DE2404632A1

DE2404632A1 - Anordnung zum messen der mittleren dichte eines bildes

Info

Publication number: DE2404632A1
Application number: DE2404632A
Authority: DE
Inventors: William Ernest Henry Hipwell
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1973-02-01
Filing date: 1974-01-31
Publication date: 1974-08-15
Also published as: US3876824A; JPS49107583A; FR2216739A1; GB1456852A

Description

PATENTANWÄLTE

Dr.-lng. Wolff

H. Bartels

O / η / eo^ Dipl.-Chem. Dr. Brandes 2404532 Dr.-lng. Held

Dipl.-Phys. Wolff

7 Stuttgart 1, Lange StraBa

Tel. {0711) 29 6310 u. 29 72

Telex 07 22312 (patwo d)

Telegrammadresse:

tlx 07 22312 wolff Stuttgart

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3O.1.1974 Unsere Ref.: 124 257/84" O9kdk

Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York,
Vereinigte Staaten von Amerika

Anordnung zum Messen der mittleren Dichte eines Bildes

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Telefonische Auskünfte und Aufträge sind nur nach schriftlicher Bestätigung verbindlich

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen der mittleren Dichte eines Bildes.

Eine derartige Anordnung wird für Einrichtungen zum Herstellen von photographischeh Abzügen benötigt, in denen ein von einer Braun¹sehen Röhre vorgeführtes Abbild des Originals auf das photographische Papier projiziert wird. Zum Herstellen von photographischen Abzügen ist es also generell bekannt, Braun'sehe Röhren einzusetzen.

Die bekannten Anordnungen zum Messen der mittleren Dichte eines Bildes benötigen einen besonderen Analog-Digital-Wandler und eine Art von Speicher, beispielsweise einen Integrator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Messen der mittleren Dichte eines Bildes zu schaffen, welche einen geringeren baulichen Aufwand erfordert als bekannte gleichartige Anordnungen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Bildabtaster, der die Dichte des Bildes Punkt für Punkt bestimmt, eine_A1 Oszillator, dessen veränderliche Frequenz eine Funktion der vom Bildabtaster bestimmten Dichte ist, und einen Zähler, der die der mittleren Dichte des Bildes entsprechende Zahl der Schwingungen des Oszillators während der Abtastung gegebenenfalls eines einzigen Teilbildes zählt. Bei der Anordnung nach der Erfindung wird also auf einfache Weise die Frequenz eines Oszillators mit veränderliche Frequenz in Abhängigkeit von einzeln bestimmten Dichtewerten gesteuert. Die während einer Abtastung festgestellte Zahl von Schwingungen wird zur mittleren Dichte in Beziehung gesetzt. Wenn diese erst einmal ermittelt ist,im Falle eines Farbbildes für jedes farbige Teilbild, können beispielsweise die geeigenten Korrekturen beim Herstellen eines Papierabzuges gemacht werden.

Im folgenden ist die Erfindung anhand einer durch die Zeichnung beispielhaft dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung in Verbindung rait einem photographischen Kopiergerät im einzelnen erläutert. Es zeigen :

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Fig. 1 ein Blockschaltbild der Ausführungsform und einen schematisch darstellten Teil des Gerätes;

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem angenommenen Dichte-Zeit-Di agramm und

Fig. 3 das Schaltbild einer Grau-Klemmschaltung und eines Oszillators der Ausführungsform.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, wie mit Hilfe einer nicht dargestellten Bildabtastschaltung auf dem Bildschirm einer Braun'schen Röhre 1 (Kathodenstrahlröhre) ein Raster erzeugt und mit Hilfe eines Objektives 2 auf ein Diapositiv 3 scharf eingestellt wird, dessen mittlere Dichte gemessen werden soll. Das entstehende Bild wird durch Zweifarbenfilter-Spiegel 4, 5 und 6 gefiltert, welche ein rotes, blaues bzw. grünes Teilbild auf einem zugeordneten Photomultiplier 7, 8 bzw. 9 (Sekundärelektronenvervielfacher) erzeugen.

Die Ausgangssignale R, B und G der als opto-elektrische Wandler dienenden Photomultiplier 7, 8 bzw.' 9 werden jeweils einem logarithmischen Verstärker 11, 12 bzw. 13 zugeführt. Das Maskieren geschieht in einer Maskierungsschaltung 14, die eine Widerstandsmatrix und einen Korrekturverstärker enthält« Sie erzeugt korrigierte Ausgangssignale R¹, B¹ und G¹. Die Signale R¹, B¹ und G¹ werden dann jeweils auf zwei getrennte Kanäle gegeben. Der Steuersignalkanal wird anfangs benutzt, um Bedienungselemente 17, 18 und 19 für Korrekturwerte, die den Signalen R*_f B¹ bzw. G¹ zugeordnet sind, voreinzustellen. Die Signale sowohl für den Steuersignalkanal als auch den gesteuerten Kanal werden als Farbwahlschalter dienenden, synchron arbeitenden Ordnungsschaltern 20 bzw. 15 zugeführt, um aufeinanderfolgende Signale bereitzustellen, welche die in den beiden Kanälen synchronisierten roten, grünen und blauen Teilbilder des Diapositives 3 wiedergeben .

Der Steuersignalkanal setzt sich fort in einem Formgeber 16 und anschließend einem schaltbaren Stufenteiler 26 als Dämpungsglied, der zwischen seinen Teilerstufen binäre Beziehungen aufweist und dessen Ausgangssignal die Helligkeit einer zweiten Braun'schen Röhre 27 moduliert.

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Drei den Farben grün, blau und rot zugeordnete Filter 28 sind so angeordnet, daß einer von ihnen beim Umschalten der Ordnungsschalter 15 und 20 synchron in den Strahlengang bewegt wird, so daß nacheinander farbkorrigierte Teilbilder erzeugt werden, die mit Hilfe eines Objektives 29 auf Photopapier 30 scharf abgebildet werden.

Die Signalpegel an den in Fig. 1 kenntlich gemachten Stellen X und Y zeigt Fig. 2,in der das Signal zwischen einer Spannung 40,die äußerstes Weiß oder eine Null-Dichte wiedergibt,und einer Spannung 41 schwankt, die völlige Schwärzung oder maximale Dichte wiedergibt. Äußerstes Weiß und völlige Schwärzung erscheinen lediglich als Bezugspegel, die während jeder Zeilenaustastlücke 42 eingeblendet werden, solange die Bildinformation ausbleibt. Die Bildinformation ist während der wirksamen Zeilendauer 4 3 vorhanden.

Diese Information in Form eines Signales wird über, den Steuersignalkanal einer Grau-Klemmschaltung 21 zugeführt, die noch näher beschrieben wird. Zu Beginn einer Linienabtastperiode wird der Ausgang der Schaltung 21 auf einen voreingestellten Graubezugswert stabilisiert. Die während der wirksamen Zeilendauer 43 vermittelte Bildinformation erzeugt nun eine Modulation des Signales am Ausgang der Schaltung 21 um den genannten voreingestellten 'Wert. Der Ausgang der Grau-Klemmschaltung 21 ist mit einem spannungsgesteuerten Oszillator 22 verbunden, der beispielsweise als Sperrschwinger oder Mulitvibrator ausgebildet sein kann.

In einem Sperrschwinger ist, wie noch gezeigt wird, die Frequenz umgekehrt proportional zur Ladezeit eines im Basisstromkreis liegenden Kondensators,während bei einem Multivibrator die Frequenz umgekehrt proportional von der Summe der Ladezeiten des Kondensators abhängt. Diese periodisch wiederkehrenden Ladezeiten hängen von dem Ladestrom ab, der durch an sich bekannte Maßnahmen so eingestellt wird, daß er proportional zur Steuerspannung ist. Es ist nicht erforderlich, die Steuerspannung während eines Zeitraumes konstant zu halten, der groß ist verglichen mit der Schwimingsperiode des Oszillators 22, da

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jede einzelne Periode durch die'Zeitspanne bestimmt ist, die erforderlich ist, um im Falle eines Sperrschwingers oder Multivibrators bestimmte Ladungsmengen in dem Kondensator bzw. den Kondensatoren anzusammeln, und dies geschieht umgekehrt proportional zum Integral der Steuerspannung über diese Zeitspanne. Im Ausführungsbeispiel sind die Werte der Bauteile des spannungsgesteuerten Oszillators 22 so gewählt, daß sich eine nominale Maximalfrequenz von 5.120 Hz ergibt, weshalb bei der benützten Bildwechselfrequenz von ungefähr 20 Hz die Zählung pro Teilbild maximal 256 ergibt.

Das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 22 wird durch ein Teilbild-Gatter 23 geschleust, das es einer Folge von Impulsen, die von einem einzelnen abgetasteten Teilbild herrühren, ermöglicht, zu einem Zähler 24 zu gelangen. Als Zähler kommen als einfach integrierte Schaltungen ausgebildete, im Handel erhältliche vier- oder achtstufige binäre Zähler in Frage, Die in dem Zähler 24 gespeicherte Information wird anschließend von einer logischen Einheit 25 dazu benutzt, den Stufenteiler

26 zu steuern und damit die Helligkeit der Braun¹sehen Röhre

27 zu modulieren.

Eine an die logische Einheit 25 angeschlossene Tasten-Steuereinheit 31 erleichtert es er forder Ii chenfalls_; den vom Zähler 24 an den Stufenteiler 26 v/eitergegebenen Zählwert zu modifizieren. Die Grau-Klemmschaltung 21 und der spannungsgesteuerte Oszillator 22 sind im einzelnen in Fig. 3 dargestellt. Beide werden über eine Spannungsquelle +V/-V versorgt. Das vom Ordnungsschalter 20 kommende Eingangssignal wird einem als Impedanzwandler/Trennverstärker wirkenden Transistor VT5 zugeführt, in dessen Emitter- und Kollektorstromkreis sich ein Belastungswiderstand R16 bzw. ein die Vorspannung liefernder Widerstand Rl5 befindet und an dessen Kollektor ein entkoppelnder Kondensator C6 angeschlossen ist.

Das verstärkte Signal geht über einen Kondensator C7 auf zwei Transistoren.VT6 und VT8 über, die in einer Darlington-Schaltung miteinander verbunden sind. Die Transistoren VT6 und VT8 haben Emitterwiderstände R19 und R22. Der Transistor VT6 hat einen

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die Vorspannung liefernden Kollektorwiderstand R2O mit einem entkoppelnden Kondensator ClO. Der Kollektor des Transistors VT8 ist an den spannungsgesteuerten Oszillator 22 angeschlossen. Die Tore (g-Pole) von Feldeffekttransistoren VT7 und VT9 erhal-' ten während jeder Zeilenaustastlücke 42 über Kondensatoren C9 bzw. CIl einen Klemmimpuls Vp, um sie in den Leitungszustand zu versetzen. Widerstände R17 und R23 befinden sich in Entladungsstromkreisen für die Kondensatoren C9 bzw. CIl. Während jeder Zeilen aus tastlücke 42 stellt die Iinpulsgaba des Feldeffekttransistors VT7 eine Verbindung zwischen den Kondensatoren C7 und C8 her. Der Elektrolytkondensator C8 hat eine um mehrere Größenordnungen höhere Kapazität als der Kondensator C7 (typischerweise 125^F bzw. 0,068^aF). Das Potential am Kondensator C7 wird auf das Potential am Kondensator C8 gabracht.

Wie noch erläutert wird, bestimmt sich das Potential am Kondensator C8 nach einem Bezugspotential VR. Damit ist zu Beginn jedes Abtastvorganges das Basis-Emitterpotential des Transistors VT6 in Höhe des Bezugsgraupegels gehalten. Die Modulation dieses Pegels durch das korrigierte Videosignal gibt am Kollektor des Transistors VT8 ein -Ausgangssignal, dessen momentaner Wert der Abweichung des Videosignals vom voreingestellten Graupegel entspricht, welcher dem spannungsgesteuerten Oszillator 22 zugeführt wird.

Am Emitterwiderstand R22 des Transistors VT8 kann ein diesem Ausgangssignal entsprechendes gegenphasiges Signal abgegriffen werden. Diese Spannung wird während der Zeilenaustastlücke 42 abgetastet, d.h. wenn der Bezugsgraupagel an der Basis des Transistors VT6 anliegt, und zwar durch Impulsgabe des Feldef - äkttransistors VT9,was am Kondensator C12 ein entsprechendes Potential herstellt. Das Potential am Kondensator C12 wird einem der Eingänge eines als integrierte Schaltung ausgeführten Differlvtialverstärker ICl vermittelt. Dessen zweiter Eingang ist über einen Widerstand R25 an den Mittelabgriff eines Potentiometers RV5 angeschlossen, an dem das Bezugspotential VR abgreifbar ist. Das Potentiometer gibt einen voreingestellten Grauspannungspegel. Ein Widerstand R25, der den Ausgang und den

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zweiten Eingang des Differentxalverstärkers ICl verbindet, bewirkt dessen Rückkopplungsstabilisierung. über einen Basiswiderstand R29 ist ein als Trennverstärker dienender Transistor VTlO mit dem Ausgang des Differentialverstärkers ICl verbunden. Im Emitter- und Kollektorstromkreis des Transistors VTlO befindet sich jeweils ein Widerstand R30 bzw. R31. Das Fehlersinai, d.h. die Differenz zwischen dem voreingestellten Grauspannungspegel und der am Kondensator C12 gemessenen Potentialdifferenz, die auch für den Kondensator C8 gilt, wird somit invertiert und dann über einen strombegrenzenden Widerstand R32 auf den Kondensator C8 rückgekoppelt, um dessen Potential zu korrigieren. Der spannungsgesteuerte Oszillator 22 ist im Ausführungsbeispiel ein herkömmlicher Sperrschwinger in Emitterschaltung, welcher einen Transistor VTIl aufweist, der mit einer Übertragerkopplung zwischen zwei Spulen Ll und L2 im Basisbzw. Kollektorstromkreis und einem Kondensator C15 im Basisstromkreis versehen ist. Parallel zur Spule L2 ist eine Diode Dl geschaltet, welche die zweite und alle nachfolgenden Halbwellen der Schwingungen unterdrückt und die vorhandene Rückspannung verhindert, wenn das den BV__ -Nennwert des Transistors VTIl übersteigende, induzierte Feld zusammenbricht. Mit der Spule L2 ist ein Belastungswiderstand R33 in Reihe geschaltet. Der mit dem einen Eingang des Gatters 23 in Verbindung stehende Ausgang des Oszillators 22 ist zwischen dem Widerstand R33 und der Spule L2 angeschlossen. Während manueller Operation wird der Transistor VTIl wegen der am Kondensator C15 anliegenden umgekehrten Basisspannung normalerweise abgeschaltet sein. Die Anwendung von Strom aus dem Kollektor des Transistors VT8 entlädt den Kondensator C15, bis der Transistor VTIl in den leitenden Zustand versetzt wird. Die regenerierende Kopplung durch die Transformation von der Spule L2 zur Spule Ll veranlaßt den Transistor VTIl stark zu leiten und den Kondensator C15 wieder zu laden. Dieser Vorgang wird bei Sättigung des Transformators L1/L2 beendet und ihre generierende Wirkung schaltet den Transistor VTIl rasch ab, wobei der Kondensator C15 geladen bleibt. Die Zeit, die zum Entladen des Kondensators C15 durch den Strom vom Transistor VT8 benötigt wird, bestimmt die Frequenz des Sperrschwingers.

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Die Aus gangs frequenz des Transistors VTIl ist umgekehrt proportional zum angewendeten Strom und somit zur Abweichung vom voreingestellten Grauspannungspegel.

Der dargestellte und-beschriebene Zähler 22 ist ein achtstufiger Binärzähler. Es könnte jedoch jede gewünschte Zahl von Stufen vorgesehen und irgendeine passende Radix benutzt werden. Wahlweise ist auch ein Ringzähler verwendbar.

Der Wirkungsbereich des spannungsgesteuerten Oszillators 22 kann so geändert werden, daß er einer anderen Teilbild-Abtastgeschwindigkeit angepaßt ist oder gröbere oder feinere Teilerstufen vorhanden sind. Es besteht daher eine einfache Beziehung zwischen der Teilbild-Abtastgeschwindigkeit,der Oszillatorfrequenz und der Zählerkapazität.

Die manuelle Einstellung mittels der Tasten-Steuereinheit 31 kann auch durch eine Einstellung der Klemmbezugspotentiale oder durch Hinzufügung einer weiteren Dämpfung in Kaskade mit dem Stufenteiler 26 ersetzt werden.

Die Diskriminierung des abgetasteten Feldes auf einer räumlichen Basis ist durch geeignete tfahl der Dauer und der Phase der zum Tasten benutzten Wellenform möglich.

Bei Gebrauch von Widerstandsmatrizen kann für bekanntermaßen kritische Farben, die von den primären Farbtönen abweichen, eine Korrektur durchgeführt werden.

Die beschriebenen Prinzipien können ebenso gut angewandt werden auf das Herstellen von Abzügen von Negativfilm,auf die Herstellung von Duplikaten von Diapositiven oder Kinefilmbildern und auf das Fernsehen von Filmen mit Hilfe eines Farbfernsehbildprojektors .

Die Beschreibung bezieht sich auf eine Steuerung der Dichte am Ausgang. Falls gewünscht, kann aber auch eine Steuerung der übertragung dadurch erzielt werden, daß als anfänglicher Eingang eine Stelle in der Kette gewählt wird, an der ein Signal existiert, dessen Amplitude zur übertragung in Beziehung steht.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

ί 1) /Anordnung zum Messen der mittleren Dichte eines Bildes, gekennzeichnet durch einen Bildabtaster, der die Dichte des Bildes Punkt für Punkt bestimmt, einen Oszillator (22), dessen veränderliche Frequenz eine Funktion der vom Bildabtaster bestimmten Dichte ist,und einen Zähler (24) , der die der mittleren Dichte des Bildes entsprechende Zahl der Schwingungen des Oszillators (22) während der Abtastung gegebenenfalls eines einzigen Teilbildes zählt.
2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildabtaster einen Umwandler mit einem opto-elektrischen Wandler (7, 8, 9) aufweist, der ein bildmäßig moduliertes elektrisches Signal erzeugt.
3) Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildabtaster eine mit einem Raster versehene Braun'sehe Röhre (1) aufweist.
4) Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umwandler einen logarithmischen Verstärker (11, 12, 13) für das einer bestimmten Farbe zugeordnete elektrische Signal des Wandlers aufweist.
5) Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umwandler eine Widerstandsmatrix (14) und mindestens einen Farbwahlschalter (15, 20) aufweist.
6) Anordnung nach einem derAnsprüche 1 bis 5, dadurch geknnzeichnet, daß vor den Oszillator (22) eine Grau-Klemmschaltung (21), zwischen den Oszillator und den Zähler (24) ein während des vollständigen Bildabtastens offenes Gatter (23) und hinter den Zähler eine logische Einheit (25) geschaltet ist.

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7) Anordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen das modulierte elektrische Signal aufnehmenden Formgeber (16) und ein an diesen angeschlossenes Dämpfungsglied · (26) , welches das vom Formgeber modifizierte Signal in Abhängigkeit vom Ausgang der logischen Einheit (25) dämpft.
8) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als spannungsgesteuerter Oszillator (22) ein Sperrschwinger vorgesehen ist.
9) Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine an die logische Einheit (25) angeschlossene Tasten-Steuereinheit (31) zum Modifizieren der Zählung.

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