DE2836571C2 - Verfahren zur Umwandlung eines Videosignals in ein Schwarz/Weiß-Signal - Google Patents
Verfahren zur Umwandlung eines Videosignals in ein Schwarz/Weiß-SignalInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren bei der Faksimile-Reproduktion zur Umwandlung eines durch
punkt- und zeilenweise Vorlagenabtastung gewonnenen Videosignals in ein zweipegliges Schwarz/Weiß-Signal
und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des
Verfahrens.
Bei der Schwarz/Weiß-Faksimile-Reproduktion werden in einem Abtastgerät eine zu kopierende Vorlage
punkt- und zeilenweise mittels eines optoelektronischen Abtastorgans abgetastet und die Helligkeitsinformation
der Vorlage in ein Videosignal umgesetzt
Die Vorlage ist ein gedrucktes oder in Maschinenschrift
verfaßtes Dokument, ein handgeschriebener Text oder eine grafische Darstellung, wobei sowohl der
Untergrund der Vorlage als auch die aufgebrachten Informationen weiß, schwarz oder getönt (grau; farbig)
sein können.
Das durch die Vorlagenabtastung gewonnene Videosignal wird verstärkt, durch Vergleich mit einem
Schwellensignal in ein zweipegliges Schwarz/Weiß-Signal umgesetzt und über einen Übertragungskanal an
ein Empfangsgerät übermittelt. Das durch das Schwarz/ Weiß-Signal gesteuerte Aufzeichnungsc-gan des Empfangsgerätes
erzeugt die gewünschte Kopie der Vorlage.
Bei Abtastung einer w-sißen Bildstelle der Vorlage
liefert das Abtastorgan eine große, bei Abtastung einer schwarzen Bildstelle eine kleine und im Falle eines
grauen oder farbigen Vorlagendetails eine mittlere Videosignal-Amplitude.
Zur Erzeugung des Schwarz/Weiß-Signals werden die unterschiedlichen Videosignal-Amplituden laufend
mit dem Schwellensignal verglichen und dabei entschieden, ob eine Videosginal-Amplitude als »Weiß« oder
»Schwarz« zu werten ist.
Die richtige Auswertung von geringen Amplitudenänderungen im Videosignal aufgrund eines geringen
Kontrastes zwischen Information und Untergrund erweist sich als schwierig und führt oft zu Informationsverlusten
in der Kopie.
Aus der US-PS 31 59 815 ist es bereits bekannt, das
Videosignal zur Umwandlung in das Schwarz/Weiß-Signal mit eine.n konstanten Schwellensignal zu vergleichen.
Mit dieser sogenannten »konstanten Schwelle« kann die Auswertung bei einer getönten Vorlage nur
äußerst mangelhaft durchgeführt werden.
Wird beispielsweise eine Vorlage mit einem getönten Untergrund und schwarzen oder weißen Informationen
abgetastet und fällt die Entscheidung bei mittleren Videosignal-Amplituden für »Schwarz« aus, geht die
schwarze Information auf dem getönten Untergrund verloren; wird dagegen für »Weiß« entschieden, bleibt
die weiße Information auf dem getönten Untergrund unberücksichtigt.
Aus der DE-PS 15 37 560 ist ein Faksimile-Abtastgerät mit einer Schwellen-Schaltung bekannt, in der das
Schwarz/Weiß-Signal aus dem Vergleich des Videosignals mit einem dynamisch folgenden Schwellensignal
gewonnen wird.
Die sogenannte »dynamische Schwelle« ist zwar geeignet, geringe Amplitudenänderungen richtig auszuwerten,
liefert aber ein mangelhaftes Ergebnis, wenn sich in Abtastrichtung an eine weiße, eine getönte und
eine schwarze Vorlagenfläche (Weiß/Grau/Schwarz-Übergang) oder aber an eine schwarze, eine getönte und
eine weiße Vorlagenfläche (Schwarz/Grau/Weiß-Übergang) anschließen.
Da das Abtastorgan sowohl eine graue als auch eine farbige, also eine getönte Vorlagenfläche, als »Grau«
erkennt, wird im folgenden der Einfachheit halber von Übergängen von und nach »Grau« die Rede sein.
Ein typisches Beispiel für solche Übergänge ist eine weiß umrändere Vorlage mit einem getönten (grauen
oder farbigen) Untergrund, in dem schwarze Informationen (Buchstaben) enthalten sind. Die genannte
Schwellen-Schaltung interpretiert den getönten Untergrund nach einem Weiß/Grau-Übergang als »Schwarz«
In der Kopie geht daher die vordere Kontur der ersten schwarzen Information verloren, d. h. ein Grau/
Schwarz-Übergang wird ignoriert.
Außerdem interpretiert die Schwellen-Schaltung eine solche Untergrundfläche nach einem Schwarz/Grau-Übergang
als »Weiß«. In der Kopie geht somit die Begrenzung der Untergrundfläche zum weißen Vorlagenrand
hin verloren, d.h. ein Grau/Weiß-Übergang wird ebenfalls ignoriert
Der Informationsverlust in der Kopie wird als erheblicher Nachteil der bekannten Schwellen-Schaltung
angesehen.
Es wäre zwar möglich, die herkömmliche Schwellen-Schaltung so empfindlich einzustellen, daß die Untergrundfläche
als »Weiß« gewertet und die schwarze Information darauf erkannt wird. Dann ginge aber eine
Information geringer Dichte, z. B. eine rote Schrift auf einer weißen Fläche, verloren. Durch die individuelle
Einstellung kann daher immer nur ein Kompromiß zwischen hoher Empfindlichkeit und informationsverlust
gefunden werden. Eine solche Einstellung setzt eine erfahrene Bedienungsperson voraus und ist außerdem
zeitraubend, da Probekopien zur Beurteilung angefertigt werden müssen.
Der Erfindung liegt daher die neue Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung
bei der Faksimile-Reproduktion zur Umwandlung eines durch punkt- und zeilenweise Vorlagenabtastung
gewonnenen Videosignals in ein zweipegliges Schwarz/ Weiß-Signal anzugeben, mit dem farbige Vorlagen ohne
wesentlichen Informationsverluft in reine Schwarz/ Weiß-Kopien umgesetzt werden. Bei diesen Vorlagen
können sowohl Untergrundflächen als auch aufgebrachte Informationen getönt (farbig, grau), schwarz oder
weiß sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine sich in Abtastrichtung an eine weiße (schwarze)
Vorlagenfläche anschließende getönte Vorlagenfläche »Schwarz« (»Weiß«) mit einer quer zur Abtastrichtung
verlaufenden weißen (schwarzen) Begrenzungslinie an
dem Übergang von der getönten zu einer anschließenden schwarzen (weißen) Vorlagenfläche aufgezeichnet
wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung bilden die Ausführungsbeispiele, die in den
F i g. 1 — 5 dargestellt und beschrieben sind. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Faksimile-Abtasters,
F i g. 2 die Verläufe der in dem Faksimile-Abtaster auftretenden Signale.
F i g. 3 eine Vorlage und ihre Reproduktion,
Fig.4 ein Ausführungsbeispiel für eine Schwellen-Schaltung,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel für einen Hochpaß-Filter.
F i g. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Faksimile-
bo Abtasters mit einer Schaltungsanordnung zur Umwandlung
eines Videosignals in ein zweipegliges Schwarz/ Weiß-Signal.
Die zu kopierende Vorlage 1 wird von zwei Lichtquellen 2 und 3 beleuchtet und das mit der
Helligkeitsinformation der Vorlage 1 modulierte Abtastlicht wird über ein Objektiv 4 in ein Abtastorgan 5
reflektiert und dort mittels optoelektronischer Wandler in ein Videosignal umgesetzt.
Als optoelektronischer Wandler kann eine einzelne Fotodiode Verwendung finden, welche ein wertekontinuierliches
Videosignal liefert. In diesem Falle führt das Abtastorgan 5 eine Relativbewegung zur Vorlage 1 in
Zeilenrichtung aus, wobei jeweils nach Abtastung einer Zeile ein Vorschubschritt zur nächsten Zeile erfolgt.
Der optoelektronische Wandler kann aber auch aus einer Vielzahl von Fotodioden (Fotodiodenzeile) aufgebaut
sein, welche ein gepulstes oder treppenförmiges Videosignal liefern. Da sich die Reihe von Fotodioden itf
über eine Zeile der Vorlage 1 erstreckt, wird eine ganze Zeile ohne Relativbewegung zwischen Abtastorgan 5
und Vorlage 1 gleichzeitig abgetastet und anschließend ein Vorschubschritt zur nächsten Zeile ausgeführt.
Vorschubeinrichtungen sind nicht dargestellt, da sie nicht Gegenstand der Anmeldung und als Stand der
Technik bekannt sind.
Das von dem Abtastorgan 5 erzeugte Videosignal wird in einer nachgeschalteten Signalformerstufe 6
verstärkt und gegebenenfalls bei einem gepulsten 2<> Videosignalverlauf mittels einer Sample-and-HoId-Schaltung
in ein treppenförmiges Videosignal ίΛ umgesetzt, das an einem Ausgang 7 der Impulsformerstufe
6 erscheint.
Eine Abtasttaktfolge 7ö steuert die bildpunktweise
Abtastung der Vorlage 1 und die Signalumsetzung in der Impulsformerstufe 6. Die Abtasttaktfolge 7Ό entsteht in
einem Taktgenerator 8 und wird dem Abtastorgan 5 über eine Leitung 9 und der Impulsformerstufe 6 über
eine Leitung 10 zugeführt. Jedem Takt der Abtasttaktfolge 7iist ein abgetasteter Bildpunkt zugeordnet
Das Videosignal LA wird zunächst in das zweipegelige Schwarz/Weiß-Signale U1 1 umgesetzt.
Ein erster Komparator 11 vergleicht das Videosignal
U, auf einer Leitung 12 mit einem ersten dynamischen
Schwellensignal Ud auf einer Leitung 13, das in einer
ersten Schwellen-Schaltung 14 aus dem Videosignal ίΛ abgeleitet wird. Das Vergleichsergebnis ist das
Schwarz/Weiß-Signal ίΛ. am Ausgang des !Comparators
11 auf einer Leitung 15.
Das Schwarz/Weiß-Signal Uv\ wird mittels eines
Schieberegisters 16 um »n« Takte der Abtastfolge T0,
welche als Schiebetakt auf einer Leitung 17 verwendet wird, entsprechend dem zeitlichen Abstand von »λ«
abgetasteten Bildpunkten verzögert. Das Schieberegister 16 ist z. B. auf Bausteinen vom Typ SN 74 194 der
Firma Texas Instruments aufgebaut Die Zahl »n« ist an einem Eingang 18 des Schieberegisters 16 vorprogrammierbar.
Das verzögerte digitale Schwarz/Weiß-Signal ίΛ? 50
wird in einer Logik-Schaltung 19 durch zwei digitale Steuersignale U\ und LA auf den Leitungen 20 und 21 in
das bchwarz/weiß-Signai ü\ j umgesetzt, weiches über
eine Modulationsstufe 22 und einen Übertragungskanal 23 an einen nicht dargestellten Faksimile-Empfänger
zur Aufzeichnung des Faksimile der Vorlage übertragen wird. Der Übertragungskanal 23 kann eine Funkübertragungsstrecke
oder eine Leitung sein.
Die Wirkungsweise der Schwellen-Schaltung 14 entspricht der herkömmlichen Schwellen-Schaltung zur
Erzeugung eines dynamischen Schwellensignals. Wie bereits in der Beschreibungseinleitung erläutert, ignoriert
eine derartige Schwellen-Schaltung Grau/ Schwarz- und Grau/Weiß-Übergänge, so daß das
Schwarz/Weiß-Signal ίΛ ι am Ausgang des Komparators
11 bereits mit Informationsverlusten behaftet ist
Zur Kompensation dieser Informationsverluste wird das Schwarz/Weiß-Signal U, 2 in der Logik-Schaltung
19 in Abhängigkeit der digitalen Steuersignale U\ und U2 modifiziert.
Die digitalen Steuersignale U\ und LZ2 werden in einer
Auswerteschallung 24 aus dem Videosignal t/v abgeleitet.
Nach dem Erfindungsgedanken wird mittels eines Hochpaß-Filters 25 der Gleichspannungsanteil aus dem
Videosignal ίΛ eliminiert und aus dem geänderten Videosignal U'v auf einer Leitung 26 in einer weiteren
Schwellen-Schallung 27 ein zweites Schwellensignal U'd auf einer Leitung 28 erzeugt. Schwellensignal U'd und
geändertes Videosignal U\ werden in einem weiteren Komparator 29 miteinander verglichen, wobei unter
anderem auch die von der Schwellen-Schaltung 14 ignorierten Grau/Schwarz- und Grau/Weiß-Übergänge
erkannt werden. Das Vergleichsergebnis ist das Signal Ui auf einer Leitung 30.
Die Schwellen-Schaltungen 14 und 27 sind identisch aufgebaut. Ein Ausfiihrungsbeispiel ist in F i g. 4
angegeben. Ein Ausführungsbeispiel für ein Tiefpaß-Filter ist in F i g. 5 dargestellt.
Die Komparatoren 11 und 29 sind z.B. integrierte Bausteine vom Typ LM 311 der Firma National
Semiconductors. Diese Bausteine geben an ihrem Ausgang digitale Signale mit TTL-Pegel (log. H; log. L)
ab, so daß sie direkt mit Logik-Bausteinen kombinierbar sind.
Das Signal Ui auf der Leitung 30 wird gleichzeitig
einem ersten Differenzglied 31 und über einen Inverter 32 einem zweiten Differenzglied 33 zugeführt. Den
Differenziergliedern 31 und 33 sind Schmitt-Trigger 34 und 35 nachgeschaltet, die z. B. aus integrierten
Bausteinen vom Typ SN 7413 der Firma Texas Instruments aufgebaut sind.
In dem ersten Differenzierglied 31 und dem Schmitt-Trigger 34 werden die negativen Flanken des
Signals Ui ausgewertet und in das digitale Steuersignal
U\ umgesetzt Das zweite Differenzierglied 33 und der Schmitt-Trigger 35 wertet dagegen die positiven
Flanken des Signals Ui aus und erzeugt das digitale
Steuersignal Lh. Die Impulse der Signale U\ und Lh haben den Pegel »log. L«. Die Impulsdauer (erstes
Zeitintervall Au) der Impulse U\ entspricht »n« Takten
und die Impulsdauer (zweites Zeitintervall Δί-ϊ) der
Impulse LA entspricht »m« Takten der Abtasttaktfolge To. Die Impulsdauer wird durch die Wahl von R und Cin
den Differenziergliedern 31 und 33 festgelegt. In einem praktischen Ausführungsbeispiel entspricht die Impulsdauer
1 bis 5, vorzugsweise zwei Takten der Abtasttaktfolge Tn (zwei Bildpunkte), so daß n=m=2
ist
Das verzögerte Schwarz/Weiß-Signal Uy 2 am Ausgang
des Schieberegisters 15 wird mit dein Steuersigna!
I/1 in einem NAND-Tor 36 (Signal Ua) und mit dem
Steuersignal U2 in einem UND-Tor 37 (Signal Uj) der
Logik-Schaltung 19 verknüpft Durch die logische Verknüpfung wirken die Steuersignale L/i und LZ2 jeweils
nur bei den Grau/Schwarz- und Grau/Weiß-Übergängen auf das Schwarz/Weiß-Signal t/2 ein.
Die Ausgänge des NAND-Tores 36 und des UND-Tores 34 sind über ein ODER-Tor 38 mit dem
Ausgang 39 der Auswerteschaltung 24 verbunden, an dem das Schwarz/Weiß-Signal ίΛϊ zur Übertragung
über den Übertragungskanal 23 erscheint
Die Beeinflussung des Schwarz/Weiß-Signals Uv 2
durch die Steuersignale Uj und t/2 und die Auswirkungen
dieser Maßnahme werden anhand der F i g. 2 näher erläutert.
Fig. 2 zeigt die Verläufe der in Fig. 1 auftretenden
Signale. In den Diagramm A) sind die Verläufe des Videosignals Uv und des dynamischen Schwellensignals
Ud entlang einer Abtastzeile der Vorlage 1 aufgetragen.
Bei Abtastung von weißen Vorlagenteilen entstehen große, bei Abtastung von schwarzen Vorlagenteilen
kleine und bei grauen oder farbigen Vorlagenteilen mittlere Videosignal-Amplituden.
Beispielsweise möge im Abschnitt 43 ein weißer Vorlagenrand, im Abschnitt 44 eine graue oder farbige
(getönte) Untergrundfläche und im Abschnitt 45 wiederum ein weißer Vorlagenrand abgetastet werden.
In dem Abschnitt 46 erfolgt die Abtastung einer schwarzen Information auf dem getönten Untergrund.
Das Diagramm A) zeigt also einen typischen Verlauf für einen Weiß/Grau/Schwarz-Übergang und einen
Schwarz/Grau/Weiß-Übergang, die nach der herkömmlichen Technik nicht richtig ausgewertet werden.
Im Diagramm B) sind die Verläufe des modifizierten Videosignals U\ und des dynamischen Schwellensignals
U'd aufgezeichnet. Das modifizierte Videosignal U\ ist
durch Eliminieren der Gleichspannungskomponente im Videosignal ίΛ mittels des Hochpaß-Filters 25 in Fi g. 1
entstanden.
Das Diagramm C) zeigt das Schwarz/Weiß/-Signal (Λ , am Ausgang des !Comparators 11, und Diagramm
D) das um »n« Bildpunkte verzögerte Schwarz/Weiß-Signal Uv2 am Ausgang des Schieberegisters 16 der
Fig. 1. Der hohe Signalpegel entspricht »Schwarz« und der niedrige Signalpegel »Weiß«.
Bei dem Vergleich des Vidoesignals U, mit dem dynamischen Schwellensignal Ud in dem Komparator 11
(Diagramm A) treten lediglich der Schnittpunkt 47 bei dem Weiß/Grau-Übergang und der Schnittpunkt 48 bei
dem Schwarz/Grau-Übergang auf, an denen das zugehörige Schwarz/Weiß-Signal t/, ι (Diagramm C)
einen Pegelsprung aufweist. Der Grau/Schwarz-Übergang und der Grau/Weiß-Obergang werden nicht
erfaßt. Aus dem Signalverlauf wird ersichtlich, daß die getönte Untergrundfläche bis zur hinteren Kontur
(Schnittpunkt 48) der Information im Bereich 46 »Schwarz« aufgezeichnet würde. Die vordere Kontur
aber ginge verloren, so daß die Information in der Kopie insgesamt schlecht lesbar wäre. Da die Untergrundfläche
nach der Information »Weiß« aufgezeichnet würde, fehlt eine Begrenzung zwischen der Untergrundfläche
und dem weißen Vorlagenrand am Obergang vom Bereich 44 zu Bereich 45.
In dem Diagramm E) ist das Signal Ui am Ausgang
des Komparators 29 aufgetragen, wobei jeweils bei einem Schnittpunkt (49—54) zwischen dem modifizierten
Videosignal f/'■ und dem dynamischen Schwellensignal
U'd (Diagramm B) ein Pegelsprung auftritt Man sieht, daß das Signal Uj jetzt auch den Grau/Schwarz-Übergang
(Schnittpunkt 51) und den Grau/Weiß-Ubergang (Schnittpunkt 54) erfaßt.
Die Diagramme F) und G) zeigen die Steuersignale Ui und Uz an den Ausgängen der Schmitt-Trigger 34 und
35. Die Impulse der Steuerspannungen U\ und Uz
entstehen jeweils an den positiven bzw. negativen Flanken des Signals Lfe.
Die durch die logische Verknüpfung in dem NAND-Tor 36 und dem UND-Tor 37 gewonnenen
Signale Ua und Us sind in den Diagrammen H) und I)
aufgetragen.
Das Diagramm K) stellt den Verlauf des Schwarz/ Weiß-Signals Uv3 am Ausgang des ODER-Tores 38 dar,
welches schließlich die Aufzeichnung der Kopie steuert Das Schwarz/Weiß-Signal U1} signalisiert zunächst
»Weiß« zur Aufzeichnung des linken weißen Vorlagenrandes (Bereich 55), dann »Schwarz«, um einen
Teilbereich 56 des Untergrundes aufzuzeichnen.
ri Durch die logische Verknüpfung mit dem Steuersignal
Ui in der Logik-Schaltung 19 wird das Schwarz/
Weiß-Signal £/,.3 für ein Zeitintervall Ät\ vor der
vorderen Kontur 57 der schwarzen Information 58 auf »Weiß« gekippt, so daß die Untergrundfläche in einem
Bereich 59 als weiße Begrenzungslinie aufgezeichnet und die vordere Kontur 57 in der Kopie sichtbar wird.
Bei weißen Informationen auf dem getönten Untergrund wird eine entsprechende schwarze Begrenzungslinie erzeugt.
Nach der hinteren Kontur 60 der schwarzen Information 58 signalisiert das Schvvarz/Weiß-Signal
U11 »Weiß«, so daß ein Teilbereich 61 der Untergrundfläche
»Weiß« aufgezeichnet wird.
Am Ende des Teilbereiches 61 wird dann das Schwarz/Weiß-Signal Uvz durch die logische Verknüpfung
mit dem Steuersignal U\ für ein Zeitintervall Δ ti auf
»Schwarz gekippt, wourch ein Bereich 62 als schwarze Begrenzungslinie zwischen der getönten Untergrundfläche
und dem rechten weißen Vorlagenrand (Bereich
63) aufgezeichnet wird. Bei einem schwarzen Vorlagenrand wird dann eine weiße Begrenzungslinie erzeugt.
Die Zeitintervalle Δft und Δί2 bzw. die Breiten der
Begrenzungslinien 59 und 62 entsprechen der Impulsdauer der Steuersignale U\ und t/2, welche mittels der
Differenzierglieder 31 und 33 in Fig. 1 eingestellt
werden. Wenn, wie im Ausführungsbeispiel, /3 = /?) = 2 gewählt ist, ergeben sich ca. 0,3 mm breite Begrenzungslinien.
Zur Verdeutlichung der Erfindung zeigt F i g. 3 in A) eine rechteckige und rechtwinklig zur Zeilenrichtung 64
ausgerichtete Vorlage mit einem linken weißen Rand 43 der getönten Untergrundfläche 44 und mit dem rechten
weißen Rand 45. Die Untergrundfläche 44 enthält die schwarze Information 46.
B) zeigt die zugehörige Kopie mit den weiß aufgezeichneten Vorlagenrändern 55 und 63, dem
»Schwarz« wiedergegebenen Teilbereich 56 und dem »Weiß« wiedergegebenen Teilbereich 61 der Untergrundfläche
44. Durch den als weiße Begrenzungslinie aufgezeichneten Bereich 59 erscheint die Information 58
weiß umrandet so daß die vordere und die hintere Kontur gut sichtbar ist Durch die hintere schwarze
Begrenzungslinie (Bereich 62) sind auch die Umrisse der Unterrundfläche eindeutig erkennbar.
F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Schwellen-Schaltungen
14 bzw. 27, welche identisch aufgebaut sind.
Die Schwellen-Schaltung besteht aus einem ersten Generator 68 zur Bildung eines ersten, oberhalb des
Videosignals Uv verlaufenden Begleitsignals Ub 1, einem
zweiten Generator 69 zur Bildung eines zweiten, unterhalb des Videosignals Uv verlaufenden Begleitsignals
Ubz, einer Verknüpfungsstufe 70 und aus einem dritten Generator 71. In der Verknüpfungsstufe 70 wird
aus den beiden Begleitsignalen Übt und Ubz durch
Spannungsteilung das dynamische Schwellensignal Ud
(U'd) auf der Leitung 13 (28) abgeleitet Das dynamische Schwellensignal Ud verläuft jeweils zwischen den
Begleitsignalen Ub\ und Ubz, und sein Abstand zu den
Begleitsignalen kann mittels eines Potentiometers 72 eingestellt werden.
Der dritte Generator 71 besteht aus einer Spitzenwert-Gleichrichterschaltung
(73; 74) mit einem Glät-
tungskondensator 75 und einem nachgeschalteten hochohmigen Verstärker 76.
Der Glättungskondensator 75 wird jeweils auf die höchste Videosignal-Amplitude aufgeladen. Wegen des
hochohmigen Verstärkers 76 ist die Entladezeitkonstante sehr groß, und der Glättungskondensator 75 entlädt
sich zwischen den einzelnen Ladungsphasen nur gering.
Aus der Kondensatorspannung werden mittels Potentiometer 77 und 78 Differenzwerte Lk und U1 auf
Leitungen 79 und 79' abgeleitet, die der mittleren Untergrundhelligkeit der abgetasteten Vorlage proportional
sind.
Die Addition der Signale bedeutet eine Verschiebung des Videosignals [/,· um den Differenzwert L4, ins
Positive.
Das erste ßegleitsignal Ub\ entspricht dem Spannungsverlauf
ίΛ-an dem Ladekondensator Ci.
Bei ansteigendem Videosignal (Λ wird der Ladekondensator
G mit der kleinen Zeitkonstanten Γι jeweils
auf das Videosignal ίΛ aufgeladen, wodurch das Begleitsignal Ub ι dem Videosignal Uv folgt. Bei
abfallendem Videosignal U% sperrt der Transistor 80,
und die Kondensatorentladung ist unterbunden. Die maximale Kondensatorspannung Uc\ bleibt annähernd
erhalten, da der nachgeschaltete Ausgangsverstärker 84 hochohmig und der Entladekreis noch gsperrt ist.
Erst wenn sich das Begleitsignal Ub \ auf den
Differenzwert Ub vom Videosignal ίΛ entfernt hat, wird
die Diode 81 leitend und die Entladung mit der Zeitkonstanten X2 eingeleitet.
In dieser Phase nähert sich das Begleitsignal Ub\ dem
Videosignal ίΛ nach einer e-Funktion bis wiederum der Differenzwert Ub erreicht und die Entladung unterbunden
ist.
Der Ladekondensator C\ hält den erreichten Spannungswert
wiederum so lange, bis das Begleitsignal Ub ι
und das Vidosignal U1 übereinstimmen. Das Begleitsignal
Ub\ folgt dann wiederum dem Videosignalanstieg.
Die Differenzwerte Uf, und U1 charakterisieren
bestimmte Mindestabstände zwischen den Begleitsignalen Ub\ bzw. Ub2 und einem Bezugssignal, die bei der
Bildung der Begleitsignale eingehalten werden. Die Mindestabstände sind in diesem Falle von der mittleren
Untergrundhelligkeit der Vorlage abhängig. Sie können aber auch konstant vorgegeben werden. Im gewählten
Ausführungsbeispiel ist das Bezugssignal das Videosignal, so daß die Mindestabstände jeweils zwischen
einem Begleitsignal und dem Videosignal bestehen.
Der erste Generator 68 zur Bildung des ersten Begleitsignals Ub ι hat folgende Arbeitsweise:
Er weist einen Ladekondensator Q, einen Ladekreis mit Widei stand Ki und Transistor so und einen
Entladekreis mit Widerstand R2, einer Diode 81 und
einem Addierverstärker 82 auf.
Die Kondensatorladung mit einer kleinen Zeitkonstanten (Ti«i?i - Ci) wird über den Transistor 80 und
eine Diode 83 von dem Videosignal Uv auf der Leitung
12 gesteuert Die Kondensatorentladung dagegen folgt mit einer großen Zeitkonstanten (72=J?2 - Ci) und wird
durch die Ausgangsspannung Ud\ des Addierverstärkers
82 beeinflußt. Die Ausgangsspannung U,\ entspricht der Summe aus dem Videosignal ίΛ und dem
zugeordneten Differenzwert Ue. Der zweite Generator
69 zur Bildung des zweiten Begleitsignals L^ 2 besteht
ebenfalls aus einem Ladekondensator C2, einem Ladekreis mit einem Widerstand R3 und einem
Transistor 85, einem Entladekreis mit einem Widerstand /?4, einer Diode 86 und einem Subtrahierverstärker 87
und aus einem dem Ladekondensator C2 nachgeschalteten
hochohmigen Ausgangsverstärker 88.
Der Subtrahierverstärker 87 verschiebt das Videosignal Uvum den Differenzwert U1 ins Negative.
Im Gegensatz zum ersten Generator 68 sind die Speisespannungen und Dioden umgepolt und der
Transistor 85 komplementär. Da die Wirkungsweise der Generatoren ähnlich ist, erübrigen sich weitere
Erläuterungen.
F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für das Hochpaß-FUter
25 als aktives Filter zweiter Ordnung. Ein derartiges Filter wird z. B. in der Zeitschrift »Elektronik«,
1970, Heft 11, Seiten 379 bis 382 angegeben.
Das Hochpaß-Filter besteht im wesentlichen aus einem mit /?C-Gliedern beschalteten Operationsverstärker
91. Der Operationsverstärker 91 ist über einen Widerstand R\ mitgekoppelt und über den Spannungsteiler
R} und (k—\) R3 gegengekoppelt. Mittels des
Spannungsteilers kann die innere Verstärkung des Operationsverstärkers 91 auf einen Wert k eingestellt
werden.
Wird Ri = R2 = R und Ci = C2=C gewählt, ergeben
sich nach der angegebenen Literaturstelle die Grenzfrequenz 4und die innere Verstärkung k zu:
Λ = ir
R = 3 -
Nach Tabelle 1 der auf Seite 379 genannten Literaturstelle charakterisieren die Koeffizienten a\ und
a2 verschiedene Filterkurven. Daraus wird ersichtlich,
daß auf einfache Weise allein durch Ändern der inneren Verstärkung k mittels des Spannungsteilers R3 und
(k—l) A3 verschiedene Filterkurven realisiert werden
können.
Auch die Grenzfrequenz fg des Hochpaß-Filters 25
läßt sich einfach durch Ändern von R und C vorzugsweise durch Ändern der beiden gleichen
Kondensatoren Ci und C2 festlegen.
Im Ausführungsbeispiel wird die Grenzfrequenz 4des
Hochpaß-Filters 25 so gelegt, daß keine wesentliche Bildfrequenzen verlorengehen. Außerdem sollte die
Ranke des Hochpaß-Filters 25 möglichst steil verlaufen, was durch Hintereinanderschalten mehrerer Hochpaß-Filter
erreicht wird
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (13)
1. Verfahren bei der Faksimile-Reproduktion zur Umwandlung eines durch punkt- und zeilenweise -,
Vorlagenabtastung gewonnenen Videosignals in ein zweipegliges Schwarz/Weiß-Signal, dadurch
gekennzeichnet, daß eine sich in Abtastrichtung an eine weiße (schwarze) Vorlagenfläche
anschließende getönte Vorlagenfläche »Schwarz« (»Weiß«) mit einer quer zur Abtastricbtung verlaufenden
weißen (schwarzen) Begrenzungslinie an dem Obergang von der getönten zu einer anschließenden
schwarzen (weißen) Vorlagenfläche aufgezeichnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Videosignal durch Vergleich mit einem aus diesem abgeleiteten ersten dynamischen Schweilensignal
in ein zweipegliges Schwarz/Weiß-Signal umgewandelt wird, wobei jeweils an den Übergängen
von weißen und schwarzen zu getönten Vorlagenflächen ein Signalsprung im Schwarz/
Weiß-Signal auftritt,
daß durch Unterdrücken der Gleichspannungskomponente des Videosignals ein modifiziertes Videosignal
gewonnen und das modifizierte Videosignal durch Vergleich mit einem aus diesem abgeleiteten
zweiten dynamischen Schwellensignal in ein zweipegliges modifiziertes Schwarz/Weiß-Signal umge- μ
wandelt wird, wobei jeweils an den Übergängen von getönten zu schwarzen und weißen Vorlagenflächen
ein Signalsprung im modifizierten Schwarz/Weiß-Signal auftritt und
daß zur Erzeugung der weißen (schwarzen) Begrenzungslinien
das Schwarz/Weiß-Signal durch eine logische Verknüpfung mi: dem modifizierten Schwarz/Weiß-Signal in Zeitintervallen, welche die
Breite der Begrenzungslmien festlegen, im Bereich der Signalsprünge des modifizierten Schwarz/Weiß-Signals
auf »Weiß« (»Schwarz«) gekippt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß aus den Signalsprüngen des modifizierten Schwarz/Weiß-Signals, welche den Übergängen von
getönten zu schwarzen Vorlagenflächen zugeordnet sind, erste Impulse mit einer einem ersten Zeitintervall
entsprechenden Impulsdauer und aus den Signalsprüngen, welche den Übergängen von getönten
zu weißen Vorlagenflächen zugeordnet sind, zweite Impulse mit einer einem zweiten Intervall
entsprechenden Impulsdauer abgeleitet werden,
daß durch die logische Verknüpfung die ersten Impulse das Schwarz/Weiß-Signal für das erste Zeitintervall auf »Weiß« kippen, falls zuvor ein Signalsprung von »Weiß« nach »Schwarz« des Schwarz/Weiß-Signals stattgefunden hat und
daß die zweiten Impulse das Schwarz/Weiß-Signal für das zweite Zeitintervall auf »Schwarz« kippen, falls zuvor ein Signalsprung von »Schwarz« nach »Weiß« stattgefunden hat.
daß durch die logische Verknüpfung die ersten Impulse das Schwarz/Weiß-Signal für das erste Zeitintervall auf »Weiß« kippen, falls zuvor ein Signalsprung von »Weiß« nach »Schwarz« des Schwarz/Weiß-Signals stattgefunden hat und
daß die zweiten Impulse das Schwarz/Weiß-Signal für das zweite Zeitintervall auf »Schwarz« kippen, falls zuvor ein Signalsprung von »Schwarz« nach »Weiß« stattgefunden hat.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungskomponente des Videosignals mittels eines Hochpaß-Filters
unterdrückt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der punkt- und
zweilenweisen Vorlagenabtastung jedem Bildpunkt ein Takt einer Abtasttaktfolge zugeordnet wird und
daß auf das erste und zweite Zcitinterval1 (Breite der Begrenzungslinien) jeweils eine Anzahl von Takten
entfällt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf das erste und zweite Zeitintervall
jeweils zwischen 1 und 5, vorzugsweise 2 Takte (Bildpunkte) entfallen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwarz/Weiß-Signal
vor der logischen Verknüpfung um das erste Zeitintervall verzögert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung des Schwarz/Weiß-Signals
mittels eines durch die Abtasttaktfolge gesteuerten Schieberegisters durchgeführt wird.
9. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, bestehend aus einem
Abtastorgan zur Gewinnung eines Videosignals, einer dem Abtastorgan nachgeschalteten, ein dynamisches
Schwellensignal bildenden Schwellen-Scha-itung und aus einem mit dem Videosignal und
dem dynamischen Schwellensignal beaufschlagten Komparator zur Erzeugung eines zweipegligen
Schwarz/Weiß-Signals, gekennzeichnet durch
eine mit dem Abtastorgan (5; 6) verbundene Einrichtung (25) zur Unterdrückung der Gleichspannungskomponente
des Videosignals,
eine der Einrichtung (25) nachgeschaltete, ein weiteres dynamisches Schwellensignal bildende weitere Schwellen-Schaltung (27),
einen an die Schwellen-Schaltung (27) und die Einrichtung (25) angeschlossenen weiteren Komparator (29) zur Bildung eines modifizierten Schwarz/ Weiß-Signals,
eine der Einrichtung (25) nachgeschaltete, ein weiteres dynamisches Schwellensignal bildende weitere Schwellen-Schaltung (27),
einen an die Schwellen-Schaltung (27) und die Einrichtung (25) angeschlossenen weiteren Komparator (29) zur Bildung eines modifizierten Schwarz/ Weiß-Signals,
eine mit dem zweiten Komparator (29) in Verbindung stehende Impulsformerstufe (31;33;34; 35) zur
Erzeugung von Impulsen aus dem modifizierten Videosignal und durch eine mit dem ersten
Komparator (11) verbundene und mit den Impulsen beaufschlagte Logik-Schaltung (36; 37; 38) zur
Bildung der Begrenzungslinien.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (25) zum
Unterdrücken der Gleichspannungskomponente des Videosignals aus einem Hochpaß-Filter besteht.
11. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Impulsformerstufe aus Differenziergliedern (31; 33) und nachgeschalteten
Schwellwert-Stufen (34; 35) besteht.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Komparator (11) und der Logik-Schaltung (36; 37;
38) eine Verzögerungsstufe (16) für das Schwarz/ Weiß-Signal angeordnet ist.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsstufe (16) aus
einem mit einer Abtasttaktfolge beaufschlagbaren Schieberegister besteht.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2836571A DE2836571C2 (de) | 1978-08-21 | 1978-08-21 | Verfahren zur Umwandlung eines Videosignals in ein Schwarz/Weiß-Signal |
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| IT24938/79A IT1122439B (it) | 1978-08-21 | 1979-08-06 | Procedimento,e relativa disposizione circuitale,per la coversione di un segnale video in un segnale nero/bianco nella riproduzione in facsimile |
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE2836571A DE2836571C2 (de) | 1978-08-21 | 1978-08-21 | Verfahren zur Umwandlung eines Videosignals in ein Schwarz/Weiß-Signal |
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| DE2836571A1 DE2836571A1 (de) | 1980-03-06 |
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Family Applications (1)
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