DE3101552C2

DE3101552C2 - Verfahren zum Aufbereiten von Bildsignalen für die Weiterverarbeitung in einer Farbkorrektureinrichtung

Info

Publication number: DE3101552C2
Application number: DE3101552A
Authority: DE
Inventors: Mitsuhiko Kyoto Yamada
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1980-01-21
Filing date: 1981-01-20
Publication date: 1986-06-05
Also published as: GB2069794A; US4402015A; GB2069794B; JPH0232618B2; DE3101552A1; JPS56102853A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vor-Verarbeiten eines Bildsignales, und zwar vor dem Einspeisen in einen operationalen Kreis einer Bildreproduziermaschine wie beispielsweise einem Farbscanner oder einem Farbfaksimile, wobei ein Originalbild photoelektrisch abgetastet wird, um das Bildsignal zu erhalten, wobei ferner erste Umwandlungscharakteristika, die in einem Speicher gespeichert sind, durch adressieren von Adressen des Speichers durch das Bildsignal herausgelesen und diese sodann durch zweite Umwandlungscharakteristika umgewandelt werden, abhängig von einem gewünschten reproduzierbaren Dichtebereich des Originalbildes.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbereiten von durch photoelektrische Abtastung eines Originalbildes gewonnenen Bildsignalen vor deren eigentlicher Verarbeitung in einer digital arbeitenden Farbkorrekt areinric;itung einer Bildreproduziermaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Bei einer Bildreproduziermaschine, wie einem Farbscanner, wird die zur Druckstockerstellung erforderliche Verarbeitung von Bildsignalen, wie z. B. Maskieroperationen, Farbkorrektur-Operationen usw., in einer sogenannten Farbkorrektureinrichtung durchgeführt. Dabei werden die durch photoelektrisches Abtasten eines Originalbildes enthaltenen Bildsignale üblicherweise in logarithmische Daten umgewandelt.

Der Dichtebereich eines Bildsignals wird im voraus bestimmt, und zwar in Abhängigkeit von einem Reproduzierverfahren eines Reproduktionsbildes. Wird z. B. das Originalbild von einem Halbton-Reproduktions-Bild reproduziert, so entsprechen die Minimal- und die Maximal-Dichte-Werte Halbton-Punkt-Flächen-Werten von 0% bzw. 100%, was den Minimal- und Maximalwerten der für das Reproduktionsbild erforderlichen Gradationsskala entspricht. Dies entspricht gleichzeitig einem Glanzlichtpunkt (d. i. der hellste Punkt des für das Reproduktionsbild erforderlichen Dichtebereiches) mit einem Hochlicht-Dichtwert Du und einem Schattenpunkt (d. i. der dunkelste Punkt des für das Reproduktionsbild erforderlichen Dichtebereiches) mit einem Schatten-Dichtewert D_s.

Obgleich die Hochlichtpunkte (Glanzpunkte) und die Schattenpunkte bei der Druckstockerstellung nach dem Stand der Technik den Halbton-Punkt-Flächen-Werten von 5% und 95% entsprechen, werden sie bei der nachfolgenden Beschreibung den Halbton-Punkt-Flächen-Werten von 0% und 100% gleichgesetzt.

Der Hochlicht-Dichtewert Du und der Schatten-Dichtewert Ds hängen von den Originalbildern ab; di: Differenz zwischen dem Hochlicht-Dichtewcrt Du und dem Schatten-Dichtewert Ds. d. h. der Dichtebereich.

hängt somit ebenfalls von den Originalbildcrn ab.

Bevor die Bildsignale bei der Bildreproduziermaschine der Farbkorrektureinrichtung eingegeben werden, werden der Hochlicht-Dichtewert Du und der Schattcn-Dichtewert Ds des Originalbildes vorverarbeitet, so daß der Dichtebereich des Originalbildas in einem gewissen Spannungsbereich der Farbkorrektureinrichtung liegt.

Eine derartige Vor-Verarbeitung ist für die Entscheidung des Dichtebereiches des Reproduktionsi ildes von

ίο Bedeutung. Die Einstellung des Hochlicht-Dichiewcrtes Dh und des Schatten-Dichtewertes D_s des Reproduktionsbildes auf Halbton-Punkt-Flächenwerten von 0% und 100% bezeichnet man im allgemeinen als Hochlicht-Einstellung bzw. als Schatteneinstellung.

Hochlicht- und Schatteneinstellung zeigen auch die Einstellung der Eingabebedingungen für den operationalen Kreis an; vor dem Start der Bildreproduziermaschine sind diese für jedes Originalbild anders; demgemäß werden diese Einstellungen in der folgenden Bc-Schreibung als Grundeinstellungen bezeichnet

In F i g. 1 ist ein digitaler Farbscanner mit einer bekannten Vorverarbeitungsstufe dargestellt, wobei ein Signal in der durch Pfeile veranschaulichten Richtung verarbeitet wird. F i g. 2 zeigt ein Diagramm für Signal-Umwandlungen, wie sie in dem in F i g. 1 wiedergegebenen Farbscanner ausgeführt werden.

Ein von einer Lichtquelle 2 beleuchtetes Originalbild 1 wird von einem (hier nicht dargestellten) Scanner photoelektrisch abgetastet Ein Lichtstrahl 3, der durch das Originalbild 1 hindurchgeht, wird von einem Abtastkopf 4 abgetastet; man erhält ein Bildsignal a. Dieses Bildsignal a wird einem logarithmischen Wandler 5 eingespeist und dort logarithmiert. Damit erhält man ein Bilddichtesignal b, das einer bekannten Grundeinstellungsschaltung 6 eingespeist wird.

Die Grundeinstellungsschaltung 6 stellt den Dichtebereich des Bilddichtesignals b ein und gibt ein Dichtcsignal cab, so daß letztlich Schatten- und Hochlicht-Werte bs und bn des Bilddichtesignals h, die dem Schaitcn-Dichtewert Ds bzw. dem Hochlicht-Dichtcwert Dn des Originalbildes entsprechen, mit denr Minimaiwcrl Οι und dem Maximalwert c_mdes Dichtesignals c korrespondieren.
Das Dichtesignal ckann direkt einer Schal tstufc eines Analog-Farbscanners eingegeben werden.

Bei dieser Ausführungsform wird das Dichtesignal c einem im folgenden als A/D-Converter bezeichneten Analog-Digital-Wandler 7 eingegeben, und in einen digitalen Dichtecode d umgewandelt, der schließlich der

jo eigentlichen Farbkorrektureinrichtung8 einzugeben ist. Die Farbkorrektureinrichtung 8 umfaßt einen Schaltkreis 9, der eine Farbkorrektur, wie beispielsweise Maskieren oder andere Korrekturverfahren, ausführt; ferner ist ein Digital-Analog-Wandler 10 vorgesehen, der ein Digitalsignal in ein Analogsignal umwandelt, sowie ein Aufzeichnungskopf 12, der durch Abtasten ein Reproduktionsbild auf einem Wiedergabefilm 11 aufzeichnet. Ein Kontaktfilm 13 kann je nach Bedarf auf die Vorderfläche des Wiedergabefilms 11 aufgebracht wcrden.

Die Einstellung der Gründeinstellungsschaltung 6 wird durchgeführt, indem man den Dichtebereich des Dichtesignals cauf den Eingangsspannungsbereich des A/D-Converters 7 normiert, und zwar durch eine Stan-

b5 dardniveau-Einstelliing und durch eine Abstandscinstellung des Dichtesignals c, so daß Schatten- 6_S und Hochlicht-Wert bn des Bilddichtesignals b jeweils mit dem Minimalwert da und dem Maximalwert d,„ zusammen-

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fälli. Die letzteren sind durch den Dichtecode d, der vom A/D-Convcrter 7 abgegeben wurde, vorgegeben.

Die beiden verschiedenen Originalbilder 1 und Γ, die aufgezeichnet werden sollen, haben beispielsweise verschiedene Schatten-Dichtewerte D_s und Ds sowie verschiedene Hochlicht-Dichtewerte Dh und Dh; demgemäB sind die Schatten-Werte 6* und bs sowie die Hochlicht-Werte bn und bn' der Bilddichtesignale voneinander verschieden.

Um die verschiedenen Schatten- und Hochlicht-Weric b-i. bs, bn und bn' dahin zu bringen, daß sie dem Minircalwert do und dem Maximalwert d_mdes Dichtecodes d entsprechen, werden die Umwandlungscharakteristika der Grundeinstellungsschaltung 6 derart justiert, wie dies durch die charakteristischen Kurven A und B für die Originalbilder 1 und 1' in F i g. 2 veranschaulicht ist. Die Schatten-Werte bs und bs sowie die Hochlicht-Wcrte b,i und bn' können somit in Minimal-Dichtesigna-Ie bzw. Maximal-Dichtesignale C₀ bzw. c_m umgewandelt werden.

Hei der Grundeinstellungsschaltung 6 werden die Siandardniveau-Einsteilung und die Bereich «-Einstellung mittels eines Niveau-Verschiebe-Kreises 14 bzw. mittels eines Operations-Verstärkers 15 durchgeführt

Der Niveau-Verschiebe-Kreis 14 verschiebt hierbei das Niveau des Dichtesignals cderart, daß die Schattenwerte bs und bs' der Signale b den Minimal werten Co des operationalen Dichtesignals c entsprechen; der Operations-Verstärker 15 stellt die Steigungen Θα und Θβ der charakteristischen Kurven A und B, d. h. der Umwandliingsverstärkungen, so ein, daß die Hochlicht-Werte 6« und bn' der Signale b den Maximalwerten c_w des operationalen Dichtesignals centsprechen. Das Standard-Niveau und der Meßbereich sind somit eingestellt.

Da das Bildsignal a, das dem logarithmischen Wandler 5 einzuspeisen ist, einen weiten dynamischen Bereich, wie beispielsweise einen Drei-Dekaden-Bereich, benötigt, ist eine hohe Stabilität des logarithmischen Wandlers 5 gegen Gleichstrom-drift, Verstärker-drift usw. erforderlich. Die gleiche Stabilität ist ebenfalls für die Grundeinstellungsschaltung 6 erforderlich.

Ferner muß sich die Grundeinstellungsschaltung 6 gut betreiben lassen, und zwar z. B. in dem Sinn, daß die l'instellungen entsprechend den verschiedenen Eingiingsbcdingungen der verschiedenen Originalbilder leicht durchführbar sind. Bei einer be^qnnten Grundeinstellungsschaltung 6 sind Betriebsfähigkeit und Stabilität reziprok zueinander; d. h. je besser die eine, desto schlechter die andere.

Jedes Farbtrennbild-Siynal von rot, grün oder blau wird in jedem Farbkanal mittels eines photoelektrischen Wandlers, eines Vorverstärkers, eines logarithmischen Wandlers usw. verarbeitet. Die Abweichungen der Umwandlungscharakteristika bzw. der Übertragungscharakteristika und die Linearitäten der Umwandlungscharakteristika sind im allgemeinen von Farbkanal zu Farbkanal verschieden zueinander. Deshalb ist es notwendig, daß die Werte der verschiedenen Originalbilder in jedem Farbkanal korrigiert werden, damit sie denselben Wert annehmen und damit diese korrigierten Werte dircktder Farbkorrektureinrichtung der Bildreproduziermaschine eingegeben werden können.

Um die Abweichungen der Charakteristika zwischen den Farbkanälen aufzuheben und die Linearitäten der Umwandlungschargkteristika in jedem Farbkanal zu >i5 korrigieren, ist es beispielsweise ideal, das Bilddichtesign;il b mittels eines G „'radlinien-Segmentfunktions-Wandlers in eine bestimmte Funktion umzuwandeln.

Ein derartiger Geradlinien-Segmentfunktions-Wandler ist jedoch kompliziert im Aufbau und instabil bei der Arbeit. Außerdem ist es schwierig, den Geradiinien-Segmentfunktions-Wandler einzustellen.

Aus DE-OS 23 00 524 und DE-OS 20 18 317 sind bereits Systeme bekannt, die Hinweise auf automatische Einstellung von digitalen Gradationskorrektursystemen geben. Dabei wird in DE-OS 23 00 514 einmal darauf hingewiesen, einen Korrekturspeicher in zwei Teile, in einen Gradationskorrekturspeicher und einen Farbkorrekturspeicher, zu trennen, und die Parameterwerte aufgrund der Messungen ausgewählter Bildpunkte durch einen Computer selbst bestimmen zu lassen. In DE-OS 20 18 317 wird eine Speichertabelle für die Gradationskorrektur ebenfalls nach der Messung ausgewählter Bildpunkte durch eine Recheneinheit bestimmt.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem nicht nur die Licht- und Schattenpunkte berücksichtigt werfen, sondern bei dem auch die Systemeigenschaften des Abtastsystems und der Vorlagen in die Berechnung für die auszuwählende Speichertabelle eingehen, so daß für jeden Farbkanal Veränderungen des Abtastsystems und der Vorlagenmaterialien berücksichtigt werden.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches angegebene technische Lehre gelöst.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines digitalen Farbscanners mit einer bekannten Vorverarbeitungsstufe, wobei ein Bild-Signal in einer durch Pfeile veranschaulichten Richtung verarbeitet wird:

F i g. 2 zeigt eine Darstellung für Signalumwandlungen, wie sie im Farbscanner gemäß F i g. 1 ausgeführt werden;

Fig.3 zeigt ein Blockschaltbild eines Digital-Farbscanners mit einer Vorverarbeitungsstufe gemäß der Erfindung, wobei ein Bild-Signal in einer durch die Pfeile veranschaulichten Richtung verarbeitet wird;

Fig.4 zeigt eine graphische Darstellung für Signalumwandlungen, wie sie im Farbscanner gemäß Fig.3 ausgeführt wurden;

Fig.5 zeigt eine Schaltung mit einem Speicher und einem angeschlossenen Computer, entsprechend Fig.3;

Fig.6 zeigt eine Speichereinheit einer in dem Speicher gemäß F i g. 3 gespeicherten Tabelle;

Fig.7 zeigt ein Blockschaltbild einer Einrichtung zum Wiederaufzeichnen einer Tabelle im Speicher gemäß F ig. 3;

F i s. 8 zeigt eine graphische Darstellung einer Verwindungskorrektur-Tabelle mit einer Korrekturkurve;

F i g. 9 zeigt eine graphische Darstellung einer Abweichkungswert-Tabelle, wie sie aus der Verwindungskorrektur-Tabelle gemäß F i g. 8 hervorgeht;

Fig. 10 zeigt eine graphische Darstellung einer Basistabelle mit den gewünschten charakteristischen Kurven;

Fig. Il zeigt eine graphische Darstellung einer Abweichungswert-Tabelle, wie man sie mitteL der Basistabelle gemäß Fig. 10 erhält;

Fig. 12 zeigt ein Blockschaltbild eines Digital-Farbscanners mit einer weiteren Vorverarbeiiungsstufe gemäß der Erfindung:

F i g. 13 zeigt ein Blockschahbild einer weiteren Vorverarbeitungsstufe gemäß der Erfindung.

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In Fig. 3 sieht man einen Digital-Farbscanner mit einer Vorverarbeitungsstufe zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei ein Bildsignal in der durch die Pfeile angegebenen Richtung verarbeitet wird. Die einzelnen Elemente in F i g. 3 sind die gleichen wie jene gemäß Fig. I und somit auch mit denselben Bezugszeichen versehen wie die des bekannten Farbscanners gemäß F i g. 1; eine nähere Erklärung erübrigt sich somit. Das Farbtrennbildsignal einer jeden Primärfarbe von rot, grün oder blau wird für jeden Farbkanal der Bildreproduziermaschine, wie beispielsweise dem Farbscanner, separat verarbeitet. Einer der Farbkanäle wird unter Bezugnahme auf F i g. 3 beschrieben.

Gemäß Fig. 3 wird das (analoge) Bilddichtesignal b einem A/D-Wandler 16 direkt eingespeist und in einen digitalen Bilddichtecode e umgewandelt.

Wird der Dichtecode d. der der Farbkorrektureinrichtung 8 einzugeben ist, durch acht Bits ausgedrückt, so wird ein A/D-Wandler 16 verwendet, der eine Auflösekraft entsprechend einem Äusgangssignai von neun Bits aufweist. Wie nachfolgend beschrieben werden wird, wird jedoch nicht mehr als etwa die Hälfte des Eingangsbereiches des A/D-Wandlers 16 tatsächlich benötigt; somit ist seine wesentliche Auflösekraft nicht anders als jene von acht Bits.

Der Bilddichtecode e von neun Bits, der vom A/D-Wandler 16 abgegeben wird, wird einem folgenden Speicher 17 zugeleitet und adressiert dessen Adressen. Sodann gibt der Speicher 17 einen Dichtecode d von acht Bits ab, der dem Bilddichtecode e der erwähnten Adressen entspricht.

Der Dichtecode d, der aus dem Speicher 17 ausgelesen wurde, und der fast derselbe ist wie jener aus dem A/D-Wandler 7 gemäß F i g. 1 und 2. wird sodann der Farbkorrektureinrichtung 8 eingegeben. Der Eingangsbereich des A/D-Wandlers 16 ist entsprechend breiter als der Meßbereich oder die Amplitude des Bilddichte- _:—1- L· ---j (jcf Meßbereich des Bilddichtesi^nsls £ wird auf die Mitte des Eingangsbereiches eingestellt.

Ist beispielsweise der Lichtstrahl 3 völlig unterbrochen. so erhält man einen Minimalwert bo entsprechend einem Offset-Niveau. Dieser Minimalwert bn liegt etwas höher als das O-Niveau. so daß ein Minimalwert bo nicht unterhalb des Null-Niveaus des A/D-Wandlers 16 liegt, wenn er durch Drift oder dergleichen verändert wird.

Demgemäß wird das Niveau des Bilddichtesignals b derart eingestellt, daß es sicher im Eingangsbereich des A/D-Wandlers 16 liegt, und zwar ungeachtet dessen, wie der Minimalwert bo verändert wird. Somit wird als schwarzer Niveauwert ein minimaler Bilddichtecode eo entsprechend dem Minimalwert bo verwendet.

Wird die Intensität des Lichtstrahls 3 durch das Originalbild überhaupt nicht beeinträchtigt, oder passiert sämtliches von der Lichtquelle 2 ausgesandtes Licht lediglich den Träger für das Originalbild 1, so kann ein Maximalwert b_m des Bilddichtesignals b in den Eingangsbereich des eingestellten A/D-Wandlers gelangen, und es wird als weißer Niveauwert ein maximaler Bilddichtecode e„_; entsprechend dem Maximalwert b„ verwendet.

Zwischen dem schwarzen Niveauwert eo und dem weißen Niveauwert e,_n liegen die Schatten- und die Lichtwerte e^ und en des Bilddichtecodes e. und zwar entsprechend den Schatten- und den Hochlicht-Dichtewerten Ds und Du für jedes Originalbild. Wie in F i g. 4 veranschaulicht, wird eine Tabelle ersteilt und im voraus im Speicher 17 gespeichert. Somit können minimale und maximale Werte c/r, und d,„ des Dichtecodes d aus dem Speicher 17 herausgelesen werden, und /war durch Adressieren des Speichers 17 mittels der Schatten- und Hochlicht-Werte e.sund e»des Bilddichtecodes c.

In Fig. 4 ist innerhalb eines Codeb^reichs (cn— e.<;=eiv;des Bilddichtecodes eeine charakteristische Linie C(ausgezogen) dargestellt, die dem Bereich (bn— bs) des Bilddichtesignals b entspricht, und wobei entlang der Linie C256 Bilddichtecodes e liegen. Innerhalb des breiteren Codebereichs (en' — es' = ew) des Bilddichtecodes eist eine charakteristische Linie Dstrichpunktiert dargestellt, die dem breiteren Bereich (bu' — bs) des Bilddichtesignals b entspricht, und wobei entlang der Linie D mehr al.·, 256 Bilddichtecodes e liegen. Ferner erkennt man in F i g. 4 zwei charakteristische Linien E\ und £2 in strichpunktierter Darstellung innerhalb desselben Code-Bereichs e*' wie jenem der Linie D, wobei zur Gewinnung einer Halbton-Punkt-Flächenrate von 50% durch Verwendung der Linie Ddie Kontrollmcngc + Moder — M vom Mittelwert e_M' des Bilddichtecodes c verschoben wird.

Die Schatten- und Hochlicht-Werte es und Cu entsprechen den Schatten- und Hochlicht-Dichtcsignalcn bs und bn des Originalbildes 1. Diese werden einem Computer 18 eingegeben, und zwar bevor das Reproduktionsbild aufgezeichnet wird. Der Speicher 17 wird durch einen Computer 18 gesteuert, so daß die in Speicher 17 gespeicherte Tabelle in Abhängigkeit von den Schatten- und Hochlichtwerten es und en wieder aufgezeichnet werden kann.

F i g. 5 zeigt eine Schaltung, die den Speicher 17 und den angekoppelten Computer 18 umfaßt. Der Bilddichtecode e, der vom A/D-Wandlcr 16 abgegeben wird, wird dem Adreß-Bus 19 des Speichers über einen Bus-Puffer 20 eingespeist. Das Adressensignal wird dem Adreß-Bus 19 des Speichers 17 über einen Bus-Puffer 21 eingegeben. Der Dichtecode d wird ausgehend vom Ausgangs-Bus 22 des Speichers 17 der Farbkorrektureinrichtung 8 über einen Bus-Puffer 23 und dem Computer 18 über einen Bus-Puffer 24 eingegeben.

Wird der Speicher in gewohnter Weise verwendet, so sind die Bus-Puffer 20 und 23 geöffnet. Ist im Speicher 17 eine Tabelle unter Verwendung des Computers 18 aufbereitet, so sind die Bus-Puffer 21 und 24 geöffnet. Das öffnen und Schließen der Bus-Puffer 20, 21, 23 und 24 wird über ein Befehlssignal 25 ausgeführt, das durch den Computer 18 erzeugt und den Bus-Puffern über eine Bus-Linie eingegeben wird.

Der Computer 18 ist mit Registern 26—30 zum Aufzeichnen des schwarzen Niveauwertes eo, des Schattens, der Mitte, der Hochlichtwerte es, e_M und en für das Originalbild 1 und für den weißen Niveauwert e„, versehen. Der Computer 18 weist ferner eine Gruppe von Registern 31 zum Aufzeichnen von Umwandlungswerten c\. e₂ auf, um die Bilddichtesignale b in die Bilddichtecode ezur linearen Korrektur umzuwandeln. Der Computer erarbeitet die gewünschte Tabelle im Speicher 17 entsprechend den Werten, die in den Registern 26—31 aufgezeichnet sind.

Hat beispielsweise das Originalbild einen Schattcn-Dichtewert Ds und einen Hochlicht-Dichlcwert Dn', s< > werden die entsprechenden Schatten- und Hochlicht-Werte es und ei/ in den Registern 27 und 29 aufgezeichnet. Der Speicher 17 und der Computer 18 sind sodann über die Bus-Puffer 21 und 24 miteinander verbunden, und der Computer 18 sendet aufeinanderfolgend die Adreßsignale aus. die den. Adressen zwischen <.·.*' und en' entsprechen. Der Computer 18 sendet gleichzeitig die Daten aus, die in den Adressen eingeschrieben werden

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sollen, und durch die Adreßsignalc adressiert sind, und /wiir über einen schreibenden Lingangs-Bus 32 des Speichers 17.

Du die minimalen und die maximalen Adressen c.v' und Cn' des Adressenbereiches den minimalen und den maximalen Daten J_n und d,„ dann entsprechen, wenn die Code c in linearer Relation zu den Code c/stehen, so läßt sieh die Datenberechnung für jede ein/eine Adresse des Adresi.cnsignals entsprechend einer durch Minimal- und Maximalwerte hindurchgehenden geraden Linie leicht durchführen. Die Linie D, die in F i g. 4 gestrichelt dargestellt ist, gibt die so erhaltenen Charakteristika wieder.

Line Adressenziffer ew. die einem Adressenbereich einspricht und im folgenden als »Adreß-Spanne« bezeichnet werden soll, ist gleich der Differenz en' —es zwischen der letzten Adresse en' und der ersten Adresse Cs'. Da weiterhin der erste und der letzte Wert do bzw. dm. die der ersten und der letzten Adresse es und en' entsprechen, bekannt sind, lassen sich durch Rechnung ebenfalls die gewünschten Charakteristika ermitteln (ausgenommen sind hierbei die linearen Charakteristika).

Werden weiterhin eine Adresse und deren bekannte Daten im mittleren Bereich der Adressenspanne en' ausgewählt, so kann man leicht eine charakteristische Linie einer Geradlinien-Segment-Kurve erhalten.

So läßt sich beispielsweise in Fig.4 der Mittelwert Cm' gegenüber dem Wert, der der Halbton-Punkt-Flädieniate von 5C% entspricht, etwas nach vorne oder nach hinten verschieben, oder es kann der Wert, der der Ilalbton-Punki-Flächenrate von 50% entspricht, nach vorne oder nach hinten zur Kontrollmenge M von dem Mittelwert e,u verschoben werden. Dies ist durch die charakteristischen Linien E\ und Et in Fig. 4 veranschaulicht.

In diesem Falle ist der Dichtecode c/entsprechend der iiiiibiön-runki-riächenraie von 50% bekanni. womit sich der Mittelwert e.v/ aus der folgenden Gleichung ermitteln läßt:

Die Kontrollmenge M wird im voraus bestimmt. Alterna'iv hierzu wird der Mittelwert Ca/ nicht dadurch ermittelt, daß die obige Formel verwendet wird, sondern es wird eine zur Halbton-Punkt-Flächenrate von 50% zu reproduzierende Dichte Dm im Register 28 als Mittelwert e\/ des Bilddichtecodes e im voraus aufgezeichnet und in der Berechnung verwendet.

Andererseits kann der Computer 18 die gewünschte Tabelle, die im Speicher 17 gespeichert werden soll, adressieren, statt die oben beschriebene Gleichung zu verwenden. Dies geht dann wie folgt vor sich: Man speichert beispielsweise eine Mehrzahl von Tabellen, die abhängig von der Abweichungskorrektur-Charakteristik und dem gewünschten Adressenbereich im voraus erstellt wurde, in einem Tabellenindexer 33 zusammen mit ihren Indexziffern; sodann gibt der Computer 18 an den Tabellenindexer 33 über eine Busleitung ein Indexsignal 34 ab. um die gewünschte Tabelle auszuwählen. Schließlich werden die Adreßsignale 35 und die Datensignaie 36 der ausgewählten Tabelle aufeinanderfolgend dem Computer 18 über Busleitungen eingegeben, und der Computer 18 erseizt die im Speicher i7 gespeicherte Tabelle durch die neue Tabelle, die aus dem Tabeiienindexer33 abgegeben wurde.

Sind bei dieser Ausführungsl'orm alle gewünschien Tabellen im Tabellenindexer 33 gespeichert und ist eine hiervon durch Indexieien ausgewählt, so benötigt der Tabellenindexer 33 eine große Spcicherkapazitiii. Um die Kapazität des Tiibellenindexers 33 zu reduzieren, werden Basistabellen mit einem Grundadressenbereich (cn =256), sowie die entscheidenden Abweichungskorrektur-Charakteristika im voraus erstellt und im Tabellenindexer 33 gespeichert. Die anderen Tabellen mit einem Adressenbereich von anderer Länge als jener der Basistabellen können dann aus den Basistabellen abgeleitet werden, und zwar durch Vergrößern oder Verkleinern des Adressenbereichs der Basistabellen, ohne daß dabei die Charakteristika der Basistabellen verändert werden.

Andere Tabellen mit Charakteristika, die sich von jenen der Basistabellen unterscheiden, lassen sich durch Korrigieren solcher Basistabellen erstellen, die die nächstkommenden Charakteristika aufweisen.

In Fig. 13 ist weiterhin folgendes dargestellt: Ist ein weiterer Speicher XT mit denselben Funktionen wie denen des Speichers 17 parallel zum Speicher 17 vor der Farbkorrektureinrichtung 8 geschaltet, während der Farbscanner unter Benutzung des Speichers 17 betrieben wird, so wird die in dem anderen Speicher 17' gespeicherte Tabelle korrigiert, um das folgende Originalbild zu treffen; die Speicher 17 und 17' werden dabei abwechselnd benutzt. Selbst dann, wenn bei dieser Ausführungsform eine Mehrzahl von aufgezogenen Originalbildern in Richtung der Zylinderachse ausgerichtet sind, lassen sich die Originalbilder kontinuierlich verarbeiten, oihne daß der Farbscanner angehalten werden muß: dies ist bequem und praktisch.

In Fig. 6 und 7 ist eine Ausführungsform zur Expansion oder Kompression des Adressenbereichs e» der Basistabelle, und zwar ohne Veränderung der Charakteristika der Basistabelle wiedergegeben.

Der Adressenbereich ew der Basistabelle ist durch 256 Adressen von je acht Bit wiedergegeben; dies entspricht den 256 Adressen mit je acht Bit des Dichtecodes d.

Der Adressenbereich ew der Basistabelle kann theoretisch beliebig sein. Sind jedoch Codezahl und Adressenzahl gleich, so werden Codezahl und Adressenzahl einer Linear-Standard-Tabelle für die Gewinnung der Abweichungen ebenfalls gleich: es besteht keine Notwendigkeit, eine besondere Basistabelle herzustellen, was sehr bequem ist.
Die Umwandlungscharakteristika zwischen den Adressenzahlen und dem Ausgangscode der Basistabelle sind beliebig und hängen, wie oben erwähnt, von den gewünschten Umwandlungscharakteristika ab.

Der gesamte Adressenbereich des Speichers 17 hat 512 Schritte mit je neun Bits: der Adressenbereich des Ausgangscodes beträgt 256 Schritte mit je acht Bits. Der Speicher 17 hat eine Kapazität, die doppelt so groß ist wie die Basistabelle. In F i g. 6 ist eine Speicherkarte des Speichers 17 zusammen mit den Adressenzahlen und den Ausgangs-Codezahlen dargestellt.

Eine Basistabelle wird aus dem Tabellenindexer 33 über ein Indexsignal 34 ausgewählt; die Adressenzahlen und die entsprechenden Daten werden sodann dem Computer 18 als Adressensignale 35 und Datensignale 36 eingespeist. Der Computer 18 überträgt die ausgewählten Basistabellen an den Speicher 17. indem er die Adressen von den Adressen 256 bis hin zu den Adressen 512 adressiert, um die Basistabellen einmal im Speicher 17 abzuspeichern und hierdurch eine charakteristische

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ίο

Kurve F zu erzeugen (so v/ie sie in F i g. 6 durch die ausgezogene Linie dargestellt ist).

Sodann wird die im Speicher 17 aufgezeichnete Basistabelle in anderen Adressen des Speichers 17 aufgezeichnet. Die Daten der Basistabelle mit dem Adressenbereich von 256 Adressen werden beispielsweise in die Adressen zwischen den Schatten- und Hochlicht-Werten es und e/, überführt, ohne dabei die Umwandlungscharakteristika zu verändern; hierbei erhält man eine charakteristische Kurve F', wie sie als gestrichelte Linie in F i g. 6 dargestellt ist. Bei dieser Gelegenheit wird der Adressenbereich expandiert oder komprimiert, und zwar ausgehend vom Adressenbereich mit 256 Adressen zum Adressenbereich ew=sn— es. In der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist der Adressenbereich ew der charakteristischen Kurve F' auf (256 + n) Adressen der 256 Adressen der Basistabelle expandiert.

In F i g. 7 ist eine Ausführungsform einer solchen Tabellen-Umschreibeeinrichtung dargestellt, die in der Praxis im Computer 18 enthalten ist. Der Adresseneingang A des Speichers 17 ist an einen lesenden Adressensignal-Generator 39 und an einen schreibenden Adressensignal-Generator 40 über Bus-Puffer 37 und 38 angeschlossen; dabei ist jeweils alternierend weder der lesende oder der schreibende Adressensignal-Generator eingeschaltet.

Bei dem lesenden Adressensignal-Generator 39 wird die Adressenzahl jeweils um Eins gesteigert, und zwar durch einen Rückstellimpuls gR, der durch einen Basiseu~Zähler 41 jeweils dann generiert wird, wenn er dieselbe Anzahl wie jene des Adressenbereichs eivder gewünschten Tabelle zählt. Der Basis-ew-Zähler 41 wird durch den Rückstellimpuls gR zurückgestellt.

In dem schreibenden Adressensignal-Generator 40 wird die Adressenzahl durch einen Rückstellimpuls gw jeweils um Eins erhöht: der Rückstellimpuls wird von einem Basis-256-Zähler 42 erzeugt, wobei jede 256-Adressenzähiung der Basistabelle die Adressenspanne von 256 Adressen hat. Der Basis-256-Zähler 42 wird durch den Rückstellimpuls ^zurückgestellt.

In dem Basis-ew^Zähler 41 der sogenannten Auf-Ab-Zähler-Art läßt sich eine, vorgegebene Zählnummer ew programmieren. Ist die vorgegebene Zählnummer e>v kleiner als 256, so wird der Zähler 41 als Auf-Zähler zunächst auf »Null« gestellt: ist die vorgegebene Zählnummer ew größer als 256, so wird der Zähler als Ab-Zähler auf die Adresse eiveingestellt.

Die Ziffer X. die im Basis-eu-Zähler 41 gezählt wird, wird einem Komparator 43 als Zählnummercode eingespeist. Der Komparator 43 erfaßt die Zählnummer X des Basis-ew-Zählers 41 zu einem Zeitpunkt, zu dem der Rückstellimpuls gw vom Zähler 42 abgegeben wird; er vergleicht sodann die Zählnummer .Y mit einem vorgegebenen Vergleichswert ew, um zum Zwecke des Aufschreibens und Lesens der Daten in bzw. aus einem Speicher 17 ein Diskriminationssignal Y einem Regler 44 einzuspeisen. Die beiden Zähler 41 und 42 werden von einem Taktimpuls K angesteuert, der von einem Taktimpulsgenerator 45 erzeugt wird.

Der Regler 44 bestimmt den zeitlichen Ablauf der Schreib- und Lesevorgänge durch das Diskriminationssignal Y, das vom Komparator 43 abgegeben wurde, sowie durch die Rückstell-Impulse gR und ^wder Zähler 41 und 42. Der Regler gibt ferner zum Schreib- und Lesc/.citpunkt einen Schreibinipuls IV und einen l.c- <-■> seimpuls Wan den Speicher 17 ab.

Wird an den Speicher 17 ein Schreibbefehl gegeben, so öffnet der Schreibimpuls W den Bus-Puffer 38 des schreibenden Adressensignal-Generators 40 und er schließt den Bu.'-Puffer 37 des lesenden Adressensignal-Generators 39.

Wird dem Speicher 17 ein Lesebefehl eingegeben, so veranlaßt der Leseimpuls R ein Pufferregister 46 die aus Speicher 17 ausgelesenen Daten vorübergehend zu speichern.

Das Auslesen einer charakteristischen Kurve F der Basistabelle wird durch Adressieren der Adressen 256 bei Adresse 512 jedesmal dann ausgeführt, wenn (eiv= 256 + /;) Taktimpulse K im Basis-eu-Zähler 41 gezählt sind.

Bei dieser Gelegenheit wird ein Zählimpuls R des Reglers 44 jedesmal dann generiert, wenn ein Rückstellimpuls gR dem Regler 44 eingegeben wird, und zwar zu einem Zeitpunkt, der im Vergleich zu jenem Zeitpunkt etwas verzögert ist, zu welchem der Rückstell-Impulse« dem Regler 44 eingespeist wird. Ein Leseimpuis R g:bt einen Lesebefehl an den Speicher 17, so daß die Daten, die im Speicher 17 adressiert sind, und die Daten, die im Pufferregister 46 gehalten sind, ausgelesen werden.

Das Einschreiben einer charakteristischen Kurve F' der gewünschten Tabelle beginnt gleichzeitig mit dem Lesen der charakteristischen Kurve F. Dies wird durch Adressieren der Adressen es bis en nacheinander jedesmal dann durchgeführt, wenn 256 Zeittaktimpulse A.' im Basis-256-Zähler 42 gezählt sind.

Dabei werden die im Pufferregister 46 gehaltenen Daten in die Adresse eingeschrieben, die durch den Schreibimpuls Wim Speicher 17 adressiert ist.

Die Schreibimpulse W werden sukzessive erzeugt, und zwar nach einem Rückstellimpuls gR bzw. gw: die Leseimpulse R sind abhängig von den Ausgangsbedingungen, d.h. vom Hoch-Niveau oder vom Niedrig-Niveau eines Diskriminator-Signals Y. Wird beispielsweise der Adressenbereich der gewünschten Tabelle expandiert, so wird ein Schreibimpuls Werzeugt.

Gehorcht die Ziffer X des Basis-e^Zäh'ers 41 der Gleichung

und zwar im Komparator 43, der das Diskriminaiorsignal Y des Hoch- oder Niedrig-Niveaus abgibt, so erzeugt der Regler 44 den Schreibimpuls W gerade zu einem Zeitpunkt, an dem Rückstellimpuls gn und Leseimpuls R erzeugt sind. Gehorcht die Ziffer X des Basis-ewZählers 41 der Formel

und zwar ebenfalls im Komparator 43, der das Diskriminatorsignal Kdes Hoch- oder Niedrig-Niveaus abgibt, so erzeugt der Regler 44 den Schreibimpuls W gerade zu jenem Zeitpunkt, nachdem der Rücksiellimpuls gw erzeugt ist.

Wird das Auslesen der charakteristischen Kurve F aus der Adressenfolge 256 bis 512 ausgeführt, so wird das Einschreiben der charakteristischen Kurve F' aus der Adressenfolge es bis e« = es+eiv ausgeführt. Dabei sind, wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben, (256 + η) χ 256 Zeittaktimpulse erforderlich, um die Basistabelle vollständig zu lesen; bei dieser Gelegenheit wird das Schreiben der Daten in 256 + η = cw Adressen durchgeführt, was zur Adresse e;/= c.s+(256 +/1) führt.

Entspricht der Adressenbereich ew mehr als 256

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Adressen und ist π positiv, so wird in dem Basis-e^ZähliT 41 /ο lleginn cu — 256+/; eingestellt: der Zähler wird ids Abwiirls/.iihler betätigt. In diesem !"alle wird die Ziffer X im Komparator 43 bei jeder Schreibadressensteigerung um η gesteigert. So möge beispielsweise X = n für die Adresse e.s+i sein; X=2n für die Adresse Cs, >... Da die Ziffer X vom Basis-evv~Zähler 41 gezählt wird, sollte diese Ziffer Xkleiner als ew sein.

Die Ziffer X läßt sich wie folgt erklären: Die zum Adressieren aller Adressen der Basistabelle erforderliche Zahl von Taktimpulsen ist die gleiche wie jene, die zum Übertragen einer Tabelle erforderlich ist; demgemäß fallen die erste und die letzte Adresse der beiden Tabellen längs der Zeitachse zusammen, und zwar unabhängig vom Adressenbereich ew der gewünschten Tabelle.

Nimmt man an, daß die charakteristische Kurve der Basistabelle als kontinuierliche Kurve darzustellen ist, so korrespondieren die Adressenpositionen der Basistabelle mit Abiastpositionen der Kurve; die Adressenposilionen der gewünschten Tabelle entsprechen den Ablast-Positionen der Kurve, deren Abtastintervalle verändert werden.

Wird die charakteristische Kurve der Basistabelle als Kurve veranschaulicht, so ist es eine diskontinuierliche Kurve, und der Datenwert existiert nur in den Adressen der Basistafel. Um die charakteristische Kurve der Basistafel auf die Adressen der gewünschten Tabelle zu übertragen, werden die Daten der Adressen der Basistabelle auf die nächsten Adressen azr gewünschten Tabelle übertragen. Der Abstand zwischen einer Adresse der gewünschten Tabelle und der hierzu nächstliegenden Adresse der Basistabelle auf der Zeitachse ist demgemäß gleich der Ziffer X.

Wird die Adressenspanne der gewünschten Tabelle komprimiert, so wird der Schreibimuls Wähnlich wie im KaIIe der oben beschriebenen expandierten Bereiche erzeugt. Bei dieser Aüsführungsiorrn wird der Basis-eu-Zähler 41 anfangs auf »Null« eingestellt und als Aufwärts-Zähler betrieben. Entspricht die Ziffer Xder Gleichung

und zwar im Komparator 43, so erzeugt der Regler 44 den Schreibimpuls W unmittelbar nach der Generierung des Rückstell-Impulses gw; entspricht die Ziffer X im Komparator 43 der Gleichung

so erzeugt der Regler 44 den Schreibimpuls W gerade zu der Zeit, zu der Rückstell-Impuls gR und Leseimpuls K erzeugt sind.

Dieser Vorgang läßt sich nicht nur auf die Einstellung des Dichtebereiches für die Grundeinstellung und die Abweichungskorrektur-Kontrolle verwenden, sondern auch auf die Korrektur der in jedem Farbkanal des Farbscanners auftretenden nicht-linearen Verzerrungen.

Wird zum Beispiel das Originalbild einer Grau-Skala von einem Farbscanner reproduziere so wird zum Ausgleich der Reproduktionscharakteristika zwischen der Grau-Skala des Originaibildes und der Grau-Skala des Reproduktionsbildes eine Korrekturtabelle im Speicher gespeichert. Eine derartige Korrekturtabelle läßt sich für jeden Farbkanal ties Farbscanncrs ;ils nicht-linear c Verzerriings-KoiTcktiinabelle verwenden. Kine Au.sfüliiungsform einer solchen Korreklurtabcllc. die dieselben Adressen hat, wie die Basistabelle, ist in Fig. 8 veranschaulicht.

In diesem Falle ist der Adressenbereich Jer Korrekturtabelle, die im Speicher 17 vorrätig ist, nicht auf 256 Adressen beschränkt; die Korrekturtabellen mit Adressenzahlen größer oder kleiner 256 werden zu solchen mit 256 Adressen gemacht, und zwar durch Anwendung des obigen Verfahrens zur Expansion oder zur Kompression des Adressenbereiches. Diese nicht-lineare Verzerrungs-Korrekturtabelle muß nicht für jedes Originalbild verändert werden, sondern läßt sich im allgeiheinen bei jedem normalen Originalbild verwenden.

Die Charakteristika der Korrekturtabelle lassen sich dabei in Form der charakteristischen Kurve G gemäß Fig.8 aufzeichnen. Ihre Abweichungen ±G = G-Hin bezug auf eii.e lineare charakteristische Standardlinie H werden, wie oben erwähnt, für jede Adresse berechnet, um in Kombination mit den Basistabellen die Basis-Umwandlungscharakteristika zu erhalten, die für jedes Originalbild erforderlich sind: sodann wird, wie in Fig.9 veranschaulicht, eine Abweichungstabelle der berechneten Abweichungen erstellt.

Diese Abweichungstabelle für die nicht-lineare Verzerrungskorrektur erfordert nur eine geringe Speicherkapazität und wird im allgemeinen für jedes Originalbild verwendet. Die Abweichungstabelle wird vorzugsweise in einem Schreib-Lese-Speicher gespeichert, so daß sie fallweise korrigiert werden kann.

Ferner lassen sich die Basistabellen mit den charakteristischen Kurven für jedes Originalbild bequem auch in Gestalt der Abweichungstabellen aufzeichnen (so wie in den F i g. 10 und 11 dargestellt).

Die Basistabellen mit den charakteristischen Linien / und /gemäß Fig. 10 werden in die Abweichungstabellen gemäß Fig. ii umgewandelt, und zwar durch Berechnung der Abweichungen einer jeden Adresse reiativ zu einer linearen charakteristischen Standardlinie H. Um die Korrekturtabelle der Kurve G und die Basistabellen der Linien / und J gemäß F i g. 8 und 10 zu reproduzieren, werden deren charakteristische Standardwerte und deren Abweichungen in jeder ,-. Jresse addiert.

Die derart erhaltenen Tabellen werden im Speicher 17 den Originalbiidern entsprechend umgeschrieben, und zwar unter Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens zur Expansion oder Kompression des Adressenbereiches.

Es ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung, daß die mit einem Farbscanner verknüpfte nicht-lineare Verzerrung unabhängig von den für jedes Originalbild erforderlichen charakteristischen Umwandlungskurven korrigiert werden kann, und daß die charakteristischen Umwandlungskurven demgemäß als ideale, verzerrungsfreie charakteristische Umwandlungskurven zu erhalten.

Demgemäß brauchen die Basistabellen in Tafelindexer 33 nicht gespeichert werden. Gewinnt man sie durch Berechnen im Computer 18, so läßt sich die Berechnungsformei vereinfachen: weitere kleine Korrekturen der Basistabellen zum Erstellen der gewünschten Tabellen lassen sich im Computer 18 leicht vornehmen.

Die im Speicher 17 abgespeicherte Tabelle läßt sich mit einem Wiedergabeelement, wie beispielsweise einer Farb-Kathoden-Strahlröhre, in Gestalt einer Kurve wiedergeben. Über die auf diesem Wiedergabeelement

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wiedergegebene Kurve läßt sich leicht prüfen, ob die Tabelle die gewünschten Korrektur-Charakteristika aufweist Während deF Kurvenbetrachtung läßt sich die gewünschte Tabellen-Korrektur mittels einer Eingabeeinheit wie beispielsweise einem Tastenbrett über den Computer 18 vornehmen.

In F i g. 12 ist ein Digital-Farbscanner mit einer weiteren Ausführungsform einer Vorverarbeitungsstufe gemäß der Erfindung dargestellt Diese Ausführungsform ist gleich aufgebaut wie jene gemäß F i g. 3; lediglich anstelle des logarithmischen Wandlers 5 und des A/D-Wandlers 16 gemäß Fig.3 ist hier ein nicht-linearer A/D-Wandler 47 vorgesehen. Dieser A/D-Wandler 47 erfordert nicht immer exakte logarithmische Charakteristika. Der A/D-Wandler 47 komprimiert den dynami- 15 :

sehen Bereich des eingegebenen Bilddichtsignals b derart daß dtr Adressenbereich en,· des abgegebenen Bild- % dichtecodes e gemäß dem dynamischen Bereich im 'e Adressenbereich des Speichers 17 eingeschlossen ist

In diesem Falle läßt sich die im Vergleich mit den !cgarithmischer· Umwar.dlungscharakteristika fiieht-üneare Verzerrung durch eine nicht-lineare Korrekturtabelle beseitigen; diese ist der oben beschriebenen ähnlich. :

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Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims

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Patentanspruch:

Verfahren zum Aufbereiten von durch photoelektrische Abtastung eines Originalbildes gewonnenen Bildsignalen vor deren eigentlicher Verarbeitung in einer digital arbeitenden Farbkorrektureinrichtung einer Bildreproduziermaschine, wie z. B. einem Farbscanner oder einem Farbfaksimile, wobei die Bildsignale nach dem Abtasten in logarithmische Daten umgewandelt und digitalisiert werden, und wobei mit den digitalisierien Daten im voraus ermittelte und abgespeicherte Umwandlungsdaten adressiert und zur Korrektur der Bildsignale herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Farbkanal mit den digitalen Bilddichte-Daten (e) als Steuer- und Adreßdaten eine elektronische Rechen- und Speichereinheit angesteuert wird, wobei die Daten der Umwandlungstabellen Ln Abhängigkeit von den Licht-, Mittelton- und Schattenwerten der Bildsignale sowie der Signale des durch das Abtastsystem bestimmten Minimalwertes und des maximal möglichen Transparentwertes der Vorlage ausgewählt werden.