DE3016978C2 - Verfahren zur Schärfebetonung bei der Bildreproduktion und Schärfebetonungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schärfebetonung bei der Bildreproduktion gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Schärfebetonungsvorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 6, wie sie bei Bildreproduktionsgeräten, etwa bei elektronischen Farbauszugsgeräten, beispielsweise Farbscannern, Farbfaksimilegeräten oder Farbbildröhrenmonitoren verwendet werden.

Bei herkömmlichen Bildreproduktionsgeräten, etwa elektronischen Farbauszugsgeräten, wurde zur Verbesserung ihres Auflösungsvermögens bzw. der Schärfe des reproduzierten Bildes eine elek/'ooptische unscharfe Maskierung bzw. Differenzmaskierung oder eine elektronische Konturverstärkung bzw. Versteilerung verwendet

Solche Verfahren können das Auflösungsvermögen bzw. die Schärfe so weit verbessern, daß sich scharfe und klare Reproduktionen ergeben. Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß dabei die gesamte Bildfläche, auch die flachen, keine Details aufweisenden Abschnitte in ihrer Schärfe gleichermaßen betont werden, mit der Folge, daß das Korn der Bildvorlage hervorgehoben wird, was zu rauhen Reproduktionen führt.

so Dieses Problem wird besonders deutlich, wenn als Bildvorlage ein bis zu zwanzigmal zu vergrößernder 35 mm Film verwendet wird. Zur Aufrechterhaltung der Schärfe der Bildvorlage wird dann nämlich die Größe der Hauptblende, über die das Hauptsignal gewonnen wird, unter Umständen so weit verringert, daß sie in den Bereich der Korngröße von 10 Mikrometern gelangt.

Dann führt beim Abtasten das Korn der Bildvorlage zu Schwankungen des Hauptsignals. Beim Verstärken des Hauptsignals in der Schärfebetonungsschaltung betont diese mit ihrem Verstärkungsfaktor dann auch das Korn des Films, mit dem Ergebnis einer rauhen Reproduktion auch in flachen, kontrastlosen Abschnitten.

Bei einem aus der DE-OS 15 22 502 bekannten Verfahren der eingangs genannten Art wird das Schärfebetonungssignal in vielfältiger Weise in Abhängigkeit von der relativen Größe von Hauptsignal und unscharfem Signal gestaltet, wobei das Schärfebetonungssignal in jedem Fall unterdrückt wird, wenn das unscharfe Signal

nicht um einen bestimmten Wert größer als das größte der farbbezogenen Hauptsignale bzw. nicht um einen bestimmten Wert kleiner als das kleinste der farbbezogenen Hauptsignale ist Auf diese Weise kann verhindert werden, daß Detailsimit sehr niedrigem Kontrast, wie sie durch eine Körnung der Bildvorlage gegeben sind, bei der Reproduktion unerwünschtermaßen zusätzlich kontrastiert werden.

Bei einem aus der DE-OS 22 26 990 weiteren bekannten Verfahren, bei dem ebenfalls ein zum Hauptsignal zu addierendes Schärfebetonungssignal aus dem Hauptsignal und dem unscharfen Signal erzeugt wird,wird das unscharfe Signal durch punktweise Abtastung des Umfeldes des Abtastbildpunktes und Mittelung über die Umfeldpunkte gewonnen. Schwanken die Signale der Umfeldpunkte stark um den Mittelwert, was anzeigt, daß der gerade abgetastete Bildbereich kontrastreich ist, wird das Schärfebetonungssignal unterdrückt. Auf diese Weise soll verhindert werden, daß der Kontrast bereits kontrastreicher Bildteile noch stärker hervorgehoben wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren anzugeben, bei welchem als Kriterium für die Unterdrückung des Schärfebetonungssignals bei kleinen Kontrasten, die in der Bildvorlage eigentlich nicht vorhanden sein sollten, aber techisch bedingt trotzdem enthalten sind, allein der Verlauf des unscharfen Signals herangezogen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durcii ein Verfahren gelöst, wie es in Anspruch 1 gekennzeichnet ist Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, daß sich auf diese Weise ein Differenzsignal erzeugen läßt, das nur im Bereich des Übergangs zwischen großen Flächen in sich gleicher, untereinander aber unterschiedlicher Helligkeit einen von null verschiedenen Wert hat Denn nur an solchen Stellen ändert sich der Wert des unscharfen Signals, weil kleinbereichige Helligkeitsunterschiede, wie sie etwa durch eine Filmkörnung gegeben sind, ausgemittelt werden, und nur im Bereich einer solchen Änderung hat die Differenz zwischen dem Signal selbst und seinem verzögerten Signal einen endlichen Wert.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüchc 2 bis 5.

Aufgabe der Erfindung ist ferner die Schaffung einer Vorrichtung, mit welcher das obige Verfahren durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der aus der DE-OS 15 22 502 bekannten Vorrichtung durch eine Vorrichtung gelöst, wie sie in Anspruch 6 gekennzeichnet ist. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche 7 bis 10.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Auf dieser zeigt

F i g. 1 eine Haupt- und eine Zusatzblendenöffnung zur Gewinnung eines Hauptsignals und eines unscharfen Signals, die beim Schärfebetonungsverfahren gemäß der Erfindung verwendet werden,

F i g. 2 eine vergrößerte Teilaufsicht einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abzutastenden Bildvorlage,

F i g. 3 das Hauptsignal und das unscharfe Signal, wie sie durch die Haupt- und die Zusatzblendenöffnung der F i g. 1 gewonnen werden,

Fig.4 eine im Sdiärfebetonungsverfahren gemäß der Erfindung verwendete Schärfebetonungsvorrichtung, und

F i g. 5 verschiedene in der Schärfebetonungsvorrichtung der F i g. 4 erscheinende Signale.

F i g. 1 zeigt eine Hauptblendenöffnung 1 und enie Zusatzblendenöffnung 2, wobei letztere eine Öffnungsfläche hat, die mehrere Male größer als die Blendenöff- nung 1 ist Wenn eine Bildvorlage 3 gemäß F i g. 2 mit einem dunklen Abschnitt 3a in der Mitte und hellen Abschnitten 36 an den Seiten über die beiden Blendenöffnungen 1 und 2 von links nach rechts in F i g. 2 abgetastet wird, erhält man ein Hauptsignal Sm und ein unscharfes Signal Ssub, wie sie in Fig.3 gezeigt sind. In den F i g. 2 und 3 bezeichnen X_x und X-i die Grenzen zwischen dem dunklen Abschnitt 3a und den hellen Abschnitten Zb der Bildvorlage 3.
Wie in F i g. 3a gezeigt, schwankt das Hauptsignal Sm selbst im flachen Abschnitt ohne Bildfeinheiten, wie sie mit Ausnahme der Grenzen X\ und Ai, die Bildfeinheiten aufweisen, vorliegen, etwas, weil die Öffnungsabmessungen der Hauptblendenöffnung 1 ungefähr gleich den Abmessungen des Korns des Bildvorlagefilms 3 sind.

Das unscharfe Signal Ssub unterliegt wie in Fig.3b gezeigt, kaum Einflüssen des Korns der Bildvorlage 3, weil die Öffnungsabmessungen der Zusatzblendenöffnung 2 größer als diejenigen des Korns der Bildvorlage 3 sind, το daß der Wert des unscharfen Signals Ssub in den kontrastlosen bzw. flachen Abschnitten ohne Feinheiten nahezu konstant ist und nur an den die Feinheiten aufweisenden Grenzen ΛΊ und Xt sich ändert, wobei die Veränderung mäßiger ist als diejenige des Hauptsignals Sm.

Fig.4 zeigt eine Schärfebetonungsvorrichtung gemäß der Erfindung. Das Hauptsignal Sm und das unscharfe Signal Ssub werden auf die Anschlüsse 5 und 6 der Schärfebetonungsvorrichtung gegeben.

Die Schärfebetonungsvorrichtung umfaßt eine Differenzabsolutwertschaltung 7 herkömmlichen Typs mit zwei Verstärkern A 1 und A 2 sowie zwei zwischen diesen verschalteten Dioden D1 und D 2; eine Vü-zögerungsschaltung 8; eine Abschneidwerterzeugungsschaltung 9 mit einem Verstärker A 3, einer über einen veränderbaren Widerstand VT? 1 mit dessen positivem Anschluß verbundenen Spannungsquelle 10 und einer Diode D3; eine Subtrahierschaltung 11 mit einem Verstärker A 4; eine Positivhalbwellen-Gleichrichterschaltung 12 mit einem Verstärker A 5 und einer damit verbundenen Diode D4; eine Negativhalbwellen-Gleichrichterschaltung 13 mit einem Verstärker A 6 und einer damit verbundenen Diode D 5; eine Addierschaltung 14 mit einem Verstärker A 7; und eine Addierschaltung 15 mit einem Verstärker A 8. Die in dieser Ausführungsform verwendeten Verstärker sind Operationsverstärker.

Das in Fig.5b gezeigte unscharfe Signal Ssub, weiches '!as gleiche Signal wie in F i g. 3b ist, wird über den Anschluß 6 auf den positiven Eingang des Verstärkers A 1 der Differenzübsolutwertschaltung 7 und auf die Verzögerungsschaltung 8 gegeben. Das in der Verzögerungsschaltung 8 verzögerte unscharfe Signal wird dann auf den negativem Anschluß Z>c/des Verstärkers A 1 gegeben. Das verzögerte unscharfe Signal Ssub' ist in Fig.5bd gezeigt, Die Differenzabsolutwertschaltung 7 subtrahiert die beiden unscharfen Signale Ssub und Ssub' voneinander und gibt ein Signal aus, das dem Absolutwert der Differenz zwischen den beiden unscharfen Signalen Ssub und 5si/£'entspricht

Wenn die Verstärkungen der beiden Verstärker A 1 und A 2 der Differenzabsolutwertschaltung 7 genügend groß eingestellt werden, erhält man das in Fig.5c gezeigte Ausgangssignal auf der Ausgangsleitung c der

Schaltung 7.InFi g. 5c bezeichnet Va einen Sättigungsausgangswert der Schaltung 7.

Das Ausgangssignal gemäß Fig.5c der Schaltung 7 wird auf den negativen Eingang des Verstärkers A 3 der Abschneidwerterzeugungsschaltung 9 gegeben. Die ■> Schaltung 9 gibt ein Signal einer durch den veränderbaren Widerstand VR 1 eingestellten bestimmten Spannung Vb aus, wenn das Ausgangssignal der Schaltung 7 kleiner als die Spannung Vb ist, und ein Null-Signal, wenn das Ausgangssignal der Schaltung 7 größer als die Spannung Vb ist. Ein Abschneidsignal auf der Ausgangsleitung c/der Schaltung 9 ist in F i g. 5d gezeigt.

Das Hauptsignal 5m am Anschluß 5 und das unscharfe Signal Ssub am Anschluß 6 werden auf den positiven bzw. negativen Eingang des Verstärkers A 4 der Subtraleerschaltung 11 gegeben, die die beiden Eingangssignale voneinander subtrahiert und ein unscharfes Maskiersigna!, das in Fig -Se gezeigt ist. auf ihrer Auseanesleitung e ausgibt. Dieses unscharfe Maskiersignal ist eine Art eines Schärfebetonungssignals.

Wie in F i g. 5e deutlich zu sehen, ändert sich der Wert des unscharfen Maskiersignals der Schaltung 11 auch in den flachen detaillosen Abschnitten etwas. Wenn das unscharfe Maskiersignal direkt zum Hauptsigna! Sm addiert wird, werden daher, wie oben beschrieben, die Korneinflüsse verstärkt.

Zur Überwindung dieses Problemes wird im vorliegenden Fall das unscharfe Maskiersignal in positive und negative Komponenten zerlegt, von denen jede unter Verwendung des Abschneid- bzw. Kappsignals ge- jo schnitten wird, um die Kleinwertschwankungen des Hauptsignals, wie etwa in den flachen Abschnitten als Folge des Korns der Bildvorlage, zu beseitigen. Das heißt, das unscharfe Maskiersignal der F i g. 5e wird auf die positiven Anschlüsse der Verstärker A 5 und A 6 der Positivhalbwellengleichrichterschaltung 12 und Negativhalbwellengleichrichterschaltung 13 gegeben, während das Kappsignal der F i g. 5d über einen veränderbaren Widerstand VT? 2, der den Ausgangswert des Kappsignals einstellt, auf den negativen Anschluß des Verstärkers A 5 und den positiven Anschluß des Verstärkers A 6 gegeben wird.

Sowohl die positive als auch die negative Komponente des unscharfen Maskiersignals der Fig.5e wird durch das Kappsignal der F i g. 5d gekappt, womit man ein Positivkomponenten- bzw. Negativkomponentensignal, wie es in F i g. 5f bzw. 5g gezeigt ist, auf der Ausgangsleitung f bzw. g der Positivhalbwellengleichrichterschaltung 12 bzw. der Negativhalbweliengleichrichterschaltung 13 erhält. Das Positivkomponentensignal und das Negativkomponentensignal der F i g. 5f und 5g werden auf den positiven Anschluß des Verstärkers A 7 der Addierschaltung 14 gegeben, welche die beiden Komponentensignale addiert und ein korrigiertes unscharfes Maskiersignal, das in F i g. 5h gezeigt ist, auf seiner Ausgangsleitung h ausgibt

Das korrigierte unscharfe Maskiersignal der F i g. 5h, welches ebenfalls eine Art eines Schärfebetonungssignals ist, wird über einen veränderbaren Widerstand VR 3 zusammen mit dem Hauptsignal Sm auf den positiven Anschluß des Verstärkers A 8 der Addierschaltung 15 gegeben. Der veränderbare Widerstand VR 3 stellt den Ausgangswert des korrigierten unscharfen Maskiersignals der F i g. 5h ein. Die Schaltung 15 addiert in ihr die beiden Signale und gibt auf ihrer Ausgangsleitung / ein in Fig.5i gezeigtes Bildsignal aus, dessen Schärfe betont ist Das entstandene Bildsignal wird auf eine (nicht gezeigte) Bildreproduktionsmaschine gegeben, wo eine klare und scharfe Reproduktion erzeugt werden kann.

Obwohl bei dieser Ausführungsform das unscharfe Signal durch Verwendung einer Zusatzblende mit größerer öffnung als die der Hauptblende 1 gewonnen wird, kann jedoch auch das unscharfe Signal aus dem durch die Hauptblende verlaufenden Licht ohne Vcrwendund der Zusatzblende erzeugt werden, beispielsweise indem das Licht an einer nicht im Brenn- bzw. Schnittpunkt befindlichen Stelle abgenommen wird oder dergleichen.

Gemäß der Erfindung kann der Schärfebetonungseffekt, mit dem Kappsignal gesteuert werden, beispielsweise wird, wenn die Schwankungshöhe bzw. -geschwindigkeit des unscharfen Signals gering ist, die Verstärkung einer Schaltung zur unscharfen Maskierung oder einer Versteilerungsschaltung durch das Kappsignal vermindert, oder der Kappwert des Kappsignals wird so angehoben, daß der Schärfebetonungseffekl vermindert wird, oder es erfolgt eine solche Steuerung nicht, wenn die Schwankungshöhe bzw. -geschwindigkeit des unscharfen Signals groß genug ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Addierschaltung 14 so durch das Kappsignal gesteuert werden, daß der Wert des korrigierten unscharfen Maskiersignals der F i g. 5h verändert wird.

Wenn die Schärfebetonung des Bildsignals durch Versteilerung oder Konturverstärkung durchgeführt wird, kann die Erfindung so angewandt werden, daß die Schärfe nur in den Detailabschnitten unter Ausschluß der flachen Abschnitte ohne Details bzw. Biidfeinheiten betont wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Schärfebetonung bei der Bildreproduktion, nach welchem eine Bildvorlage photoelektrisch abgetastet wird und dabei ein Hauptsignal und ein unscharfes Signal erzeugt werden, aus denen ein Schärfebetonungssignal gewonnen wird, welches zum Hauptsignal addiert wird, wobei das Schärfebetonungssignal in Abhängigkeit vom Verlauf des unscharfen Signals unterdrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung des Schärfebetonungssignals ein Differenzsignal zwischen dem unscharfen Signal und einem durch Verzögerung des unscharfen Signals gewonnenen Signal erzeugt wird und daß dieses zwischen Sprungbereichen des unscharfen Signals und eines verzögerten unscharfen Signals endliche Werte aufweisende DH£crenzsignaI zur Erzeugung eines Abschneidsignals verwendet wird, welches das Schärfebetonungssignal außerhalb dieser Sprungbereiche unterdrückt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schärfebetonungssignal durch Abziehen des unscharfen Signals vom Hauptsignal gewonnen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdrückung der Schärfebetonung von der Größe des Sprungs des unscharfen Signals abhängig gemacht wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeicnnet, daß der Spannungswert des Abschntid'Jgnals entsprechend der Größe des Sprungs des unscha. ien Signals gewählt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Schärfebetonungssignals abhängig von der Größe des Sprungs des unscharfen Signals bestimmt wird.

6. Schärfebetonungsvorrichtung zur Verwendung in einem Bildreproduktionsgerät, bei welchem eine Bildvorlage zur Gewinnung eines Hauptsignals und eines unscharfen Signals photoelektrisch abgetastet wird, mit einer Schärfebetonungssignalerzeugungsschaltung, welche ein Schärfebetonungssignal aus dem Hauptsignal und dem unscharfen Signal aufbaut, einer Korrekturschaltung für das Schärfebetonungssignal, und einer Zusammensetzungsschaltung, in welcher zur Schärfebetonung des Hauptsignals das korrigierte Schärfebetonungssignal zum Hauptsignal addiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung für das Schärfebetonungssignal eine Abschneidsignalerzeugungsschaltung (7, 8, 9) zur Erzeugung eines Abschneidsignals aus der Diffeienz zwischen dem unscharfen Signal mit einer bestimmten Verzögerung und dem unscharfen Signal ohne Verzögerung, und eine das Abschneidsignal erhaltende Abschneidschaltung (12, 13, 14), die das Schärfebetonungssignal unterdrückt, außer wenn das unscharfe Signal einen Sprung einer bestimmten Größe macht, aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schärfebetonungssignalerzeugungsschaltung eine Subtrahierschaltung (11) zur Subtraktion des unscharfen Signals vom Hauptsignal aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschneidschaltung (12,13,14) das Schärfebetonungssignal selektiv in Abhängigkeit von der Größe des Sprungs des unscharfen Signals unterdrückt

9, Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß die Abschneidschaltung eine Schaltung (13), die zur Erzeugung der negativen Hälfte des korrigierten Schärfebetonungssignals das Abschneidsignal eines positiven Spannungswe.-ts zum Schärfebetonungssignal addiert und dann das Summensignal gleichrichtet eine Schaltung (12), die zur Erzeugung "der positiven Hälfte des korrigierten Schärfebetonungssignals das gleiche Abschneidsignal vom Schärfebeionungssignal abzieht und dann das Differenzsignal gleichrichtet und eine die positive, und die negative Hälfte des korrigierten Schärfebetonungssignals zum gesamten Schärfebetonungssignal zusammenfügende Schaltung (14) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß die Schärfebetonungssignalerzeugungsschaltung das Schärfebetommgssignal in Abhängigkeit von der Größe des Sprungs des unscharfen Signals bestimmt