den Spiegel 18 auf das Umfeld des Diapositives 2 gerichtet wird und derart fokussiert ist, daß ein Bildpunkt 33 das Diapositiv 2 abtastet. Dieser Bildpunkt kreist synchron mit dem auf dem Bildschirm 29 erzeugten Lichtpunkt 30 um den Biidpunkt 19. Von dem Bildpunkt 33 gelangt der mit dem Bildsignalinhalt der Umgebung des Bildpunktes 19 modulierte Lichtstrahl 31 über den Spiegel 22 auf einen weiteren optischelektrischen Wandler 34, in dpin ein elektrisches Signal, das sogenannte Umfeldsignal, erzeugt wird. Damit die gesamte Bildfläche des Diapositives 2 völlig punkt- und zeilenweise abgetastet werden kann, rotiert die Abtasttrommel 1, und gleichzeitig wandert das Abtastsystem 9, von der Spindel 8 angetrieben, in axialer Richtung an der Trommel I vorbei. Hierbei ist es erforderlich, daß die Lichtquelle 12, die Linse 13, der Spiegel 16, die Linse 14, der Spiegel 18 und die Katodenstrahlröhre 28 mit der Linse 32 mechanisch fest mit dom Abtastsystem 9 verbunden sind, um mit diesem um die durch die Spindel vorgegebene Weglänge axial verschoben zu werden. So ergibt sich, daß durch die Relativbewegung zwischen der Rotation der Trommel und des gesamten beschriebenen Abtastsystems das Diapositiv punkt- und zeilenweise in einer Schraubenlinie abgetastet wird.

Die in den optischelektrischen Wandlern 25, 26 und 27 erzeugten Signale, welche die bekannten primären Farbauszugssignale für Magenta, Cyan und Gelb darstellen, gelangen über Leitungen 35,36 und 37 zu einem Schalter 38, durch den das jeweilige Farbsignal durchgeschaltet wird, dessen Farbauszug gerade aufgezeichnet werden soll. Üblicherweise befindet sich im Zuge der Leitungen 35, 36 und 37 eine Farbkorrekturschaltung, die aber der Übersicht halber weggelassen wurde, da sie nicht zur Erläuterung des Prinzips der vorliegenden Erfindung beiträgt. Die Aufzeichnung der vom Schalter 38 ankommenden Signale erfolgt mittels des Aufzeichnungssystems 11, das z. B. einen Verstärker 39 beinhaltet, der über die Leitung 40 angesteuert wird, und dessen Ausgangssignal mit einer Schreiblampe 41 verbunden ist, die einen Lichtstrahl 42 erzeugt, der mittels einer Optik 43 auf den auf der Trommel 3 befindlichen Aufzeichnungsträger fokussiert wird. Der Aufzeichnungsträger 5 besteht vorzugsweise aus einem lichtempfindlichen Material, auf dem der Lichtstrahl 42 infolge der aus der Drehung der Trommel 3 und der Axialverschiebung des Aufzeichnungssystems U hervorgerufenen Relativbewegung eine Schraubenlinie aufzeichnet, die exakt der Abtastung des Diapositives 2 entspricht.

Während dieser Abtastung und Aufzeichnung wird gleichzeitig in dem optischelektrischen Wandler 34 das Umfeldsignal erzeugt, das über eine Leitung 44 an einem RC-Glied, bestehend aus einem Widerstand 45 und einem Kondensator 46, gemittelt wird. Durch Differenzbildung mit dem auf Leitung 35 über einen Entkoppelungswiderstand 47 ankommenden Signal in dem Subtrahierer 48 wird dieses Signal über die Kollektoremitterstrecke eines Transistors 50 und einen Vorzeicheninverter 51 zur Kollektoremitterstrecke eines weiteren Transistors 53 gegeben, von wo es über einen einstellbaren Widerstand 54 dem primären Farbauszugssignal auf Leitung 40 als sogenanntes Schärfesignal zur Steigerung der Schärfe zugeführt wird. Im Falle, daß die Kollektoremitterstrecken der Transistoren 50 und 53 durch leitende Verbindungen ersetzt wurden, ergäbe diese Art der Signalzuführung zu den primären Farbauszugssignalen die bekannte Unscharfmaskierung. Abweichend von dieser bekannten Unscharfmaskierung sind bei der vorliegenden Erfindung die Transistören 50 und 53 als Modulatoren oder Signalschalter in dem Signalweg des Umfeldsignals eingeschaltet. Im Falle, daß der Bildabtastpunkt 33 als Umfeld zum Bildpunkt 19 eine Fläche verschiedener Dichte umkreist bzw. abtastet, weist das Signal des optischelektrischen

s5 Wandlers 34 eine hochfrequente Wechselamplitude auf. Dieses Signal wird über einen Widerstand 55 und einen Kondensator 56 an einen Verstärker 57 gegeben. Dem Verstärker 57 ist eine Diode 58 nachgeschaltet, die nur die negativen Signalamplituden durchläßt und mit der Basis des Transistors 50 verbunden ist. Zur Einstellung des Arbeitspunktes des Transistors 50 ist ein Widerstand 59 und des Transistors 53 ein Widerstand 52 vorgesehen, der mit dem Plus-Pol einer nicht dargestellten Spannungsquelle verbunden ist. Das negative von der Diode 58 gelieferte Signal sperrt den Transistor 50, wodurch das verschärfende Signal, das vom optischelektrischen Wandler 34 über das flC-Glied 45, 46 am Kollektor des Transistors 50 anliegt, von der Kollekloremit-

terstrecke nicht durchgelassen, d. h. gesperrt wird. Dies tritt also nur ein, wenn vom optischelektrischen Wandler 34 ein Signal mit einer hochfrequenten Wechselamplitude geliefert wird, d. h., wenn das Umfeld zum Bildpunkt 19 eine Fläche verschiedener Dichte darstellt.

Hat das Umfeld eine homogene Dichte, so wird keine Sperrung des Transistors 50 eintreten, was zu einem völligen Wirksamwerden des schärfesteigernden Signals führt. Die Erzeugung des Umfeldsignals, aus dem das schärfesteigernde Signal abgeleitet wird, geschieht, wie bereits erwähnt, durch den rotierenden Leuchtpunkt 30 der Katodenstrahlröhre 28. In F i g. 2 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, mit deren Hilfe die kreisförmige Ablenkung des Elektronenstrahls durchgeführt werden soll. Diese Schaltungsanordnung besteht, wie in F i g. 1 schematisch dargestellt, aus einer Ablenkschaltung 60 für den Elektronenstrahl und einer Steuerschaltung 61 zur konstanten Helltastung des Elektronenstrahls. Die Steuerschaltung 61 zur Tastung des Elektronenstrahls wurde nicht näher dargestellt, da sie lediglich konstante Spannungen für die Einstellung des Arbeitspunktes der Katodenstrahlröhre beinhalten. Die Ablenkschaltung zur kreisförmigen Bewegung des Elektronenstrahls besteht aus einem über einen Hochfrequenzgenerator 61 angesteuerten Transformator 63, dessen Sekundärwicklung an die A"-Ablenkplatten 64 und 65 der Katodenstrahlröhre 28 angeschlossen sind. Um eine kreisförmige Ablenkung nach Art von Lissajou-Figuren zu erhalten, wird eine um 90° phasenverschobene Wechselspannung von der X-Ablenkspannung abgeleitet, indem über einen Kondensator 66 und einen Widerstand 67 von der Sekundärseite des Transformators 63 eine Spannung abgegriffen wird, die über einen Verstärker 68 den ^-Ablenkplatten 69 und 70 der Katodenstrahlröhre zugeführt werden. Die Frequenz des Hochfrequenzgenerators 62 soll hierbei ein Mehrfaches der Bildpunktabtastfrequenz betragen, damit das Umfeld jeweils um den gerade abgetasteten Büdpunkt mit der nötigen Geschwindigkeit abgetasiet wird.

Als weitere Möglichkeit der Veränderung des Wirksamwerdens der Schärfesignale sei vorgesehen, die Schärfesignale nur in Abhängigkeit von einer gewählten Vorlagenfarbe durchzuschalten. Es kann z. B. erwünscht sein, Hautfarben bei der Reproduktion ohne Bildverschärfung zu übertragen. Hierzu wird eine Färbauswahlschaltung 71 vorgesehen, die über eine Diode 72 nur dann ein negatives Signal abgibt, wenn die gewählte Farbe im Bild abgetastet wird. Dieser Diode 72 ist der Transistor 53 nachgeschaltet, der bei Negativwerden der Basisspannung sperrt und über seine KoI-lektoremitterstrecke keine Verschärfungssignale durchläßt.

Eine solche Farbauswahlschaltung 71 ist in F i g. 3 näher erläutert. Die primären Farbauszugsignale Magenta, Cyan und Gelb erreichen die Farbauswahlschaltung 71 auf den Leitungen 35, 36 und 37. Zunächst werden zwischen den primären Farbauszugssignalen Magenta. Cyan und Gelb Differenzen zwischen. Festwerten mg«, cyo, geo gebildet, welche speziellen kennzeichnenden Farben zugeordnet sind. Dies geschieht dadurch, daß die primären Farbauszugssignale jeweils auf einen Eingang der als Differenzverstärker geschalteten Operationsverstärker 76, 77 und 78 gegeben werden. An den anderen Eingängen der Verstärker 76, 77, 78 werden über einstellbare Widerstände 79.80 und 81 die festen Signalwerte mgo, cyo und geo eingegeben. Die Ausgänge der Operationsverstärker werden auf eine Multiplikationsstufe 82 gegeben, welche diese Signale miteinander multipliziert. Der Schaltungsaufbau eine, solchen Stufe 82 wird im einzelnen nicht näher angege ben. da solche Schaltungen bekannt sind und entspre chend Multiplikatoren käuflich sind, beispielsweise zu Produktbildung an einer nichtlinearen Kennlinie eines Gleichrichters oder einer Röhre.

Werden nun über die Leitungen 35, 36 und 37 spe zielle Farbsignale mg, cy, ge eingespeist, die den eingestellten festen Signalwerten mg«, cy« und ge« annähernc gleich sind, so weist das am Ausgang der Multiplikationsstufe 82 auftretende Signal ein Minimum auf. Dieses Signal wird in dem Amplitudeninverter 83 in ein Maximumsignal invertiert und auf die Diode 72 gegeben, welche dann die Basis des Transistors 53 sperrt wodurch kein schärfesteigerndes Signal auf das Aufzeichnungsorgan abgegeben wird.

Der hiermit erreichte Effekt besteht z. B. darin, daß Hautfarben, die im Bild abgetastet werden, ohne Verschärfungssignal, d. h. ruhiger wiedergegeben werden können.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit, das schärfesteigernde Signal in Abhängigkeit vom Bildinhalt zu beeinflussen, besteht darin, daß synchron und registerhaltig mit der Originalbildvorlage eine Maske abgetastet wird und daß mit Hilfe der dabei gewonnenen Abtastsignale das schärfesteigernde Signal beeinflußt wird. Auf der Trommel 3 ist zu diesem Zweck eine Maske 4 angeordnet, die mittels des Abtastsystems 10 abgetastet wird. Die in der Maske schwarz eingefärbten Bildpartien 85 sollen mit einem Verschärfungssignal wiedergegeben werden. Das Verschärfungssignal wird von einem primären Farbauszugssignal, das vom optischelektrischen Wandler 27 über Leitung 35 geliefert wird, gewonnen, indem dieses Signal auf zwei RC-Gheder gegeben wird und dort zweimal differenziert wird. Jiese /?C-Glieder bestehen aus den Widerständen 86 und 87 sowie aus den Kondensatoren 88 und 89. Das Ausgangssignal der ffC-Glieder gelangt über einen Vorzeicheninverter 90 an einen als Signalmodulator oder Signalschalter wirkenden Transistor 91, von dem es über einen Widerstand 92 an die Eingangsleitung 40 des Aufzeichnungssystems 11 gegeben wird. Die Basis des Transistors 91, dessen Arbeitspunkt durch den Widerstand 98 eingestellt wird, ist mit einer Diode 93 verbunden, an der das Abtastsignal der Maske 4, das in einem optischelektrischen Wandler 94 erzeugt und einem Signalverstärker 95 zugeführt wird, anliegt. Die Erzeugung des Abtastlichtstrahls der Maske 4, der auf den Büdpunkt 96 der Maske 4 fokussiert isi und über ein Linsensystem 97 auf den optischelektrischen Wandler 94 gelangt, wurde, um die Zeichnung nicht zu unübersichtlich zu machen, nicht dargestellt. Es kann hierzu eine Anordnung verwendet werden, wie sie bereits durch die Lichtquelle 12, die Linsen 13 und 14 und den Spiegel 18 beschrieben wurde. Dieses Strahlerzeugungssystem wird entsprechend der Axialverschiebung des Abtastsystems 10 durch die Spindel 8 in axialer Richtung entlang der Maske 4 bewegt.

Das schärfesteigernde Signal kann den Transistor 91 nur dann passieren, wenn das im Abtastkopf 10 erzeugte Signal klein ist, d. h. wenn die schwarzen Bildpartien abgetastet werden.

Das Prinzip, das der Erfindung zugrundeliegt, die schärfesteigernden Signale in Abhängigkeit vom Bildinhalt zu beeinflussen, erschöpft sich nicht in den vorher beschriebenen Verknüpfungsmöglichkeiten. Auch können Signale verwendet werden, die auf andere Weise hergestellt worden sind. So kann z. B. der das Um-

feld abtastende Bildpunkt 33 auch durch eine gleichmäßige konstante Flächenbeleuchtung erzeugt werden. Hierbei kann die geometrische Form z. B. ringförmig, sternförmig oder sektorförmig sein. Bei sektorförmiger Aufteilung werden die einzelnen Sektoren am Ort des Spiegels 22 getrennt und auf vier zugehörige optischelektrische Wandler gegeben. Wird von den in den

optischelektrischen Wandlern erzeugten Signalen das jeweils kleinste vom größten abgezogen, so erhält man ebenso ein kontraststeigerndes Signal, das über die Signalschalter oder Signalmodulatoren 50, 53 oder 91 dem aufzuzeichnenden Signal übe,- Leitung 40 zugeleitet werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Verbesserung der Schärfe bei der Aufzeichnung von Halbtonbildern, bei dem mittels optischelektrischer Abtastung von Bildvorlagen Bildsignale gewonnen werden, welchen zur Steigerung der Schärfe bei der Wiederaufzeichnung ein bei der Abtastung gewonnenes Schärfesignal überlagert wird, dadurch gekennzeichnet, daü die Überlagerung des Schärfesignals von gewissen Bildpartien abhängt, die entweder durch eine Maske willkürlich bestimmt sind oder durch dem Original anhaftende Helligkeits-, Färb- oder Kontrasteigentümlichkeiten von den übrigen Bildprrtien abstechen.

2. Anordnung zur Verbesserung der Schärfe, bei der die Farbeigentümlichkeit gewisser Bildpartien ausgenützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte Farberkennungsanordnungen vorhanden sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schärfesigna] bei großen Kontrasten der Bildvorlage verringerbar ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die eine Einrichtung zum Abtasten einer Maske aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schärfesignal in Abhängigkeit vom Bildinhalt der Bildvorlage an- bzw. abschaltbar ist.

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