DE2636337C2

DE2636337C2 - Verfahren zur Steuerung der Belichtung bei der Herstellung fotografischer Kopien

Info

Publication number: DE2636337C2
Application number: DE2636337A
Authority: DE
Inventors: Walter Dr. Russikon Grossmann
Original assignee: Gretag AG
Current assignee: Gretag AG
Priority date: 1975-08-14
Filing date: 1976-08-12
Publication date: 1986-10-23
Also published as: CA1074163A; BE845161A; FR2321140B1; US4092067A; DE2636337A1; JPS6025772B2; GB1552646A; IT1073668B; CH596573A5; JPS5255634A; NL7609041A; FR2321140A1

Description

= A D₁+ (1-A) I (D_max+D_ml„) + {1C>\ - ft«) · F

gebildet wird, worin D, die mittlere Dichte, D_max und D„,„ die maximale bzw. minimale Dichte der Kopiervorlage und K^c^i und JC_n^_x die beiden maximalen gewichteten Kontraste bedeuten und Λ ein konstanter Faktor von 0 bis 1, vorzugsweise 0,4 bis 0,9 sowie Fein konstanter Faktor von 0,5 bis 2, vorzugsweise 0,8 bis 1,2 ist.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopiervorlage bezüglich der Dichten in den drei Grundfarben abgetastet und aus den so gewonnenen drei Farbdichtewerten in jedem Bildpunkt der zugehörige Wert der Neutraldichte ermittelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutraldichten durch gewichtete Mittelung der drei Farbdichten gebildet werden, wobei die Wichtfaktoren so gewählt werden, daß die Dichte in der Grundfarbe Blau am wenigsten und die Dichte in der Grundfarbe Grün am stärksten in die Neutraldichte eingeht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zur Steuerung der Belichtung so bei der Herstellung fotografischer Kopien.

Erfahrungsgemäß müssen im Dichteaufbau ähnliche Kopiervorlagen, in der Regel Negative, oft sehr unterschiedlich kopiert werden, ja nachdem ob sich der Motivschwerpunkt (zum Beispiel Personen) im hellen oder dunklen Bereich des Bildes befindet.

Bei einer Blitzlichtaufnahme liegt der bildwichtige Teil im allgemeinen in den dichten Stellen des Negativs SS oder stellt überhaupt die dichteste Stelle dar, da z. B. bei Personenaufnahmen das Gesicht der aufzunehmenden Person direkt vom Blitzlicht angestrahlt wird. In diesem Fall ist es wichtig, daß bei der Herstellung der Kopie die dichten Stellen des Negativs richtig wiedergegeben werden. Bei einer Straßenszene dagegen in einer engen, im Schatten liegenden Straße befindet sich der bildwichtige Motivteil meist in den Schattenpartien, also in den Bereichen geringer Negati-dichte, während z. B. ein zufällig etwa am Bildrand sichtbares Stück Himmel, das eine hohe Dichte im Negativ hervorruft, nicht bildwichtig ist. Ein Negativ mit einem solchen Motiv muß daher zur richtigen Wiedergabe des bildwichtigen Bereichs gegenüber einer Blitzlichtaufnahme mit annähernd gleicher Gesamtdichte eine stark verminderte Belichtung erfahren.

Zur weiteren Absenkung der bei den heutigen automatischen Kopiergeräten ohnehin bereits sehr niedrigen Ausschußrate ist daher unbedingt erforderlich, die Kopiervorlagen mit Hilfe geeigneter Kriterien nach ihren Motiven zu unterscheiden und entsprechend verschieden zu behandeln. Es sind zwar in dieser Hinsicht bereits zahlreiche Vorschläge bekanntgeworden. Diese Vorschläge lösen jedoch, obwohl sie eine gewisse Qualitätsverbesserung mit sich bringen, das vorstehende Problem nur zum Teil und nicht in allen Fällen vollauf befriedi-

So ist beispielsweise aus der DE-PS 10 42 374 ein Kopierverfahren bekannt, bei welchem die Dichte der Vorlage in den drei Grundfarben punktweise abgetastet wird und aus den so erhaltenen diskreten Dichtewerten durch gewichtetes Mitteln Flächendichten gewonnen werden, aus welchen dann wie bei den bekannten Verfahren mit integraler Dichtemessung die Fil-erkombination für die Belichtung des Kopiermaterials ermittelt wird. Bei der gewichteten Mittelung werden die Dichtewerte in Abtastpunkten des zentralen Vorlagenbereichs star- j ker bewertet als die vom Randbereich der Vorlage. Dieses bekannte Verfahren macht sich die Erfahrungstatsache zunutze, daß der Motivschwerpunkt im allgemeinen im Zentrum eines Bildes zu finden ist Es kann zwar bei geeigneter Auswahl der Wichtkoeffizienten eine gewisse Qualitätsverbesserung bringen, ist aber nicht ausreichend empfindlich, um auch bei den eingangs geschilderten Extremfallen von Kopiervorlagen immer zu einwandfreien Kopien zu führen.

Des weiteren ist beispielsweise aus der DE-AS17 72 475 sowie aus der DE-OS 2143 023 bekannt, das Bildfeld der Kopiervorlage in einen geschlossenen bzw. io zwei Hälften geteilten Randbereich und in eine Vielzahl von kleinen, im Bildzentrum befindlichen Teilbereichen aufzuteilen, die Vorlage in jedem einzelnen Bereich gesondert auszumessen und anhand der Einzelmeßergebnisse eine Belichtungsklassifizierung nach wohlbekannten Kategorien vorzunehmen. Beim Verfahren nach der DE-AS 17 72 475 gehen in die Klassifizierung im wesentlichen nur zwei Werte ein, und zwar die mittlere Dichte des gesamten Randbereichs und die maximale Dichte der zentralen Teilbereiche. Beim Verfahren nach der DE-OS 21 43 023 ist die Klassifizierung etwas verfeinert, in dem dort die mittleren Dichten der beiden Randbereichhälften getrennt betrachtet werden. Obwohl sich bei diesen beiden bekannten Verfahren gegenüber den Verfahren mit integraler Dichtemessung und auch gegenüber dem Verfahren nach der DE-PS 10 42 374 bereits eine gewisse Verbesserung der Ausbeute qualitativ befriedigender Kopien erzielen läßt, kann es doch insbesondere wegen der nur geringen Anzahl der in die Klassifizierung eingehenden Parameter nicht allen in der Praxis auftretenden Ansprüche gerecht werden.

Schließlich ist beispielsweise aus der DE-OS 2142 176 ein Belichtungssteuerungsverfahren bekannt, bei welchem die Dichte der Kopiervorlage punktweise abgetastet wird und wobei insbesondere diejenigen Dichtewerte, die aus einem speziellen Bereich der Vorlage stammen, zur Bestimmung der Belichtungsdaten herangezogen werden. Der spezielle Bereich wird dabei nun Vorlage zu Vorlage individuell ausgewählt und umfaßt den bildwichtigen Bereich der Vorlage. Zur Ermittlung der Belichtungsdaten werden die mittlere Dichte, die maximale Dichte und der mittlere Kontrast von Abtastpunkt zu Abtastpunkt des ausgewählten Bereichs sowie gegebenenfalls die mittlere Dichte der gesamten Kopiervorlage ausgewertet. Bei diesen Kopierverfahren läßt sich die Belichtung der Vorlage durch geeignete Auswahl des speziellen Abtastbereichs zwar sehr gut an die spezifischen motivbedingten Gegebenheiten jeder einzelnen Vorlage anpassen. Die Auswahl des speziellen Abtastbereichs muß j edoch visuell erfolgen. Dieses Verfahren ist daher in dieser Form nicht zur Automatisierung geeignet. Legt man andererseits, wie in der DE-OS 21 42 176 ebenfalls vorgeschlagen wird, den speziellen Abtastbereich für alle Vorlagen fest, zum Beispiel etwa auf den Zentralbereich der Vorlage, so läßt sich zwar der visuell durchzuführende Verfahrensschritt vermeiden, jedoch sind dann die in diesem Verfahren verwendeten, in die Berechnung der Belichtungsdaten eingehenden Größen nicht in jedem Falle zur Herstellung qualitativ einwandfreier Kopien ausreichend.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, ein zur Automatisierung geeignetes Verfahren zur Steuerung der Belichtung bei der Herstellung von fotografischen Kopien anzugeben, welches bei vertretbarem apparativem Aufwand praktisch für alle Arten von Kopiervorlagen und möglichst unabhängig von deren Motiv zu optimalen; Kopien führt. Das dieser Aufgabe gerecht werdende Verfahren ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Durch die Aufteilung der Vorlage in mehrere Zonen und individuelle Auswertung der Dichtewerte innerhalb dieser Zonen unterjeweiliger Bezugnahme auf einen für alle Zonen gleichen Dichtewert, wird erstmals die Voraussetzung dafür geschaffen, die Dichteverteilung der Kopiervorlage so genau zu erfassen, daß der bildwichtige Bereich praktisch bei jedem beliebigen Motiv optimal belichtet wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betreibbaren Kopiervorrichtung, Fig. 2 ein detailliertes Blockschema der Belichtungssteuerung gemäß Fig. 1, und

Fig. 3 eine detaillierte Blockdarstellung einer Stufe aus Fig. 2.

Die in F i g. 1 dargestellte Kopiervorrichtung umfaßt im wesentlichen zwei Stationen, welche von einer streifenförmigen, im folgenden kurz als Film bezeichneten Kopiervorlage 1 hintereinander durchlaufen werden. In der ersten Station erfolgt die Abtastung des Films und in der zweiten Station wird der Film auf einen Streifen eines fotoempfindlichen Materials 2, im allgemeinen eines Farbpapiers, abgebildet.

Dia Abtaststation umfaßt eine Lichtquelle 3, eine Optik 4, ein von einem Synchronmotor S angetriebenes Spiegelrad 6, einen Kondensator 7, einen Strahlenteiler 8 und drei auf je eine der Grundfarben sensibilisierte Fotoempfänger 9. Durch das Spiegelrad wird der von der Optik kommende Abtaststrahl quer zur Längsrichtung des Films abgelenkt. Seitlich neben dem Film 1 ist ein weiterer Fotoempfänger 10 angeordnet, der am Anfang jeder Abtastzeile einmal beleuchtet wird und zur Zeilensynchronisation dient. Auf der gegenüberliegenden Seite des Films 1 ist ein Referenzfeld 11 mit einer bestimmten Dichte angeordnet. Dieses wird ebenfalls pro Abtastzeile einmal beiichiei und dieni zur Kalibrierung des Mcßsysicnis. EiFi Kcfbcfiäbtästcf 12 spricht auf Positionierungskerben am Filmrand an und dient zur Erfassung der Filmstellung.

Die Belichtungsstation entspricht der eines gewöhnlichen Printers und umfaßt eine Lichtquelle 13, einen Lichtschacht 14 mit Diffusorscheibe, eine Abbildungsoptik 15, einen servobetätigten Filtersatz 16 und einen Verschluß 17. Ferner sind in der Belichtungsstation ein Schrittmotor 18 für den Filmtransport und ein weiterer Kerbenabtaster 19 angeordnet.

Zur Steuerung des Funktionsablaufes in den beiden Stationen sind diese mit einer Auswerte- und Steuerstation 20 verbunden, die ihrerseits an einen Prozeßrechner 21, beispielsweise einen Computer mit der Typenbe-

zeichnung Nova 1200 der Firma Data General angeschlossen ist.

In der Abtaststation wird der Film 1 mittels des an sich bekannten Abtastsystems in den drei Grundfarben Bild für Bild punktweise in etwa quer zur Filmlängsrichtung verlaufenden Zeilen abgetastet. Der Übergang von einer ■'■''

Zeile zur anderen wird durch den Filmvorschub erreicht, welcher zwischen zwei Belichtungsphasen in der ί V

S Belichtungsstation erfolgt. Die Aufspaltung der Abtastzeilen in diskrete Meßpunkte erfolgt elektronisch in der |]i

Auswertestation 20. Das Spiegelrad 6 und der Filmtransportschrittmotor 18 sind mittels des Fotoempfängers 10 i§

synchronisiert. Aufgrund der nicht immer konstanten Abstände zwischen den einzelnen auf dem Film 1 festge- |l

haltenen Bildern kann es vorkommen, daß sich der Abtaststrahl bei stillstehendem Film nicht genau zwischen '<■

zwei Bildern befindet, sondern über den Bereich eines Bildes streicht. Dadurch wird ein und dieselbe Bildzeile mehrmals abgetastet. Mit Hilfe des Kerbenabtasters 12 und der Steuergrößen für den Filmtransportschrittmotor

18 wird in der Auswertestation jedoch bewirkt, daß die Meßwerte aus mehrfach abgetasteten Bildzeilen nur ein ,

einziges Mal und Meßwerte aus außerhalb der Bilder liegenden Abtastbereichen nicht berücksichtigt werden. .,:

Dies gilt selbstverständlich nicht für das Referenzfeld 11, welches am Ende jeder Zeile abgetastet wird und einen ';;.

konstanten Referenzwert liefert, anhand dessen eine kontinuierliche Kalibrierung des Meßsystems erfolgt, so ||

IS daß Drifterscheinungen vermieden werden. ||

Die auf diese Weise ermittelten Dichtewerte der einzelnen Meßpunkte je eines Bildes werden vom Prozeß- ^

rechner 21 nach der noch zu beschreibenden Vorschrift ausgewertet und daraus die Steuergrößen für den Filter- j|

satz 16 und die Belichtungszeit bestimmt. Die so erhaltenen Werte werden nun so lange gespeichert, bis das |!

betreffende Biid in der Belichtungsstation angekommen ist. ΐ

Der Kerbenabtaster 19 veranlaßt den Stillstand des Films, wenn sich das Bild in der richtigen Position beim- -

det. Nunmehr werden die Belichtungswerte automatisch eingestellt und es erfolgt die Belichtung in an sich bekannter Weise nach dem additiven oder subtraktiven Prinzip.

Wie bereits vorstehend erwähnt, wird von jedem Bild der Kopiervorlage in einer bestimmten Anzahl von Meßpunkten die Transparenz bzw. Dichte in den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau ausgemessen. Im Prozeßrechner 21 werden die zur Transparenz der Meßpunkte proportionalen Ausgangssignale der Fotoempfänger 9 zunächst mit Hilfe eines logarithmischen Analog-Digital-Wandlers in Dichtewerte umgerechnet. Anschließend wird für jeden Abtastpunkt durch gewichtetes Mitteln aus den drei Farbdichtewerten die Neutraldichte bestimmt. Die Mittelung erfolgt so, daß die Dichte in der Grundfarbe Blau am schwächsten und die Dichte in der Grundfarbe Grün am stärksten in die Neutraldichte eingeht. Vorzugsweise verhalten sich die Anteile der

Farben Blau, Grün und Rot etwa wie 1:5:4. Selbstverständlich ließe sich die Neutraldichte mittels eines weite- <

ren Fotoempfangers auch direkt, d. h. ohne den Umweg über die drei Farbdichten ermitteln. i

Die Werte D_m der Neutraldichte in den einzelnen Abtastpunkten werden nun zur Steuerung der Neutraldichte der herzustellenden Kopie ausgewertet Und zwar wird dazu die mittlere Dichte D, der gesamten Kopiervorlage gebildet und der Mittelwert (D_nax + D_mi„)/2 aus der höchsten Dichte und der geringsten Dichte der Vorlage bestimmt Die mittlere Dichte und der Dichtemittelwert werden gemäß der Formel

D¹ = A ■ D₁ + (1 - A) (D_max + D_nJIl

addiert. Der Faktor A liegt zwischen 0 und 1, vorzugsweise etwa zwischen 0,4 und 0,9.

Ferner wird in jedem Abtastpunkt der Kontrast K_n = (D_n - D_mi„) bezüglich der minimalen Dichte D_mm der Vorlage bestimmt und durch Multiplikation mit einem Wichtfaktor C in einen gewichteten Kontrast K_n als Zwischenwert umgerechnet. Der Wichtfaktor C ist entsprechend dem Hauptgedanken der Erfindung nicht über die gesamte Vorlagenfläche konstant, sondern hängt von der geometrischen Lage des jeweiligen Abtastpunkts ab. Das Bildfeld der Kopiervorlage ist dabei in fünf (oder gegebenenfalls auch mehr oder weniger) konzentrische Zonen eingeteilt, deren jeder ein anderer, innerhalb jeder Zone jedoch konstanter Wichtfaktor Czugeordnet ist. Dabei ist der der innersten Zone zugeordnete Faktor stets größer als Eins, der der äußersten Zone zugeordnete Faktor stets kleiner als Eins und die den dazwischenliegenden Zonen zugeordneten Faktoren haben Werte zwischen den Werten der beiden genannten Faktoren. Die Aufteilung des Bildfeldes kann beispielsweise in 10x10-Elementarflächen erfolgen, wobei diese Elementarflächen zu vier ringförmigen Zonen je von der Breite einer Elementarfläche und eine zentrale Zone aus vier Elementarflächen zusammengefaßt sind.

Die Werte der Faktoren nehmen vorzugsweise von der innersten Vorlagenzone nach der äußersten hin monoton ab. Eine zweckmäßige Dimensionierung der Wichtfaktoren C ist etwa durch die folgende Zahlenfolge gegeben:
1^—1,4—1,3—1,0-0,7. Die Abstufung der Wichtfaktoren hängt natürlich auch von der Aufteilung des Bildfeldes in die einzelnen Zonen ab. Im allgemeinen sollten die Wichtfaktoren jedoch nicht größer als 2 und nicht kleiner als 0,5 sein. _

Nunmehr wird der maximale Zwischenwert bzw. gewichtete Kontrast K_n^_x = [C ■ (D_n - D_nJ]_n^_x aus allen Zonen mit O 1 und der maximale gewichtete Kontrast K_n^_x = [C · (D_n - D_nJ]_n^ aus allen Zonen mit C< 1 ermittelt, die Differenz ffäl - K_n^_x gebildet und mit einer Konstanten F, die zwischen 0,5 und 2, vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,2 liegt oder auch 1 sein kann, multipliziert Der so gebildete Wert wird nun zum Wert D' addiert und liefert schließlich den für die Bestimmung der Belichtungsdaten maßgebenden Endwert D:

D=aD, + (\-a)(D_nax + D_mJ/2 + F- [C · (D_n-D_nJ]_n^ - [C(D_n-D_nJ)_n^.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Kontraste in den einzelnen Abtastpunkten auf die Minimaldichte D_min der Vorlage bezogen. Es versteht sich, daß dazu auch ein anderer Wert, beispielsweise etwa die mittlere Dichte D₁ oder die Dichte D' herangezogen werden könnte. In diesem Falle müßten die Wichtfaktoren C sinngemäß angepaßt werden.

Der die gewichteten Kontraste enthaltende Summand des Tür die Belichtungssteuerung maßgebenden Endwerts D ist sehr stark motivabhängig und ergibt daher die motivbedingten Korrekturen. Wie man leicht sieht, wird dieser Summand umso größer, je näher sich die Stellen größter Dichte im zentralen Bereich der Kopiervorlage befinden, und umso kleiner, je weiter sie davon entfernt liegen. Dies führt beispielsweise bei Blitzlichtaufnahmen, bei welcher die dichten Stellen im Negativ in der Regel mit dem bildwichtigen Bereich zusammenfallen und in der Bildmitte liegen, zu einer Verlängerung der Belichtungszeit gegenüber einem normalen Negativ gleicher mittlerer Dichte. Negative hingegen, bei denen die zentralen Bildpartien flach sind und die gegebenenfalls in den Randzonen liegende Dichtemaxima besitzen, beispielsweise etwa schattige Straßenzonen, werden beim Kopieren kürzer belichtet. Somit werden also die bildwichtigen Bereiche der Vorlage in praktisch allen Fällen und unabhängig vom Motiv korrekt belichtet.

Obwohl sich die vorstehende Beschreibung des erfindungsgemäßen Belichtungssteuerungsverfahrens auf Negative als Kopiervorlage bezieht, ist es für den Fachmann klar, daß das Verfahren grundsätzlich auch beim Kopieren von positiven Kopiervorlagen anwendbar ist. In den Formeln brauchen dazu nur die maximalen und minimalen Dichten sinngemäß gegenseitig ausgetauscht zu werden.

Bei der Herstellung von Farbkopien muß neben der Neutraldichte bekanntlich auch das Farbgleichgewicht, also das gegenseitige Verhältnis der Belichtungsintegrale in den drei Grundfarben gesteuert werden. Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden dazu im Prozeßrechner für jeden Abtastpunkt die Differenz zwischen den Dichtewerten in zwei Grundfarben, beispielsweise Blau und Grün, und die Differenz zwischen den Dichtewerten in einer dieser beiden Grundfarben und in der dritten Grundfarbe, beispielsweise Grün und Rot, gebildet und mit den entsprechenden Dichtewertdifferenzen einer Referenzvorlage verglichen, die dem Durchschnitt einer größeren Reihe von Kopiervorlagen entspricht. Sie hat über das gesamte Bildfeld eine homogene Dichteverteilung und ist daher durch Angabe je eines einzigen Dichtewertes in den drei Grundfarben vollständig bestimmt. Diese drei Dichtewerte sind in einem Speicher des Prozeßrechners 21 enthalten. Formelmäßig läßt sich der Vergleich zwischen Kopiervorlage und Referenzvorlage folgendermaßen ausdrucken:

ϋ_κΟ_σΟ_ΝΗΟ_Ν(.±^

Die Größe der Konstanten rf, und d_} beträgt etwa 0,1 bis 0,2 Dichteeinheiten.

Dieser Dichtedifferenzvergleich bildet ein Auswahlkriterium dafür, ob der betreffende Abtastpunkt zur Ermittlung der Farbkorrekturen für die Belichtungswerte herangezogen wird oder nicht. Der Abtastpunkt gilt nur dann als berücksichtigbar, wenn beide der vorstehenden Bedingungen erfüllt sind.

Anstelle dieses relativ einfachen Kriteriums kann auch ein etwas komplizierteres verwendet werden, welches sich formel mäßig folgendermaßen ausdrückt:

aD, + bDj + cD_{k n} aD_N.+bD_Nj+cD_Nk

Di S Dν — ± Hi

a + b+c ^N' a + b + c

aD, + bDj + cD_k _< _ afiy, + ^ + cAv_t ₊

«Αν,.+^ + ίΑν, ^ ^

In diesen Formeln bedeuten die Indices /, j und k die drei Grundfarben, der Index JVdie Referenzvorlage und a, b und c konstante Wichtfaktoren. Die Konstante d₂ ist von derselben Größenordnung wie </, und d₃. Die Wichtfaktoren a, b und c liegen normalerweise im Bereich von 0 bis 1. Dabei ist es zweckmäßig, daß ihrgegenseitiges Verhältnis 10:1 nicht überschreitet. Für die meisten Fälle genügt es jedoch vollauf, wenn alle Wichtfaktoren gleich groß sind. Mit dieser Spezialisierung lautet dann das Auswahlkriterium für die einzelnen Abtastpunkte beispielsweise:

_±di

³ 60

D_R- ^D'+*1*L <_Dnr-

Darin stehen die Buchstaben B, G und R für die Primärfarben Blau, Grün und Rot.

Für die Praxis genügt es auch, wenn wenigstens zwei dieser Bedingungen erfüllt sind, jedoch ist es vorteilhaft, wenn die zur Ermittlung der Belichtungswerte herangezogenen Abtastpunkte alle drei Bedingungen erfüllen. Eine Abweichung der Dichtedifferenzen eines Abtastpunktes von den entsprechenden Differenzen der Refe-

renzvorlage um mehr als die durch die Konstanten d\ bis J₃ festgelegten Toleranzen bedeutet, daß der betreffende Abtastpunkt eine relativ stark gefärbte Bildstelle repräsentiert, welche auf eine Farbdominanz hindeutet und daher zur Farbkorrekturwertebestimmung nicht herangezogen werden sollte. Auf diese Weise wird der Einfluß von Farbdominanten auf die Farbkorrekturwerte weitestgehend herabgesetzt.

S Bei Kopiervorlagen mit einem sehr großen Anteil an stark gefärbten Bildpunkten, z. B. Motive mit Wasser und Himmel, besteht die Gefahr, daß nur sehr wenige oder unter Umständen überhaupt keine die obigen Auswahlkriterien erfüllenden Abtastpunkte übrigbleiben. Aus diesem Grunde ist eine gewisse Mindestzahl von Meßwerten festgelegt, welche zur Auswertung heranziehbar sein müssen. Falls die Kopiervorlage nicht ausreichend Abtastpunkte hat, die die Auswahlkriterien erfüllen, werden für jeden von der festgelegten Mindestzahl fehlenden Abtastpunkt die drei Dichtewerte der Referenzvorlage substituiert. Auf diese Weise entsteht eine Unterkorrektur, indem bei abnehmender Zahl der auswertbaren Abtastpunkte in zunehmenden Maße das Farbgleichgewicht der Referenzvorlage Grundlage der Farbkorrektur wird. Da im Durchschnitt jede Kopiervorlage einen bestimmten Anteil von stark gefärbten Bildstellen hat, ist die genannte Mindestzahl der ausgewerteten Meßwerte nicht auf das Total aller Abtastpunkte eingestellt, sondern nur auf einen gewissen Prozentsatz davon. Bei-

IS spielsweise kann dieser Prozentsatz etwa 30-70, vorteilhaft etwa SO betragen. Damit wird erreicht, daß bis zu einem Ausfall von 70-30% der Abtastpunkte eine volle Farbkorrektur durchgeführt wird und erst bei weniger als 30-70% auswertbaren Abtastpunkten ein Ergänzen durch die Werte der Referenzvorlage und damit schließlich eine Unterkorrektur stattfindet.
Die nach der Ausscheidung der die Auswahlkriterien nicht erfüllenden Abtastpunkte verbleibenden Meßwerte werden im Prozeßrechner nach der Vorschrift

V¹ ' '"

in an sich bekannter Weise in Flächendichten D_{u k} für die einzelnen Grundfarben k, j und k umgewandelt. R bedeutet die Anzahl der auswertbaren Abtastpunkte bzw. die festgelegte Mindestanzahl. Die Wichtfaktoren e, sind im allgemeinen alle gleich groß, sie können jedoch erforderlichenfalls auch verschieden sein. So ist es zum Beispiel möglich, in Analogie zur Dichtesteuerung eine zentrale Zone in der Kopiervorlage stärker zu berücksichtigen als periphere Zonen. Dadurch haben die im Bildzentrum liegenden bildwichtigen Teile der Kopiervorlage auch auf das Farbgleichgewicht einen größeren Einfluß als die weniger wichtigen Bildteile.

Die auf diese Art ermittelten Flächendichten werden nun zweckmäßigerweise nur zur Farbsteuerung verwendet, d. h., zur Steuerung des gegenseitigen Verhältnisses der drei Teilbelichtungen in den einzelnen Grundfarben. Zu diesem Zweck werden die drei Differenzen

Atj.k - A./* j

gebildet und aus ihnen die Belichtungswerte für die Steuerung des Farbgleichgewichts ermittelt.

In den F i g. 2 und 3 sind die Steuerstation 20 und der Prozeßrechner 21 detaillierter dargestellt. Die Steuerstation 20 umfaßt einen zentralen Taktgenerator 201, einen Filmbewegungsdetektor 202, eine Synchronisierstufe 203, Torschaltungen 204 und 205, Austaststufen 206 und eine Belichtungssteuerstufe 207. Letztere ist von der Art, wie sie bei Kopierverrichtungen mit integraler Lichtmessung verwendet werden und beispielsweise in den US-PS 34 82 916 und US-PS 36 72 768 enthalten sind.

Der Prozeßrechner 21 umfaßt drei logarithmische Analog-Digitalwandler 301, eine Dichtekorrekturstufe 302, einen Wichter 303, Subtrahierer 304, einen Vergleichswertbilder 305, einen Diskriminator 306, Torschaltungen 307 und 308, einen Speicher 309, einen Zähler 310, eine weitere Torschaltung 311, Mittelwertbilder 312, einen

so weiteren Mittelwertbilder 313, Subtrahierer 314, Addierer 315 und Schieberegister 316.

Im folgenden wird der Einfachheit halber nur von Dichte- und anderen Werten gesprochen. Es ist jedoch selbstverständlich, daß diese Worte innerhalb der Steuerschaltung in Form entsprechender elektrischer Signale vorliegen.
Der Synchronmotor 5 für den Antrieb des Spiegelrads 6 und der Schrittmotor 18 für den Filmvorschub werden über Verstärker 5' bzw. 18' vom Taktgenerator 205 gesteuert. Der Filmbewegungsdetektor 202 stoppt den Filmantriebsmotor 18 über die Torschaltung 205, wenn der Kerbenabtaster 19 die richtige Positionierung eines Negativbilds in der Belichtungsstation meldet. Sobald die Belichtung beendet ist, gibt die Belichtungssteuerstufe 207 über die Leitung 208 ein Signal an die Torschaltung 205 ab, wodurch diese wieder öffnet und den Filmvorschub wieder in Gang setzt. Der Filmbewegungsdetektor 202 steuert auch die Torschaltungen 204 und die Synchronisierstufe 203 an. Erstere werden nur dann geöffnet und geben die von den Fotozellen 9 erfaßten Abtastwerten nur dann an die Austaststufen 206 weiter, wenn einerseits der Film in Bewegung ist (Kerbenabtaster 19) und andererseits der Kerbenabtaster 12 den Anfang eines Bildfeldes meldet. Die Synchronisierstufe 203 erhält einen Zeilensynchronisierimpuls von der Fotozelle 10 und steuert die Austaststufen 206 derart, daß diese die Abtastzeilen in eine Anzahl von diskreten Meßpunkten aufteilen und jedes einzelne Bild des Filmstreifens 1 in gleicher Weise abtasten, so daß also jeder Meßpunkt für jedes Bild die gleiche geometrische Lage bezüglich dieses Bilds einnimmt. Damit besteht eine eindeutige Zuordnung zwischen der Ordnungsnummer eines Meßpunkts (jt-ter Punkt in derj>-ten Zeile) und dem geometrischen Ort dieses Meßpunkts auf jedem ausgemessenen Bild auf dem Film 1. Die Synchronisierstufe 203 erzeugt ferner an ihrem Ausgang 203a auch ein Endsignal, wenn

ein Bild vollständig abgetastet ist. Dieses Endsignal wird den Integratoren312 und der Dichtekorrekturstufe 302 zugeführt und bewirkt dort nach jeder vollständigen Abtastung eine Rücksetzung auf den Ausgangszustand, so daß diese Funktionsstufen zur Verarbeitung der vom nächsten Bild stammenden Meßwerte vorbereitet werden.

Die von den Austaststufen 206 erzeugten analogen diskreten Meßwerte werden nun dem Prozeßrechner 21 zugeführt und gelangen dort zu den logarithmischen A/D-Wandlern 301, welche sie in digitale Farb-Dichtewerte D₁, D, und D_k umwandeln. Diese Dichtewerte gelangen in den Wichter 303, in die Subtrahierer 304, in die Dichtekorrekturstufe 302 und über die Torschaltungen 307 in die Mittelwertbilder 312. Im Wichter303 wird für jeden einzelnen Meßpunkt aus den drei Farbdichten D₁, Dj und D_k der Ausdruck (aD/+ bDj+cD_k): (a+b + c) gebildet. Die Wichtfaktoren sind über eine durch die Pfeile 303a symbolisierte Eingabe sowohl in den Wichter selbst als auch in den Vergleichswertbilder 305 eingebbar. Der genannte Ausdruck wird dann in den Subtrahierern 304 von den Farbdichten D₁, D₁ und D_k abgezogen und die so gebildeten Differenzen gelangen in den Diskriminator 306, welchem über eine durch Pfeile 306a angedeutete Eingabe die Toleranzen a",, d₂ und </₃ eingegeben werden können.

Die drei Farbdichtewerte Dn₁, Ds₁ und Ds_k des Standard- oder Referenznegativs gelangen über die durch die Pfeile 305a symbolisierte Eingabe in den Speicher 309 und in den Vergleichswertbilder 305. Dieser bildet aus ihnen auf analoge Weise wie der Wichter 303 und die Subtrahierer 304 drei Differenzwerte, welche ebenfalls in den Diskriminator 306 gelangen. In letzterem werden diese Differenzwerte mit den von den Subtrahierern 304 gebildeten verglichen. Bei Erfülltsein der weiter vorne beschriebenen Bedingungen gibt der Diskriminator ein Signal an die Torschaltungen 307 und an den Zähler 310 ab, welches erstere öffnet und die Dichtewerte des betreffenden Meßpunkts an die Mittelwertbilder 312 weiterleitet und welches den Zähler 310 um einen Schritt weiterschaltet. Auf diese Weise gelangen alle Farbdichten von für verwertbar befundenen Meßpunkten in die Mittelwertbilder.

Die Anzahl der verwertbaren Meßpunkte wird vom Zähler gezählt. Der Zähler 310 ist auf einen bestimmten Sollwert voreinstellbar, was durch den Pfeil 310a angedeutet ist. Bei Erreichen dieses Sollwerts gibt er ein Signal ab und geht automatisch wieder auf seine Ausgangsstellung zurück. In der Praxis ist der Zähler, wie weiter oben 2S angedeutet, auf einen Sollwert zwischen etwa 30 und 70% der totalen Meßpunktanzahl eingestellt. Wenn nun die Anzahl der für verwertbar befundenen Meßpunkte geringer als der voreingestellte Sollwert ist, kann das Endsignal von der Synchronisierstufe 203 die Torschaltung 311 öffnen, so daß diese vom Taktgenerator stammende Taktimpulse an die Torschaltungen 308 und an den Zähler 310 weitergibt. Mit jedem Taktimpuls wird aus dem Speicher309 das Wertetripel D_n,, Dn₁ und D_Nk einmal ausgelesen und an die Mittelwertbilder 312 weitergeleitet. Gleichzeitig zählt der Zähler 310 um einen Schritt weiter. Sobald der Zähler sein Sollstand erreicht hat, gibt er ein Signal an die Torschaltung 311 ab, welches letztere schließt, so daß keine Farbdichtetripel aus dem Speicher mehr ausgelesen werden können.

Die Mittelwertbilder 312 bilden aus sämtlichen ihnen zugeführten Farbdichtewerte je einen Mittelwert. Diese werden im Mittelwertbilder 313 nochmals gemittelt. Der Jetztgebildete Mittelwert wird nun in den Subtrahierern 314 von den drei Farbdichtemittelwerten D₁, Dj und D_k abgezogen. Den so gebildeten Differenzen Δ i, j, k wird in den Addierern 315 der in der Dichtekorrekturstufe 302 aus den Farbdichten D₁, Dj und D_k sämtlicher Meßpunkte gebildete, für die Steuerung der Gesamtneutraldichte maßgebende Endwert D hinzugefügt. Die so gebildeten drei Summen (Δ i, j, k + D) stellen nun die den bei integraler Lichtmessung äquivalenten Eingangsgrößen für die Belichtungssteuerstufe 207 dar und werden dieser über Schieberegister 316 zugeführt. Die Schieberegister gegen die Eingangsgrößen erst dann an die Belichtungsstufe 316 ab, wenn das diesen Größen zugrundeliegende Bild des Films 1 in der Belichtungsstation angekommen ist.

In Fi g. 3 ist die Dichtekorrekturstufe 302 detailliert dargestellt. Sie umfaßt einen Wichter401, je einen Maximum- und einen Minimum-Detektor 402 bzw. 403 einen Mittelwertbilder 404, einen weiteren Mittelwertbilder 405, einen Wichter 406, einen Zonen-Dekodierer 407, fünf Zonenrnaxitnurn-Detektoren 408, fünf Subtrahicrcr 409, fünf Multiplizierer 410, einen weiteren Maximum-Detektor 411, einen weiteren Subtrahierer 412, einen weiteren Multiplizierer 413 und einen Addierer 419.

Im Wichter 401 werden aus den drei Farbdichten jedes Meßpunkts die Neutraldichten D_m gemäß der Formel

D_n,= D_B + 5D(;+4D_R

gebildet. Der Mittelwertbilder 404 mittelt diese Neutraldichten D_n, und bildet aus ihnen die mittlere Dichte D,. Der Maximum-Detektor 402 ermittelt die maximale Dichte D_max, der Minimum-Detektor 403 die minimale Dichte D_mi„. Die letzteren beiden Dichten werden im Mittelwertbilder 405 gemittelt. Der so gebildete Mittelwert wird im Wichter 406 mit der mittleren Dichte Z), gemäß der Formel

D' = AD_l + (\-A){D_max+D_m,_r)l2

kombiniert. Der Faktor A ist, wie durch den Pfeil 406a angedeutet, eingeh- bzw. einstellbar.

Die Neutraldichten D_m der einzelnen Meßpunkte gelangen auch in den Zonen-Dekodierer 407. Dieser führt die einzelnen Werte D_m entsprechend der Zugehörigkeit der betreffenden Meßpunkte zu den verschiedenen Bildzonen einem der fünf Zonenmaximum-Detektoren 408 zu, weiche aus jeder Bildzone die maximale Dichte bestimmen. Von diesen maximalen Zonendichten wird in den Subtrahierern 409 die Gesamt-Minimaldichte D„j„ abgezogen und somit für jede Zone ein Maximalkontrast gebildet. Dieser wird in den Multiplizierern 410 mit für jede Zone verschiedenen Wichtfaktoren C multipliziert. Die Wichtfaktoren sind einstellbar, was durch die Pfeile 410a angedeutet ist. Der Maximum-Detektor 411 bestimmt aus den gewichteten Kontrasten der Zonen mit Wichtfaktoren > 1 den maximalen gewichteten Kontrast K^fJ. Von diesem wird nun im Subtrahierer 412 der maximale gewichtete Kontrast K^fI für die eine Zone mit einem Wichtfaktor C< 1 abgezogen. Wären

mehrere Zonen mit Wichtfaktoren <1 vorhanden, müßts entsprechsnd dem Maximum-Detektor 411 ein zusätzlicher Maximum-Detektcr vorgesehen sein.

Die im Subtrahierer 412 gebildete Differenz wird im Multiplizierer 413 mit einem Faktor /"multipliziert. Die Eingabe des Faktors ir» durch den Pfeil angedeutet Der so multiplizierte Wert wird nunmehr im Addierer dem vom Wichter 406 gebildeten Wert D' hinzugefügt und ergibt zusammen mit diesem die für die Steuerung der Gesamthelligkeit maßgebliche Steuerdickte D.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 10

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung der Belichtung bei der Herstellung fotografischer Kopien, bei welchem die Kopiervorlage punktweise abgetastet, von jedem Bildpunkt die Neutraldichte bestimmt und aus den emzelnen Neutraldichtewerten unter je nach geometrischer Lage der betreffenden Bildpunkte verschiedener Bewertung die Belichtungsdaten ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopiervorlage in konzentrische, wenigstens zwei Bildpunkte umfassende Zonen eingeteilt wird, daß aus den Neutraldichtewerten der einzelnen Bildpunkte ein die mittlere Dichte oder den Dichtemittelwert der Kopiervorlage oder ein gewichtetes Mittel dieser beiden Dichtewerte repräsentierender erster Zwischenwert gebildet wird, daß für jede Zone aus den Neutraldichtewerten der Bildpunkte dieser Zone und dem Neutraldichtewert eines für alle Zonen gemeinsamen Bezugsbildpuokts ein den Kontrast zwischen jedem einzelnen Bildpunkt der Zone und dem Bezugsbildpunkt repräsentierender zweiter Zwischenwert gebildet wird, daß diese zweiten Zwischenwerte mit zonenspezifischen, von der innersten Zone zur äußersten Zone hin abnehmenden Wichtfaktoren gewichtet werden, daß aus den gewichteten zweiten Zwischenwerten ein motivabhängiger Korrektur-

IS term in der Weise gebildet wird, daß dieser umso größer bzw. kleiner ist, je zentraler bzw. peripherer die Stellen größter Neutraldichte auf der Kopiervorlage liegen, daß dieser Korrekturterm zum ersten Zwischen wert hinzugefügt wird, um einen ein Maß für die Neutraldichte der Kopiervorlage darstellenden End wert zu ergeben, und daß aus diesem Endwert in an sich bekannter Weise die Belichtungsdaten bestimmt werden. 1. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bezugsbildpunkt der Punkt mit dem mini malen Dichtewert ausgewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Wichtfaktor der innersten Zone größer als Eins und der der äußersten Zone kleiner als Eins gewählt wird, daß aus allen Zonen mit einem Wichtfaktor größer Eins der größte durch Wichtung mit dem jeweiligen Wichtfaktor erhaltene gewichtete Kontrast und ebenso aus allen Zonen mit einem Wichtfaktor kleiner Eins der größte gewichtete Kontrast bestimmt und daß der Korrekturterm aus der Differenz dieser beiden gewichteten maximalen Kontrastwerte gebildet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wichtfaktoren Werte von 0,5 bis 2,0 gewählt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Ermittlung der Belichtungsdaten maßgebende Endwert gemäß der Vorschrift