DE2624865A1 - Geraet zur umsetzung von halbtonbildern in strichzeichnungen - Google Patents

Description

Düsseldorf, 2. Juni 1976

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Gerät zur Umsetzung von Halbtonbildern in Strichzeichnungen

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Umsetzung von Halbtonbildern in Strichzeichnungen. Insbesondere beschäftigt sich die vorliegende Erfindung mit einem elektronischen Signalverarbeitungssystem, das mit einem Video-Abtastgerät und einem Video-Empfänger zusammenarbeitet, um aus einem Halbtonbild, das verschiedene Halbtöne, Farben oder Schattierungen aufweist, eine Strichzeichnung zu erzeugen.

Häufig besteht die Notwendigkeit, Vorlagen mit Strichzeichnungs-Illustrationen zu reproduzieren, wobei die Strichzeichnungen Fotografien oder andere Bilder repräsentieren, die verschiedene Schattierungen oder Halbtöne besitzen. Z. B. ist es üblich, irgendwelche Prototyp-Aufbauten oder Laboranordnungen zu fotografieren, um für technische Handbücher, Patentanmeldungen o. dgl. bildliche Darstellungen zu erhalten. Wegen der leichteren Reproduzierbarkeit wird für derartige Illustrationen eine Strichzeichnung vorgezogen. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit einem System, das einem Zeichner es erleichtert, derartige Fotografien in Strichzeichnungen umzusetzen und das große Ausmaß an Handarbeit zu beseitigen, das sonst für derartige Umsetzverfahren erforderlich ist.

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Es wurden bereits viele Systeme entwickelt, um Bilder in Strichzeichnungen umzusetzen, wobei diese Systeme für verschiedene andere Zwecke benötigt wurden, beispielsweise für die Verbesserung von Video-Übertragungen oder für die Objekt-Erkennung. Diese Systeme umfassen gewöhnlich eine elektrooptische Einrichtung zum Abtasten eines Bildes oder einer Fotografie in einer Weise, die dem Verfahren ähnlich ist, das bei üblichen Fernsehkameras benutzt wird. Weiterhin werden Signal-Verarbeitungseinrichtungen verwendet, um das Video-Signal, das von der elektro-optischen Abtasteinrichtung erhalten wurde, zu verarbeiten, sowie ein Video-Empfänger und ein Darstellungs-Monitor, um die verarbeiteten Signale aufzunehmen und ein Faksimile des abgetasteten Bildes oder der abgetasteten Fotografie wiederzugeben. Die Signal-Verarbeitungseinrichtungen verwendeten bei diesen bekannten Systemen manchmal sogenannte "Dichte-Zerteilung", "Verzögerte Unterdrückung" oder "Differentiation" eines Video-Signals, um auf diese Weise ein Impulssignal zu erzeugen, wobei die Impulse Pegeländerungen des Video-Signals darstellen, die entstehen, wenn das Bild abgetastet wird. Dadurch ergeben sich Möglichkeiten, um wichtige Linien in der Halbton-Abbildung zu erkennen. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem letztgenannten Verfahren der Differentiation, das ein schnelles, billiges und bequemes Mittel der Umsetzung von Halbtonbildern in Strichzeichnungen darstellt.

Das Verfahren der verzögerten Unterdrückung ist in der US-Patentschrift 3 361 872 beschrieben. Gemäß diesem Verfahren werden zwei Abbildungen des Halbtonbildes, das in eine Strichzeichnung umgesetzt werden soll, gegeneinander verschoben und Punkt um Punkt miteinander verglichen. Ein entsprechender Punkt in der Strichzeichnung wird nur dann erzeugt, wenn sich ein Unterschied in der Intensitätshöhe zwischen den entsprechenden Punkten der zwei Abbilder ergibt. Dieses Verfahren zur Herstellung von Strichzeichnungen aus Halbtonbildern erfordert sehr komplizierte und teure Verarbeitungsschaltungen.

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Ein anderes häufig verwendetes Verfahren zur Umsetzung von Halbtonbildern in ein Bild, das einer Strichzeichnung ähnlich ist, ist das Dichte-Zerteilungsverfahren, wie es von der US-Patentschrift 3 617 631 beschrieben wird. Das sich ergebende Bild ist eine Silhouette, die die Teile eines Halbtonbildes repräsentiert, die vorbestimmte Dichte- oder Intensitäts-Pegel besitzen. Meist wird dieses Verfahren benutzt, um die Außenlinien von Bildern herauszufinden, die sich in getarntem Umfeld oder in Umfeld mit niedrigem Kontrast befinden, um dadurch die Objekt-Erkennung zu erleichtern.

In der US-Patentschrift 3 249 690 wird ein Signal-Verarbeitungs-Schaltkreis offenbart, der die erste und die zweite Ableitung eines Signals bildet, das von einem Video-Abtaster erzeugt wird, wobei der Punkt in der sich ergebenden Strichzeichnung dadurch definiert wird, daß die erste Ableitung nicht Null ist, während die zweite Ableitung Null ist. Jedoch liefern die zur Erzeugung der ersten und zweiten Ableitung erforderlichen Schaltkreise, die wegen der benutzten aktiven Differentiatoren die Signale recht langsam verarbeiten, nicht die bequeme und sofortige Darstellung einer Strichzeichnung, wie sie für Reproduktionszwecke oft wünschenswert ist und erfindungsgemäß geschaffen werden soll.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine gegenüber den bekannten Geräten verbesserte Einrichtung zur Umsetzung von Halbtonbildern in Strichzeichnungen zu liefern.

Die Erfindung wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Es wird also eine Einrichtung geschaffen, um ein Halbtonbild in eine Strichzeichnung umzusetzen, wobei das Halbtonbild von einem Video-Abtaster abgetastet wird, um zeitabhängige Video-signale zu erzeugen, die repräsentativ sind für den während der Bild-Abtastung jeweils auftretenden Intensitälspegel. Das zeitveränderliche Video-Signal wird dann durch eine elektronische Schaltung verarbeitet und einem Video-Emp-

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fänger zugeführt, um die Strichzeichnung synchron mit dem Video-Abtaster darzustellen. Erfindungswesentlich ist dabei, daß die elektronische Schaltung einen einzigen passiven Differentiator enthält, der auf das Video-Signal in der Weise reagiert, daß er im wesentlichen sofort ein erstes Zwischensignal liefert, das annäherungsweise die erste Zeit-Ableitung des zeitveränderlichen Signals liefert. Außerdem ist ein unipolarer Verstärker vorgesehen, der auf dieses erste Zwischensignal anspricht, um ein zweites Zwischensignal zu erzeugen, das aus verstärkten Impulsen gleicher Polarität besteht, die sowohl den positiven wie auch den negativen Impulsen des ersten Zwischensignals entsprechen. Weiterhin steht ein Detektor mit einstellbarem Pegel zur Verfügung, der auf alle Impulse des zweiten Zwischensignals reagiert, die oberhalb eines vorbestimmten Pegels liegen, um auf diese Weise ein drittes Zwischensignal zu erzeugen, das einem Impulsgenerator zugeführt wird, der aufgrund dieses dritten Zwischensignals ein Ausgangssignal erzeugt, das aus einem Impuls von konstanter Größe und konstanter Breite besteht, und zwar für jeden Impuls des zweiten Zwischensignals. Dieser Impulsgenerator ist mit dem Video-Empfänger verbunden, um an diesen ein Ausgangssignal und so eine unmittelbare Darstellung des Halbtonbildes und/oder der ausgewählten Linien in der Strichzeichnung gemäß ihrer jeweiligen Bedeutung in dem Halbtonbild zu liefern, wobei diese Auswahl unmittelbar durch Einstellung des Pegeldetektors ermöglicht wird.

Wie noch im nachfolgenden deutlicher werden wird, wird die Abtastung und Signalverarbeitung sehr schnell durchgeführt und dadurch erreicht, daß eine Strichzeichnung im wesentlichen sofort auf einem Darstellungsmonitor wiedergegeben wird, wobei ein derartiger Monitor z. B. eine Kathodenstrahlröhre sein kann. Daher kann eine Bedienungsperson unmittelbar die Abtast- und Verarbeitungs-Schaltung einstellen, basierend auf seinen augenblicklichen Sichteindruck der Strichzeichnung, bevor mittels herkömmlicher Einrichtungen eine Reproduktion erfolgt. Auf diese Weise ergeben sich bedeutsame Zeiteinsparungen bei der Herstellung der gewünschten, für die Reproduktion geeigneten,

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Strichzeichnung.

Die Verarbeitungs-Schaltkreise gemäß der Erfindung sind mit verschiedenen Steuereinrichtungen versehen, um die Qualität der sich ergebenden Strichzeichnung zu verbessern. Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung ist ein einstellbares Rauschfilter in dem Signal-Verarbeitungsweg vor dem Differentiator eingeschoben und so ausgeführt, daß es manuell eingestellt werden kann, um irgendwelches Rauschen und damit verbundenes Korn oder auch Unsauberkeiten zu entfernen, die in der von dem Faksimile-Abtaster gesehenen fotografischen Darstellung oder der Halbton-Darstellung vorhanden sein mögen.

Zusätzlich ist der Verarbeitungs-Schaltkreis, der die Differentiationen durchführt, aus passiven Schaltkreiselementen aufgebaut und so ausgeführt, daß er einstellbar auf die hochfrequenten Video-Signale in der Weise reagiert, daß das System bei verschiedenen Bildarten und ihren damit zusammenhängenden Kontrast-Qualitäten betriebsfähig ist. Z. B. kann das System so eingestellt werden, daß es Strichzeichnungen von scharf fokussierten Bildbereichen erzeugt, während es auf Bildteile oder Bilder, die aus dem Schärfebereich herausfallen, wie beispielsweise Schatten oder Glanzlichter, nicht reagiert.

Andere Merkmale der vorzugsweisen Ausführungsform bestehen in Einrichtungen zur Auswahl der Linien der Strichzeichnung gemäß ihrer jeweiligen Bedeutung in dem Halbtonbild, indem eine manuelle Einstellung des Pegeldetektors vorgenommen wird, um eine Unterscheidung gegenüber Impulsen von dem Differentiator vorzunehmen. Die Erzeugung von Linien gleichförmiger Breite in der Strichzeichnung kann durch Anordnung eines monostabilen Multivibrators, der von den Impulsen des Pegeldetektors gesteuert wird,erreicht werden. Eine Änderung der gleichförmigen Breite der Linien in der Strichzeichnung läßt sich durch Anordnungen zur Steuerung der Breite der Impulse, die von dem monostabilen Multivibrator ausgehen, verwirklichen. Außerdem sind noch Einrichtungen zur wahlweisen Darstellung der

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Strichzeichnung oder des Halbtonbildes auf dem Darstellungsmonitor zur Erleichterung der Scharfstellung und des Betriebs durch eine Bedienungsperson vorgesehen, die in einem Schalter verwirklicht werden, der es ermöglicht, das Video-Signal entweder direkt vom Abtaster an den Video-Empfänger zu führen oder erst über die Verarbeitungsschaltung zu leiten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm des Gesamtsystems zur Umsetzung eines Halbtonbildes in eine Strichzeichnung;

Fig. 2a ein Halbtonbild und eine beliebige Abtastlinie eines Faksimile-Abtasters;

Fig. 2b eine grafische Darstellung des Video-Signal-Pegels, das von einem Faksimile-Abtaster erzeugt wird, wenn er die Abtastlinie der Fig. 2a abtastet;

Fig. 2c eine grafische Darstellung der Ableitung des Signals der Fig. 2b;

Fig. 2d eine grafische Darstellung der unipolaren Umsetzung des Signals der Fig. 2c und eine gestrichelte Linie, die einen willkürlich gewählten Schwellwertpegel darstellt, der durch einen Pegeldetektor festgelegt ist;

Fig. 2e eine grafische Darstellung von Impulsen konstanter Breite und Höhe, die den Impulsen des Signals der Fig. 2d entsprechen, die sich oberhalb des beliebig gewählten Schwellwertpegels befinden;

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Fig. 2f eine Abtastlinie eines Darstellungs-Monitors, die die Punkte herausgreift, die auf der Abtastlinie aufgrund der Impulse des Signals der Fig. 2e erzeugt werden;

Fig. 3 eine Strichzeichnung, wie sie von dem Darstellungs-Monitor aufgrund des Halbtonbildes der Fig. 2a, wie es von dem Faksimile-Abtaster gesehen wird, wiedergegeben wird;

Fig. 4 ein detailliertes Schaltkreis-Diagramm zur Durchführung der Funktionen eines Differentiators, der aus passiven Elementen besteht;

Fig. 5 eine grafische Darstellung eines beliebigen Eingangssignals an den Schaltkreis der Fig. 4;

Fig. 6 eine grafische Darstellung eines Ausgangssignals des in Fig. 4 dargestellten Schaltkreises als Antwort auf ein Eingangssignal gemäß Fig. 5;

Fig. 7 ein detailliertes Schaltkreis-Diagramm des gesamten Verarbeitungs-Schaltkreises zur Durchführung der Funktionen gemäß der Erfindung.

Zum Zwecke der Erläuterung sei ein Halbtonbild dadurch definiert, daß es Fotografien, Bilder, jeweilige Kamera-Darstellungen von Fotografien und Bildern sowie von dreidimensionalen Objekten, aber auch andere ähnliche Bilder umfaßt, die verschiedene Farbtöne, Schattierungen oder Intensitäten aufweisen.

In Fig. 1 umfaßt das dargestellte System einen Faksimile-Abtaster 1, in dem eine Hartkopie einer Fotografie oder eine reale Ansicht eines Halbtonbildes gesehen und abgetastet wird, Der Faksimile-Abtaster erzeugt ein in hochfrequenter Weise

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zeitlich sich änderndes Video-Signal, das von den Elementen 7 bis 12 des Systems verarbeitet wird, die ein Signal erzeugen, das in einem Video-Empfänger 4 aufgenommen werden kann, um auf einem Darstellungs-Monitor 2 eine Strichzeichnung des gesehenen Halbtonbildes wiederzugeben. Der Faksimile-Abtaster und der Darstellungs-Monitor 2 können aus herkömmlichen Geräten bestehen, wie sie auch bei üblichen Fernseh-Übertragungs-und Empfangs-Systemen benutzt werden. Um die Anordnung und Fokussierung des Halbtonbildes, das umgesetzt werden soll, zu erleichtern, ist ein Schalter 3 in dem Ausgangssignalweg des Faksimile-Abtasters 1 vorgesehen, um das Video-Signal entweder den Signal-Verarbeitungs-Schaltkreiselementen 7 bis 12 oder dem Video-Empfanger 4 zuzuführen, um entweder das Halbtonbild so darzustellen, wie es von dem Faksimile-Abtaster 1 gesehen wird, oder aber die Strichzeichnung davon wiederzugeben. Zwischen dem Faksimile-Abtaster 1 und dem Video-Empfänger 4 ist eine Synchronisations-Leitung 6 vorgesehen, um die Zeitsteuerung von Abtast-Schaltkreisen und Wiedergabe-Schaltkreisen zu synchronisieren.

Wenn der Schalter 3 sich in der dargestellten Stellung befindet, kann das Video-Signal durch die Schaltkreiselemente 7 bis 12 verarbeitet werden. Ein einstellbares Bauschfilter 7 filtert zunächst das Video-Signal, um irgendwelches Kornrauschen oder Fehlstellen zu entfernen, die auf dem Halbtonbild vorhanden sind, oder auch irgendwelches anderes Rauschen zu beseitigen, das in dem Abtastsystem entstehen könnte. Aufgrund von Fehlstellen in der Halbton-Abbildung auftretende Signale sind im allgemeinen von einer höheren Frequenz als die normalen Video-Signale und können daher wirksam ausgefiltert werden. Wie noch deutlicher werden wird, kann eine Bedienungsperson das Rauschfilter 7 von Hand einstellen und sofort die Wirkung der Einstellung auf die auf dem Darstellungs-Monitor 2 wiedergegebene Strichzeichnung beobachten und dann nötigenfalls eine weitere Einstellung vornehmen, um das System an die verschiedenen Qualitäten der Halbtonbilder anzupassen. Das sich ergebende Signal wird als nächstes von einem Vorverstärker 8

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verarbeitet, der das Signal verstärkt, bevor es von dem veränderlichen Differentiator 9 differenziert wird.

Der veränderliche Differentiator 9 ist so ausgeführt, daß er einstellbar ist und im wesentlichen sofort auf die Änderungsrate der Höhe des zeitabhängigen Video-Signals, das von dem Vorverstärker 8 ausgeht, reagiert. Die Änderungsrate des vom Vorverstärker 8 ausgehenden Signalpegels ist repräsentativ für Änderungen in Farbe, Ton, Schattierung oder Intensitätshöhe der abgetasteten Halbton-Abbildung. Zusätzlich erzeugt der veränderliche Differentiator 9 einen positiven Ausgangsimpuls für jeden Pegelanstieg des Eingangssignals und einen negativen Ausgangsimpuls für jeden Abfall im Pegel seines Eingangssignals, das er vom Vorverstärker 8 erhält. Wie im folgenden noch näher erläutert werden wird, erfolgt die Differenzierung, im Differentiator 9 mittels passiver Elemente, anstatt mit aktiven Schaltkreiselementen, um im wesentlichen einen sofortigen Annäherungswert der Zeit-Ableitung des videofrequenten Eingangssignals zu erhalten. Entsprechend dem gegenwärtigen Stand der Technik sind aktive Differentiatoren meist nicht ausreichend empfindlich gegenüber hochfrequenten Video-Frequenzen, die oberhalb von 125 MHz liegen, wie es für die sofortige Erzeugung von Strichzeichnungen nötig ist. Es sollte bemerkt werden, daß die passiven Schaltkreiskomponenten des Differentiators 9 eine gute Annäherung an die Ableitung des Eingangssignals liefert, wobei die Genauigkeit einer derartigen Annäherung für den vorliegenden erfindungsgemäßen Zweck ausreichend ist.

Dann ist ein unipolarer Verstärker 10 vorgesehen, der die Signale des veränderlichen Differentiators 9 aufnimmt. Der unipolare Verstärker besitzt die Eigenschaft, daß er sowohl bei positiven als auch bei negativen Eingangsimpulsen, die er vom veränderlichen Differentiator 9 erhält, verstärkte Impulse einer einzigen Polarität erzeugt. Das Signal mit der einzigen Polarität kann auch durch einen passiven Schaltkreis erzeugt werden, der keine Verstärkung besitzt. Das Signal von dem unipolaren Verstärker 10 wird als nächstes durch einen

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veränderlichen Pegeldetektor 11 verarbeitet, dessen Ausgang aus all den Impulsen des unipolaren Verstärkers 10 besteht, die oberhalb eines einstellbaren vorbestimmten Pegels liegen. Der einstellbare Pegel kann von der Bedienungsperson von Hand eingestellt werden, um diejenigen Linien der sich ergebenden Strichzeichnung auszuwählen, die einer bestimmten Bedeutung in der HaIbton-Abbildung entsprechen. Z. B. kann der Pegel in der Weise eingestellt werden, daß nur die Linien sichtbar werden, die den scharfen und deutlichen Grenzen von Teilen des Halbtonbildes entsprechen, während von der Darstellung der Strichzeichnung die Linien fortgelassen werden, die den weniger deutlichen Grenzen oder den langsamen Übergängen der Farbe, Schattierung oder des Helligkeits-Tones entsprechen. Der Pegeldetektor 11 kann auch auf einen Pegel eingestellt werden, der nur knapp oberhalb der Rauschbestandteile des Signals liegt, so daß maximale Empfindlichkeit gegenüber Kanten bei einem Umfeld mit niedrigem Kontrast ermöglicht wird.

Das Signal von dem Pegeldetektor 11, das aus Impulsen oberhalb eines vorbestimmten Pegels besteht, wird dann dem Impulsgenerator 12 zugeführt, der ein Ausgangssignal erzeugt, das aus Impulsen von konstanter Größe und konstanter Breite besteht, die geeignet sind, um von dem Video-Empfänger 4 verarbeitet zu werden. Der Impulsgenerator 12 kann einen monostabilen Multivibrator besitzen, der Triggereinrichtungen aufweist, denen die Signale des Pegeldetektors 11 zugeführt werden und der einen Impuls konstanter Größe und Breite für jeden Eingangsimpuls liefert. Der Impulsgenerator 12 ist auch mit Steuereinrichtungen versehen, wodurch die Bedienungsperson die Breite der Ausgangsimpulse und damit die Breite der Linien in der auf dem Darstellungs-Monitor 2 dargestellten Strichzeichnung steuern kann.

Nachdem alle vorbeschriebenen Schaltkreis-Einstellungen vorgenommen wurden, kann die auf dem Darstellungs-Monitor 2 wiedergegebene Strichzeichnung mittels herkömmlicher Einrichtungen reproduziert werden, um ein zu handhabendes Abbild (Hartkopie)

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davon zu erhalten. Eine solche Einrichtung kann darin bestehen, die Strichzeichnung von dem Darstellungs-Monitor abzufotografieren. Eine andere Einrichtung würde darin bestehen, eine solche Art von Darstellungs-Monitor zu verwenden, der auch ein Papierbild abzugeben in der Lage ist. Nachdem eine derartige handhabbare Kopie erhalten wurde, kann noch ein bestimmtes Ausmaß an Retusche notwendig sein, um das Aussehen der Zeichnung zu verbessern und sie für die Reproduktion durch einfache Einrichtungen geeignet zu machen.

In den Fig. 2a bis 2f und 3 ist eine Darstellung eines Halbtonbildes und seiner entsprechenden Strichzeichnung wiedergegeben. In den Fig. 2a bis 2e sind aufeinanderfolgend Darstellungen gezeigt, die das Signal an den verschiedenen Stellen in dem Signal-Verarbeitungs-System wiedergeben, wobei entsprechende Punkte mit ti bis t5 bezeichnet sind. Die Linien der Fig. 2a zeigen die Richtung der Abtastung über dem Halbtonbild an, die von dem Faksimile-Abtaster vorgenommen wird. Der Pegel des Video-Signals, der von dem Faksimile-Abtaster ausgeht, und der der Abtastlinie des Halbtonbildes entspricht, ist durch die grafische Darstellung der Fig. 2b wiedergegeben. Wie ganz deutlich wird, ist der Pegel dieses Video-Signals proportional zur Helligkeit oder Intensität der verschiedenen Teile der HaIbton-Abbildung. Es können auch Impulse von sehr kurzer Dauer und niedriger Höhe in dem Video-Signal aufgrund von Fehlstellen in der Halbton-Abbildung vorhanden sein, doch können diese durch ein Rauschfilter ausgefiltert werden, wie es bereits erwähnt wurde. Die in Fig. 2c dargestellte grafische Darstellung zeigt den Ausgang des Differentiators, der aus entweder einem positiven oder einem negativen Impuls für jede entsprechende Änderung im Pegel oder Signal besteht, das von dem Faksimile-Abtaster ausgeht, wie in Fig. 2b wiedergegeben. Der Ausgang des unipolaren Verstärkers wird durch Fig. 2d erläutert, wobei dieser Ausgang allen Impulsen der Fig. 2c entspricht, wobei diese Impulse jedoch nur eine einzige Polarität besitzen. Die gestrichelte Linie in Fig. 2d repräsentiert den Schwellwertpegel, der von dem Pegeldetektor festgelegt

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wird, wobei nur die Impulse, die oberhalb dieses Pegels liegen, dem Impulsgenerator zugeführt werden, um ein Ausgangssignal
zu erzeugen, das aus Impulsen von gleichförmiger Breite und
Höhe besteht, wie in Fig. 2e zu erkennen ist. Die Fig. 2f
zeigt die Punkte von nur einer von zahlreichen Monitor-Abtastzeilen, die dem Ausgangssignal des Impulsgenerators entsprechen. Eine Abtastung des gesamten Halbtonbildes erzeugt eine Strichzeichnung dieses Halbtonbildes, wie es in Fig. 3 wiedergegeben ist.

Um den Differentiationsprozeß noch deutlicher zu beschreiben, sind die Fig. 4, 5 und 6 wiedergegeben, die Einzelheiten und den Betrieb der passiven Schaltkreiselemente des in Fig. 1
dargestellten Differentiators 9 wiedergeben. Das Eingangssignal Si repräsentiert den Ausgang des Vorverstärkers 8 und
ist dadurch charakterisiert, daß es ein gefiltertes und verstärktes hochfrequentes zeitveränderliches Video-Signal aus
dem Faksimile-Abtaster darstellt. Das Ausgangssignal So, das über dem Widerstandselement R1 auftritt, stellt eine angenäherte erste Zeitableitung des Eingangssignals Si dar. Die
dynamische Antwort des in Fig. 4 dargestellten Schaltkreises kann geändert werden, indem die Kapazität C1 verändert wird, wodurch die Beziehung zwischen den Signalen Si und So verändert wird, womit Einrichtungen zur Verfügung stehen, um das
System an Halbtonbilder mit unterschiedlicher Schärfeeinstellung und Kantenqualitäten anzupassen. Wenn das Gerät in Betrieb ist, führt eine Pegeländerung des Signals Si, wie sie in Fig. gezeigt ist, zu einem Stromfluß durch den Widerstand R1, der zu einem Ausgangssignal So führt, das aus Impulsen besteht,
deren Größe proportional zur Änderungsrate des Pegels des
Eingangssignals Si ist. Die Höhe der von dem Schaltkreis erzeugten Impulse kann auch so beschrieben werden, daß sie proportional zu der Steigung des Signals Si am entsprechenden
Zeitpunkt ist, zu dem eine Pegeländerung auftritt, und daß
die Polarität des von dem Schaltkreis erzeugten Impulses von der relativen Richtung der Änderung diktiert wird, d. h. davon, ob sie positiv oder negativ ist. Bei einem konstanten Signalpegel Si ist die eingeschwungene Schaltkreisantwort Null,

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wie deutlich aus der in Fig. 6 wiedergegebenen Grafik hervorgeht. Das von der Schaltung ausgehende Ausgangssignal So der Fig. 6 wird dann einem unipolaren Verstärker zugeführt, wie bereits erläutert wurde.

Fig. 7 zeigt ein Beispiel von zahlreichen möglichen schematischen Diagrammen eines Verarbeitungs-Schaltkreises zur Ausführung der Funktionen der gegenwärtigen Erfindung. Ein Eingangssignal E. wird von dem Faksimile-Abtaster 1 der Fig. 1 dem Schaltkreis zugeführt und direkt dem Ausgang bei E . zugeleitet oder durch den Rest der Verarbeitungs-Schaltung über das Rauschfilter, je nach der Stellung der Schalter S1 und S3, die es ermöglichen, an den Ausgang E ., der dem Darstellungs-Monitor zugeführt wird, entweder ein Halbton-Bildsignal oder ein Strichzeichnungs-Signal zu liefern. Die Verarbeitungs-Schaltung der Fig. 7 umfaßt im wesentlichen eine Hintereinanderschaltung von Signal-Verarbeitungselementen, die ein Rauschfilter, einen Vorverstärker, einen variablen Differentiator, einen unipolaren Verstärker, einen Pegeldetektor und einen Impulsgenerator umfaßt, der Steuereinrichtungen zur Einstellung der Zeilenbreite besitzt. Es sollte bemerkt werden, daß die Anordnung und die Art der einzelnen Verarbeitungselemente geändert werden kann, um andere Schaltungsformen darzustellen, ohne daß vom eigentlichen Erfindungsgedanken abgewichen wird.

Patentansprüche;

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Claims (4)

- 14 Patentansprüche ;

1. Gerät zur Umsetzung von Halbtonbildern in Strichzeichnungen, wobei das Halbtonbild von einem Video-Abtaster abgetastet wird, um ein zeitabhängiges Video-Signal zu erzeugen, das repräsentativ ist für den Intensitätspegel des Halbtonbildes bei der Bild-Abtastung, wobei das zeitveränderliche Video-Signal durch eine elektronische Schaltung verarbeitet und dann einem Video-Empfänger zugeführt wird, um eine Strichzeichnung synchron mit dem Video-Abtaster wiederzugeben, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung einen einzigen passiven Differentiator (9) umfaßt, der auf das Video-Signal anspricht, um im wesentlichen sofort ein erstes Zwischensignal zu erzeugen, das eine ungefähre erste Zeitableitung des zeitveränderl liehen Signals darstellt, weiterhin einen unipolaren Verstärker (10), der auf das erste Zwischensignal reagiert, um ein zweites Zwischensignal zu erzeugen, das aus verstärkten Impulsen gleicher Polarität besteht, die sowohl den positiven als auch den negativen Impulsen des ersten Zwischensignals entsprechen, einen Detektor mit einstellbarem Pegel (11), der gegenüber allen den Impulsen des zweiten Zwischensignals empfindlich ist, die oberhalb eines vorbestimmten Pegels liegen, um ein drittes Zwischensignal zu erzeugen, und einen Impulsgenerator, der auf das dritte Zwischensignal reagiert, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das aus einem Impuls von konstanter Größe und Breite für jeden Impuls des zweiten Zwischensignals besteht, wobei der Impulsgenerator (12) mit dem Video-Empfänger (4) verbunden ist, um diesem das Ausgangssignal in der Weise zuzuführen, daß unmittelbar eine Halbton-Abbildung und/oder die Auswahl der Linien in der Strichzeichnung wiedergegeben werden, wobei die Auswahl in Übereinstimmung steht mit der entsprechenden Bedeutung in dem Halbtonbild, die unmittelbar durch Einstellung des Pegeldetektors (11) getroffen werden kann.

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2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die Breite der Ausgangsimpulse des Impulsgenerators zu verändern, wodurch sich die gleichförmige Breite der Linien in der Strichzeichnung entsprechend dem gewünschten Linienbild verändern.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstellbares Rauschfilter (7) sowie ein Vorverstärker (8) vorgesehen sind, die das Video-Signal filtern und vorverstärken, bevor es von dem passiven Differentiator (9) differenziert wird, wodurch Linien aufgrund von Korn-Rauschen und aufgrund von Fehlstellen in dem Halbtonbild oder auch aufgrund von Rauschen, das in dem Video-Abtaster (1) erzeugt wurde, von der Strichzeichnung entfernt werden kann, wodurch sich die Qualität der Strichzeichnung verbessert.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein handbetätigbarer Schalter (3) vorgesehen ist, um wahlweise das Video-Signal entweder dem passiven Differentiator (9) oder direkt dem Video-Empfänger (4) zuzuführen, wodurch entweder die Strichzeichnung oder das Halbtonbild von dem Video-Empfänger wiedergegeben werden kann.

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