DE2918710A1 - Bildsignalempfaenger/aufzeichner - Google Patents

Bildsignalempfaenger/aufzeichner

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Description

Bildsignalempfänger/Aufzeichner
Die Erfindung betrifft einen Bildsignalempfänger/Aufzeiehner für Faksimile-Bilder und dergleichen und mehr im einzelnen BildsigräL-empfänger der Art, wie sie zur Wiedergabe eines jbildes geeignet sind, das Bildhelligkeitsabstufungen besitzt.
Die Abstufung von Helligkeitswerten eines Bildes erfolgt gewöhnlich durch veränderliche Amplituden eines Bildsignals. Das gilt auch für die Faksimile-übertragung, wo das Bildsignal sich durch optisches Abtasten des Bildes Zeile um Zeile mit Reflektionslichtstrahlen von abgetasteten Bereichen unterschiedlicher Intensität ergibt, so daß Photodetektoren in der Lage sind, ein Bildsignal mit veränderlichen Amplituden abzugeben.
In herkömmlichen Bildreproduktions- una/oder Aufzeiehnungstechniken für Faksimileanlagen und dergleichen sind die veränderlichen Amplituden die einzige Information für die Reproduktion der Bildhelligkeitsabstufung. Die Entwicklung verschiedener Arten von Aufzeichnungspapieren hat es möglich gemacht, andere Wege zu beschreiten. Ein typisches Beispiel ist das wärmeempfindliche Papier, bei dem die Bildhelligkeiten des reproduzierten Bildelementes in erster Linie von der ZerMauer eines Signalabschnittes mit konstanter Amplitude abhängt. Auf der Grundlage der Besonderheiten einer gestuften Bildhelligkeitsreproduktion wurde in den japanischen Auslegeschriften Nr. 51-12 35 10 und Nr. 51-12 35 H eine Steuerung des Gesamtbetrages der Zeit·vorgeschlagen, während der eine Signalspannung mit konstanter Amplitude an den Empfänger abgegeben wird. Ein ähnlicher Vorsehlag ist in dem Artikel (in japanisch) "An Experiment on the Reproduction of the Shade laue Gradation " von Y. Sekimoto u.a., veröffentlicht in Proceedings of the 36 Conference of the Institute of Visual Image and Electronics, Vol. Π-05 (Dezember 1977)j Seiten 1 bis 6, beschrieben.
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Mehr im einzelnen werden in der vorgeschlagenen Steuerung die ankommenden analogen Bildsignale zuerst in ein 3-bit-paralleles binäres Signal (Der Analog-Digital-Wandler kann entbehrlich sein, wenn das ankommende Signal ein digitalisiertes Lichtsignal ist, das von einem magnetischen Bandspeicher oder dergleichen abgegeben ist) umgewandelt und anschließend in einem Pufferspeicher gespeichert, der drei Ein-Zeilenspeicher aufweist, die parallel angeordnet sind, um die drei entsprechenden parallelen Bits zu erhalten, welche jedes Muster des Bildsignals mit acht Umwandlungsniveaus representieren. Der Pufferspeicher ist daher vorgesehen, ein Ein-Zeilensegment des Bildsignals in der 3-bitparallelen Binärform zu speichern. Das gespeicherte Bildsignal für ein Ein-Zeilensegment wird zyklisch 10-mal ausgelesen, währenddessen das wärmeempfindliche Papier unbewegt gehalten wird. Für jede Auslesung wird ein logischer Kreis gesetzt, damit eine spezifische Amplitudenlromponente hindurchlaufen kann und zwar zum Aufzeichnungskopf. Die Steuerung des spezifischen Amplitudenwertes von Null bis sieben Umwandlungsniveaus erlaubt dem logischen Kreis als ein Amplituden-Impulszahlkonverter zu arbeiten, dessen Ausgang die veränderlichen Bildhelligkeitswerte auf das wärmeempfindliche Papier gibt.
Während der 10-fachen Auslesung wird das unmittelbar folgende Ein-Zeilensegment des ankommenden Bildsignals in einem anderen Pufferspeicher gespeichert, der parallel zu dem oben erwähnten Pufferspeicher angeordnet sein kann, um die vorstehend erwähnte 10-fache Auslesung zu erlauben. Die abwechselnde Speicherung der Ein-Zeilensegmente des ankommenden Bildsignals in den zwei parallelen Pufferspeichern erlaubt die kontinuierliche "Verarbeitung der aufeinanderfolgendenEin-Zeilensegmente des ankommenden Bildsignals.
Wie sieh aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, ermöglicht das vorgeschlagene System die vollständige Zeitdauer der Aktivierung des Aufzeichnungskopfes für jedes Bildelement genau zu steuern, indem die Zahl der Einheitszeitlängen, während derer der Impuls mit konstanter Amplitude dem Aufzeichnungskopf aufgegeben wird, gesteuert wird, wobei Bilder mit abgestuften
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Helligkeitswerten reproduziert werden.
Wie auch immer verlangt das vorgeschlagene Steuerungssystem einen Analog-Digitalwandler und eine beträchtliche Anzahl von Hochgeschwindigkeitsspeichern und logischen Elementen. Außer seiner Kompliziertheit ist er in der Herstellung besonders aufwendig und teuer.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen wesentlich vereinfachten Bildsignalempfänger/Aufzeichner für ein Faksimilesignal und dergleichen Signal anzugeben, das keinen teueren Hochgeschwindigkeitsspeicher und zugehörige logische Elemente benötigt und daher mit wesentlich geringerem Aufwand und geringeren Kosten als das herkömmliche System herstellbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen nach der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche und/oder der nachfolgenden Beschreibung.
Gemäß der Erfindung wird von einer analogen Steuerung als einer sogenannten CCD-Einrichtung (Charge Coupled Device) und einer BBD-Einrichtung (Bucket Brigade Device) für den Ein-Zeilenspeicher ausgegangen. Zwei solche analoge Ein-Zeilenspeichervorrichtungen sind parallel angeordnet, um die aufeinanderfolgenden Ein-Zeilensegmente des Signals alternativ zu speichern. Während der Einschreibperiode für ein Ein-Zeilensegment wird das unmittelbar vorangehende Ein-Zeilensegment einem Amplitudenvergleich für jedes Bildelement ausgesetzt, in welchem die Vergleichsreferenzspannung geändert wird entsprechend dem Bildhelligkeitswert in Beziehung zur Zeitcharakteristik des Aufzeichnungspapiers. Der Amplitudenvergleich übersetzt die Amplitudeninformation der Speicherauslesung in die Breite des Vergleichsausgangssignals für jedes Bildelement, definiert durch das Maß der CCD- oder BBD-Elemente. Mit der Vergleichsreferenzspannung, die gemeinsam mit allen Amplitudenkomparatoren abgegeben wird, welche gleich in der Zahl Bildelemente in einer Abtastzeile sind, haben die
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arallelen Ausgangssignale der parallelen Amplitudenkomparatoren ■verschiedene Impulsbreiten, die representativ sind mit den Amplituden der entsprechenden Bildelemente. Hierdurch ist die Reproduktion eines Bildes, das Bildhelligkeitsabstufungen besitzt, realisiert.
Die Erfindung wird anhand einer schematischen Zeichnung für Ausführungsbeispiele mehr im einzelnen beschrieben und erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. la ein Blockdiagramm einer Ausführung des Bildsignalempfängers gemäß der Erfindung,
Fig. Ib ein Zeitregistrierstreifen des Bildsignals,
Fig. 2 ein Maß der Färbung gegenüber einer Signalenergiecharakteristikkurve eines wärmeemfpindlichen Papiers,
Fig. 3 eine ähnliche Kurve zur Erläuterung der Funktion der Erfindung,
Fig. 4 einen integrierenden Kreis für eine abgewandelte Ausführung nach der Erfindung
Fig. 5a ein Blockdiagramm einer Zeitimpulsquelle für eine erfindungsgemäße Ausführung,
Fig. 5b einen Zeitregistrierstreifen für die Zeitimpulsquelle,
Fig. 6a einen Vergleichsreferenzspannungsgenerator für eine Ausführung nach der Erfindung und
Fig. 6b einen Zeitregistrierstreifen des Generators nach Fig. 6a.
Der Bildsignalempfänger nach Fig. 1 umfaßt zwei Analogspeicher 1 und 2, von denen Jeder ein CCD- oder BBD-Element aufweist,
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an die ein ankommendes Bildsignal an dem Eingang a durch den Schalter 3 alternativ geschaltet ist und zwar durch die Steuerung eines Zeitimpulses P2 einer Zeitimpulsquelle 4. Jeder der Analogspeicher 1 und 2, diemit Umsteuerimpulsen F^ bzw& beaufschlagt sind, hat die gleiche Anzahl von Speicherelementen, welche die Bildelemente entsprechend definieren. Die Speicherelemente des Speichers 1 sind mit einem von zwei festen Kontakten der entsprechenden Bildelementschaltglieder 5-1»- 5-2,... 5~n verbunden, die einen Bildelementschalter 5 darstellen. In gleicher Weise sind die Speicherelemente des Speichers 2 mit dem anderen der beiden festen Kontakte der entsprechenden Bildelementschaltglieder 5-1, 5-2 ... 5~n des Bildelementschalters 5 verbunden. Durch die Steuerung eines Zeitimpulses P? der Impulsquelle 4 und in zeitlicher Beziehung mit dem Schalter legt der Schalter 5 alternativ die entsprechenden Bildelementausgänge der Speicher 1 und 2 an die nicht invertierten Eingangsanschlüsse der entsprechenden Komparatorelemente 6-1, 6-2,... und 6-n, die einen Komparator 6 bilden.
An den invertierten Eingangsanschlüssen dieser Komparatorelemente 6-1, 6-2, ... und 6-n wird eine Vergleichsreferenzspannung eines Referenzspannungsgenerators 7 gegeben, die durch einen Zeitimpuls P^ der Impulsquelle 4 gesteuert wird. Die Ausgänge der Komparatorelemente 6-1, 6-2, ... und 6-n werden jeweils durch Verstärkerelemente 8-1, 8-2, ... und 8-n verstärkt, deren Ausgänge werden Schreibelektroden 9~lj 9~2, ... und 9-n aufgeschaltet, die ein Aufzeichnungskopf bilden, an dem ein wärmeemfpindliches Papier zur Reproduktion und Aufzeichnung des erhaltenen Bildes vorbeibewegt wird.
Bezugnehmend auf Fig. 5a und 5b umfaßt die Zeitimpulsquelle einen nicht dargestellten Taktimpttlsgeber für Taktimpulse K, die von dem Zähler 15 rückwärts gezählt werden, um Zeitimpulse P1 abzugeben, die dem Referenzspannungsgenerator 7 aufgeschaltet werden. Der Rückwärtszählausgang P^ wirdeiner D-Typ Flip-Plop-Schaltung 16 aufgeschaltet, die wechselseitig an Ausgängen Q und Q komplementäre Zeitimpulse P2 und P, abgibt, von denen der Zeitimpuls P2 an den Schaltern 3 und 5 liegt. Die Impulse P?
und P, liegen außerdem an UND-Gattern 4l und 42, welche Schiebeimpulse F. und P2 durchlassen, wenn an den Eingängen der UND-Gatter außer den Zeitimpulsen P~ und P, Taktimpulse K anstehen.
Aus Fig. 5b folgt, daß die Speicher 1 und 2 vorgesehen sind, um aufeinanderfolgende Ein-Zeilensegmente von ankommenden Bildsignalen alternativ zeitweise zu speichern, so daß ein Ein-Zeilenwegment, das in dem Speicher 1 bespeichert ist, weiterverarbeitet werden kann, während das unmittelbar folgende Ein-Zeilenwegment in dem Speicher 2 gespeichert wird und umgekehrt.
Bezugnehmend auf Fig. Ib wird das erste Ein-Zeilensegment S^, des Bildsignals S„ in den 1-sten, 2-ten, ... und η-ten Speicher-
elementen, des Speichers 1 gespeichert. Während das gespeicherte Segment S^ weiterverarbeitet wird, wird das nächste Segment S„ in dem Speicher 2 in gleicher Weise gespeichert. Dann wird während der Weiterbehandlung des Segments Sp das nächste Segment S, in dem Speicher 1 gespeichert. Dieselbe abwechselnde Ein- und Ausschreiboperation wird wiederholt, um eine kontinuierliche Reproduktion des Signals zu erhalten.
In Fig. 2 sind auf der Ordinate Färbungswerte des wärmeempfindlichen Papiers und auf der Abszisse die intergrierten Beträge der Energie aufgetragen, die durch den Aufzeichnungskopf auf das Papier aufgegeben wird. Die Charakteristik der Kurve zeigt, daß sie einen unwesentlichen linearen Abschnitt aufweist, wo die Schattierungs- bzw. Helligkeits(Färbungs-)Werte des reproduzierten Bildes gesteuert werden können in Abhängigkeit von dem abgegebenen Energiebetrag, d.h. dem Amplitudensignal oder der Zeitdauer der Einwirkung des Spannungssignals. Die Erfindung bezieht sich auf die Steuerung der Zeitdauer für die Helligkeitswertsteuerung, während die Amplitude des Eingangssignals des Aufzeichnungskopfes konstant gehalten wird.
Gemäß Pig. 3 wird ein Bildelement mit einem Zwischenhelligkeit swert D1 während der Zeitdauer T. reproduziert, bei der der Eingang des Aufzeichnungskopfes belegt bleibt. In gleicher Weise wird ein anderes Bildelement mit einem etwas größeren Helligkeitswert D2 während der Zeitdauer T2 reproduziert, bei der der Aufzeichnungskopf belegt bleibt. In entsprechender Weise wird der größte Helligkeitswert D während der Zeitspanne T reproduziert.
Um zu erreichen, daß die Dauer der Steuerung des Einganges für den Aufzeichnungskopf abhängig ist von den Amplituden der gespeicherten Signale jedes Bildelement.es, werden die Komparatorelemente 6-1, 6-2, und 6-n an ihren entsprechenden invertierten Eingängen gemeinsam mit der Vergleichsreferenzspannung des Generators 7 belegt, die eine der Wellengestalt der Kurve in Fig. 3 angenäherte Gestalt aufweist und in Abhängigkeit von dem Zeitimpuls P1 wiederholt vorhanden ist, d.h. einmal für jede Zeilenabtastperiode.
Pig. 6a veranschaulicht, daß der Referenzspannungsgenerator 7 einen Sägezahnwellenoszillatorkreis 17 und einen Annäherungskreis 18 umfaßt. Der Zeitimpuls P1 liegt an einem Transistor TR1 um den Kondensator C1 zu entladen, der dann über den Widerstand R1 rasch aufgeladen wird, wodurch ein Operationsverstärker 20 auf hoher Impedanz gehalten ist, um eine graduelle Zuwachsspannung V- vorzusehen. Der Transistor TR1 schaltet erneut in Abhängigkeit von einem unmittelbar folgenden Impuls P1 und gibt der Spannung V^ eine im wesentlichen Sägezahnform. Die Spannung V. wird an den Näherungsschaltkreis 18 gelegt, der zwei Operationsverstärker 21 und 22 aufweist. An dem invertierten Eingang des Verstärkers 21 ist ein Widerstand Q gelegt, an dem die Spannung V^ liegt. Der Widerstand R„o ist nebengeschlossen der Serienschaltung aus dem Widerstand RR1, der DiodeD-, und dem Widerstand R^1, während die in Serie geschalteten Diode D1 und der Widerstand R.^ einer anderen •Serienschaltung aus dem Widerstand Rgo' ^er Diode D2 und dem Widerstand RÄ2 nebengeschlossen sind, wobei der Widerstand Rß2 und die Diode D2 über den Widerstand Rq1, an einer negativ vorgespannten Spannungsquelle liegt.
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In ähnlicher Weise sind der Ausgang und der invertierte Eingang des Operationsverstärkers 21 miteinander verbunden und zwar durch einen rückgekoppelten Kreis, der folgende Elemente umfaßt: Einen Widerstand R , eine Serienschaltung aus dem
C O
Widerstand R„2j der Diode D^ und dem Widerstand R01 im Nebenschluß zum Widerstand RC0J eine Serienschaltung aus dem Widerstand Rc1j der Diode D^ und dem Widerstand R02 im Nebenschluß zu der Serienschaltung aus dem Widerstand R ~ und der Diode D, und schließlich einem Widerstand R0^, in Verbindung mit der positiv vorgespannten Spannungsquelle.
Beim Operationsverstärker 21 ist der nicht invertierte Eingang geerdet, dessen Eingangskreis aus einem Netzwerk aus den Widerständen R.Q bis Rn2J rri und RR2 und Dioden D1 und D2 besteht und dessen Rückkopplungskreis aus dem Netzwerk mit den Widerständen Rco bis Rc2j Rd1 und R02 und den Dioden D-, und D^ besteht. Angenommen, daß die Referenzcharakteristiken für die vorstehend wiedergegebenen Widerstände auch für die entsprechenden Widerstandswerte stehen, genügen die Widerstandswerte den Forderungen
RBi<£RAj ; RDi«RCj
wobei i für 1, 2 oder 3 und j für 1 oder 2 steht.
Die oben angegebenen Beziehungen zwischen den Widerstandswerten bewirken, wenn die Spannung V- angelegt ist, daß die Diode D1 zum Zeitpunkt t^, die Diode D2 zum Zeitpunkt t2, die Diode Ό-, zum Zeitpunkt t? und die Diode 4 zum Zeitpunkt t^ schaltet. Die AusgangsSpannung V am Ausgang des Operationsverstärkers 22, der zur Umschaltung dient, west daher einen Zeitgradienten auf, der sich zu den Zeitpunkten t^, t~» t^ und th ändert, wie Pig.6b verdeutlicht. Es wird hervorgehoben, daß die Spannung V eine gute Annäherung an die Charakteristik der Kurve in Fig.3 darstellt.
Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, macht es die vorliegende Erfindung möglich, den Fäsimileempfänger zu vereinfachen, der die Reproduktion von abgestuften Helligkeitswerten erlaubt. Sogar wenn das ankommende Signal ein Zwei-Pegelsignal und nicht ein
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mehrpegeliges Analogsignal ist, wird das reproduzierte Bild von einer leichten Abstufung der Helligkeitswerte an den Bildkanten bestimmt. Das macht die reproduzierten Bilder für die Zukunft noch komfortabler. Wie auch immer ist ein-Zwei-Pegelfaksimile signal günstiger hinsichtlich einer unkorrekten Unterscheidung zwischen hohen und niedrigen Pegeln.
Wenn an den Bildkanten solche unrichtigen Unterscheidungen auftreten, sieht das reproduzierte Bild "verwackelt" aus, wodurch das Bild undeutlich ist.
Zur Vermeidung dieses Problems kann das ankommende Bildsignal bezüglich eines Bildelementes zeitintegriert sein durch eine Bildelementbasis, bevor eine Aufgabe auf die Analogspeicher 1 und 2 erfolgt ist. Fig. 4 zeigt eine Schaltung 40 mit einem integrierten Kreis, der für solche Zwecke geeignet ist.
In Fig. 4 umfaßt, die Schaltung 40 den integrierten Kreis 4l und in Kaskade einen polarisierten Inverter 42. Der Kreis 41 ist ein gewöhnlicher Integrationskreis mit einem Operationsverstärker 10, einem Widerstand 11 und einem angeschlossenen Kondensator 12, wobei die Bildsgnale an dem Eingang C anliegen. Der Kondensator 12 ist im Nebenschluß zu einem Hoengeschwindigkeitsschaltelement, der von Taktimpulsen K bei jeder Austaktperiode zwischen Ein-Zeilensegmenten der Bildsignale gesteuert ist, abhängig. Das Aus- und Einschalten des Schalters erlaubt die Zeitintegration eines Signalpegels für jedes Bildelement. Hierdurch ist die Unterscheidung zwischen dem hohen und dem niedrigen Signalpegeln der Zweipegel-Bildsignale klarer für jedes Bildelement. Mit anderen Worten ist der Rauschabstand des Bildsignals wesentlich verbessert. Der polarisierte Ausgang des integrierten Kreises 4l ist invertiert und dem Eingang a in Fig. aufgeschaltet. Der integrierte Kreis 40 kann nicht nur verwendet werden, wenn das ankommende Bildsignal ein Zwei-Pegelsignal ist sondern auch, wenn es ein gewöhnliches analoges Mehr-Pegelsignal mit niedrigem Rauschabstand ist.
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- I'd -
Es ist zu bemerken, daß das Konzept der vorliegenden Erfindung auch auf andere Aufzeichnungsmediens wie ein elektrostatisches oder elektrolytisches Aufze-ichnungspapier, anwendbar ist. Es ist außerdem klar, daß die Polarität der Referenzspannung invertiert werden kann3 wenn die Eingangsverbindung an dem Spannungskomparatoren 6-I3 6-2, ... und 6-n umgeschaltet ist. Weiterhin können die Anzahl der analogen Speichereinrichtungen größer als zwei sein, wobei dann die Schalter 3 und 5 entsprechend modifiziert sind.
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Leerseite

Claims (2)

  1. NIPPON ELECTRIC COMPANY, LTD. 31-I3 Shiba Gochome, Minato-ku Tokio, JAPAN
    Patentansprüche:
    Μ..Ί Empfänger /Auf zeichner bzw. Vervielfältiger von Faksimilesignalen oder dergleichen, bestehend aus einer Folge von Ein-Zeilensegraenten, die durch eine Austastungsperiode getrennt werden, gekennzeichnet durch folgende Teile: wenigstens zwei analoge Speichereinrichtungen (1, 2) von denen jeder eine bestimmte Anzahl von Speicherelementen zur Speicherung der Ein-Zeilensegmente enthält, wobei die Speicherelemente die Bildelemente eines zu reproduzierenden Bildes in Abhängigkeit von dem Faksimilesignal genau festlegen bzw. abgrenzen;
    Vorrichtungen zur Verteilung des Faksimilesignals an die Speichereinrichtungen alternierend auf ein Segment durch eine Segmentbasis und in einer bestimmten Ordnung; Vorrichtungen angeschlossen an die Speicherelemente jeder Speichereinrichtung zum Auslesen des Inhalts der Speichereinrichtungen, während das Signalelement dort nicht zugeleitet wird;
    Vorrichtungen zur Erzeugung eines Referenzsignals in zeitlicher Beziehung mit den Segmenten und der Austastperiode, wobei das Referenzsignal im wesentlichen eine Wellenform aufweist, die den Aufzeichnungscharakteristiken eines Aufzeichnungsmediums entspricht, auf dem das Signal reproduziert werden
    soll; 909883/0801
    Vorrichtungen zur Steuerung der Operations zeit der Speichereinrichtungen , im Zusammenhang mit Verteilereinrichtungen, Ableseeinrichtungen und Referenzsignalgeneratoreinrichtungen;
    Vorrichtungen zum Vergleich des Ausganges der Ableseeinrichtungen mit den Referenzsignalen, um für jedes der Bildelemente ein Impulsausgang vorzusehen, dessen Breite dem Signalpegel des Ausganges der Ableseeinrichtungen in Beziehung zu dem Referenzsignal entspricht; Vorrichtungen zum Verstärken der Impulsausgänge; Vorrichtungen, die auf den Ausgang der Verstärkervorrichtungen ansprechen, um eine sichtbare Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsmedium zu bewerkstelligen und
    Vorrichtungen zum Transport des Aufzeichnungsmediums entsprechend dem Ausgang der Verstärkereinrichtungen auf das Aufzeichnungsmedium .
  2. 2. Empfänger/Aufzeichner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen an eine Stufe vor den analogen Speichereinrichtungen gekuppelt sind zur Zeitintegrierung des Bildsignals auf ein Bildelement durch ein Basisbildelement.
    Beschreibung
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DE2918710A 1978-05-09 1979-05-09 Bildsignalempfänger/Aufzeichner Expired DE2918710C2 (de)

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DE2918710C2 DE2918710C2 (de) 1983-02-10

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