DE3124282A1

DE3124282A1 - Verfahren zum feststellen der bildschaerfe

Info

Publication number: DE3124282A1
Application number: DE19813124282
Authority: DE
Inventors: Takashi Minami-Ashigara Kanagawa Fukui
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1980-06-20
Filing date: 1981-06-19
Publication date: 1982-04-15
Also published as: US4447154A; DE3124282C2; AU528639B2; AU7130381A; JPH0318171B2; JPS5710132A; CH654676A5

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen der Scharfeinstellung eines Bildes, und zwar zum Feststellen, ob eine Abbildung, die auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist, unscharf eingestellt ist, und insbesondere auf ein Verfahren, um festzustellen, ob die Abbildung, die auf einem photographischen Farbfilm aufgezeichnet ist, scharf eingestellt ist oder nicht.

Beim Abziehen von Bildern, die von Amateurphotographen aufgenommen wurden, ist es erforderlich, jene Photographien auszuschließen,die so ungenau belichtet sind, daß sie die ausgleichende Korrektur beim Vergrößerungsvorgang bzw. Abzugsvorgang unmöglich machen, sowie jene Photographien, welche unscharf eingestellt sind. Dies trifft insbesondere im Fall des Abziehens von Farbphotographien zu, und zwar sowohl wegen des hohen Preises der verwendeten photographischen Materialien als auch wegen des Erfordernisses, natürliche Quellen zu erhalten.

Es befindet sich bereits eine Anzahl allgemeiner Methoden in der Verwendung, um festzustellen, ob ein Bild scharf eingestellt ist oder nicht. Eine dieser Methoden unterzieht das auf dem photographischen Film aufgenommene Bild der Fouriertransformation, um eine Information im

Hinblick auf den Ortsfrequenzbereich der Abbildung zu erhalten, und das Verfahren stellt auf der Grundlage dieser Information fest, ob das Bild scharf eingestellt ist oder nicht. Ein anderes Verfahren trifft die Feststellung, ob die Abbildung scharf eingestellt ist oder nicht,

anhand des Verhältnisses zwischen dem maximalen Dichtegradienten der gesamten Abbildung, welcher aus den Dichtewerten von Bildelementen gewonnen wird (es sind kleine Abschnitte gemeint, in welche das Bild vorher aufgeteilt wurde), und dem maximalen Dichtegradienten des Teiles

der Abbildung, der nach der Eliminierung des Bereiches

mit hoher Ortsfrequenz verbleibt (JP-OS 70428/1978).

Ein noch anderes Verfahren verwendet eine Unschärfemaske (blur mask), die in der japanischen Patentanmeldung 39841/1980 vorgeschlagen ist.

Ein vorgegebenes, photographisches Bild umfaßt nahezu stets Gegenstände, die sich zum Zeitpunkt der Aufnahme in unterschiedlichen Abständen zur Kamera befanden. Aus diesem Grund sind Photographien, bei welchen alle Gegenstände in der Abbildung scharf sind, außerordentlich selten. Wenn deshalb das Hauptobjekt der Photographie scharf eingestellt ist, kann man von der Abbildung sagen, daß sie eine gute Schärfe aufweist, und zwar obwohl andere Objekte, die hierin enthalten sind, unscharf eingestellt sind. Bei den herkömmlichen Verfahren wie den oben erwähnten wird die Beurteilung bezüglich der Scharfeinstellung auf der Grundlage einer Information vorgenommen, welche die gesamte Abbildung betrifft, und deshalb wird sogar eine Photographie, deren Gegenstand gut scharf eingestellt ist, als unscharf beurteilt, wenn andere Gegenstände in der Photographie unscharf sind.

Das Ziel dieser Erfindung ist es, die Fehler zu überwinden, welche herkömmlichen Verfahren zur Beurteilung der Qualität der Scharfeinstellung von Abbildungen innewohnen, indem ein Verfahren vorgesehen wird, um auf der Grundlage alleine des Gegenstandes der Photographie festzustellen, ob eine Abbildung .unscharf ist. 30

Die meisten, von Amateurphotographen aufgenommenen Photographien umfassen mindestens eine menschliche Gestalt, und in derartigen Photographien ist das Gesicht einer Person nahezu stets der wesentlichste Teil des

Bildes. Deshalb ist es, wenn der Abschnitt einer Photo-

graphie, der das Gesicht umfaßt, scharf ist, ohne praktischen Nachteil möglich, zu beurteilen, daß die Abbildung auf dem Bildfilm scharf eingestellt ist.

Da derartige Photographien, die eine menschliche Gestalt umfassen, das gemeinsame Merkmal aufweisen, daß sie auch Fleischfarbe einschließen, kann der Gegenstand der Photographie mühelos aufgefunden werden, ungeachtet dessen, wo er innerhalb der Abbildung angeordnet ist, und zwar lediglich dadurch, daß man die Position des fleischfarbenen Teiles feststellt. Dann ist es durch Bestimmung des Umstandes, ob die Abbildung innerhalb des fleischfarbenen Bereichs eine gute Schärfe aufweist, möglich, zu beurteilen, ob der Gegenstand der Photographie unscharf ist oder nicht.

Als Methode zum Aufspüren der Fleischfarbe kann jene verwendet werden, die in der JP-OS 156624/1977 beschrieben ist. Bei dieser Methode werden die Blau-, Grün- und Rot-Dichten für Punkte in der Abbildung auf dem photographischen Film photometrisch gewonnen, und wenn herausgefunden wird, daß die Dichten für jeden gegebenen Punkt in einem Zwei- oder Drei-Koordinatensystem in eine Ellipse oder eine feste Figur fallen, die einen elliptisehen Querschnitt aufweist, welche als Bereich der Fleischfarbe definiert ist, wobei jede Koordinate Grau, Grün, Rot oder, eine Kombination hiervon darstellt, dann wird der betreffende Punkt als fleischfarben beurteilt.

Obwohl diese Methode nicht die Identifizierung von Fleischfarbe ermöglicht, selbst wenn das Bild ein menschliches Gesicht, einen Arm, ein Bein usw. umfaßt, soweit nämlich die Größe des fleischfarbenen Abschnitts

kleiner ist als die Meßfläche (gewöhnlich 1 mm im Durchor
^OJ messer für eine Abbildung auf einem Farbfilm und 3 mm

im Durchmesser für eine Abbildung auf einem Farbabzug),

ist diese Methode doch imstande, zwischen, fleischfarbenen Abschnitten und anderen Abschnitten mit hoher Genauigkeit in jedem Fall zu unterscheiden, in welchem das Gesicht usw. eine größere Fläche als die Meßfläche abdeckt.

Das heißt, daß die Beurteilung der Anwesenheit

von Fleischfarbe sich lediglich auf fleischfarbene Flächen bezieht, welche größer sind als die Meßfläche, und· nur im Hinblick auf derartige Flächen wird die oben erwähnte Methode angewandt, um festzustellen, ob eine Abbildung unscharf ist oder nicht.

Es ist natürlich möglich, daß eine Photographic keinen fleischfarbenen Abschnitt enthält. In solchen Fällen ist es bevorzugt, die Beurteilung über die Qualität der Scharfeinstellung lediglich auf der Grundlage des Mittelabschnittes der Abbildung vorzunehmen.

Die anderen Ziele und Merkmale der.Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Erläuterung deutlich, die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung vorgenommen wurde.

In der Zeichnung ist die einzige Figur ein Blockschaltbild, das eine Einrichtung zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt.

Die Einrichtung zum Feststellen von unscharfen Bildern umfaßt einen photometrischen Abschnitt 1, der in einem abgedunkelten Gehäuse untergebracht ist, und einen Auswertungsabschnitt 2, um die Qualität der Abbildungsschärfe auf der Grundlage eines Meßsignaleingangs vom photometrischen Abschnitt 1 her zu beurteilen. 35

] Beleuchtungslicht, das von einer Lichtquelle 3

im photometrisehen Abschnitt 1 emittiert wird, wird von einer Linse 4 auf eine zylindrische Linse 5 gebündelt. Die zylindrische Linse 5 bündelt dieses Licht auf die c Oberfläche eines photographischen Farbfilms (z. B. eines Farb-Negativfilms, der nachfolgend einfach als "Film" bezeichnet wird),als dünnen, linienförmigen Strahl. Die Größe des sich ergebenden, beleuchtenden Bandes auf dem Film 6 ist bevorzugt etwa 25 mm in Querrichtung der Zeich-IQ nung (in der Richtung, in welcher die zylindrische Linse 5 keine bündelnde Wirkung aufweist), und etwa 1 mm in Bündelungsrichtung der zylindrischen Linse 5.

Das Licht, das durch den Film 6 hindurchtritt, trifft auf einen Galvanometerspiegel 7, welcher, wie durch einen Pfeil angedeutet, schwenkt, um den Film 6 abzutasten. Da der Film 6 gleichzeitig in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Figur transportiert wird, wird er demzufolge zweidimensional abgetastet.

Das Licht, das vom Galvanometerspiegel 7 reflektiert wird, tritt zu einem Halbspiegel 8 hindurch, wo es in einen übertragenen und einen reflektierten Strahl aufgetrennt wird. Der reflektierte Strahl tritt durch eine Linse 9 zu einem dichroischen Spiegel 10 hindurch, welcher ihn in rotes Licht und grünblaues (cyanfarhenes) Licht auftrennt. Das rote Licht tritt durch eine Maske 11 mit einer kleiner Blende hindurch und tritt in einen Lichtempfänger für rotes Licht 12 ein. Andererseits gelangt das grünblaue Licht, das vom dichroischen Spiegel 10 reflektiert wird, zu einem dichroischen Spiegel 13, wo es in blaues Licht und grünes Licht aufgetrennt wird. Das grüne Licht wird durch eine Maske 14 mit einer Blende derselben Größe wie jene der Maske 11 hindurch und tritt in einen Lichtempfänger für blaues Licht 15 ein. Das grüne Licht durchtritt eine Maske 16 mit einer Blende

-δ-desselben Formats und tritt in einen Licht-

empfanger für grünes Licht 17 ein. Hierbei ist die Anordnung der Linse 9 derart vorgenommen, daß, wenn die Blenden der Masken 11, 14 und 1.6 auf den Film 6 pro- <j jiziert werden sollten, die Größe ihrer Bilder auf der 'Filmoberfläche (der Meßfläche) jeweils etwa 0,3 mm² betragen würde.

Das durch den Halbspiegel 8 übertragene Licht tritt durch eine Linse 18 zu einem dichroischen Spiegel 19 hindurch. Das rote Licht, das vom dichroischen Spiegel 19 abgetrennt wird, durchtritt eine Maske 20 mit einer großen Blende und tritt in einen Lichtempfänger für rotes Licht 21 ein. Das grünblaue Licht wird in blaues Licht und grünes Licht von einem dichroischen Spiegel 22 aufgetrennt. Das blaue Licht tritt durch eine Maske 23 in einen Lichtempfanger für blaues Licht 24, und das grüne Licht tritt durch eine Maske 25 in einen Lichtempfänger für grünes Licht 26. Die Blenden der Masken 23 und 24 weisen dieselbe Größe auf wie jene der Maske 20. Die Linse 18 ist derart angeordnet, daß die Projektionsflächen der Blenden der Masken 20, 23 und 25 auf der Filmfläche jeweils 1. mm² betragen.

Somit wird durch Verwendung von Masken mit zwei unterschiedlichen Blendengrößen die Messung dadurch vorgenommen, daß man unterschiedlich bemessene Meßflächen auf dem Film 6 verwendet. Deshalb werden Signale eines scharfen Bildes von den Lichtempfängern 12, 15 und 17 für rotes, blaues und grünes Licht empfangen, die mit den Masken 11, 14 und 16 mit kleinen Blenden versehen sind, während Signale einer unscharfen Abbildung von den Lichtempfängern 21, 24 und 26 für rotes, blaues und grünes Licht erhalten werden, die mit den Masken 20, 23 und 25 versehen sind, die große Blenden aufweisen.

Die beiden Gruppen von Drei-Farben-Signalen, die auf diese Weise für dieselbe Stelle auf dem Film 6 er-

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halten werden, aber für unterschiedliche Meßflächen, werden jeweils zwei logarithm!sehen Wandlerschaltungen 27 und 28 zugeführt, welche sie in entsprechende Rot-, Grün- und Blau-Dichtesignale umwandeln. Die zwei Gruppen von c Drei-Farben-Dichtesignalen werden jeweils zwei Fleischfarben-Auswertungsschaltungen 29 und 30 eingegeben, welche die Signale aus den entsprechenden Systemen dahingehend auswerten, ob sie Fleischfarbe darstellen. Es ist aber auch möglich, eine Fleischfarben-Auswertungs-

IQ schaltung nur für jenes System vorzusehen, welches die Masken mit den großen Blenden aufweist, um die Auswertungssignale aus dieser Schaltung zum An- und Ausschalten eines Analoggatters zu verwenden, das in dem System enthalten ist, das Masken mit kleiner Blende aufweist.

Die Fleischfarben-Auswertungsschaltungen 29 und 30 sind im einzelnen in den oben genannten JP-OS 15662^/1977 beschrieben.

Wenn von den Fleischfarben-Auswertungsschaltungen 29 und 30 die Beurteilung ergeht, daß der ausgewertete Abschnitt des Bildes Fleischfarbe aufweist, dann wird die Fleischfarbeninformation für den Abstand, und zwar die Summen der drei Farbdichtesignale der jeweiligen Systeme des betreffenden Abschnitts, einer Subtraktionsschaltung 31 eingegeben, welche den Unterschied Δ D zwischen den Fleischfarbe-Dichtewerten der beiden Systeme errechnet.

Obwohl der Dichteunterschied ^ D über einen weiten Bereich variabel ist, ist der Variationsbereich in jenem Falle breiter, in dem .das auf dem Film aufgezeichnete Bild scharf ist, als in jenem Fall/ in welchem es unscharf ist. Wenn somit der Dichteunterschied ^D in einen bestimmten Bereich fällt, wird er von einer Integrierschaltung 32 integriert, und wenn er außerhalb dieses Bereichs liegt, dann wird er von einer Integrierschaltung 33 integriert. Die integrierten Werte werden einer Divisions-

schaltung 34 eingegeben, welche das Verhältnis zwischen diesen errechnet. Das aufgefundene Verhältnis wird an eine Auswertungsschaltung 35 weitergeleitet. Allgemein gesagt, unterscheidet sich dieses Verhältnis stark zwisehen einer Abbildung, die deutlich ist, und einer, welche unscharf ist, so daß durch Überprüfung, ob das Verhältnis kleiner ist als ein bestimmter Wert, es möglich ist, zwischen Abbildungen zu unterscheiden, die unscharf sind, und solchen, die es nicht sind.

Beispielsweise sind die Blenden des einen Systems

auf 1 mm² festgelegt, und jene des anderen Systems auf 3 mm², und die Dichteunterschiede, in welchen

/ΔϋΙ £ 0,15 ,

werden von der Integrierschaltung 32 integriert, während sie die Dichteunterschiede, in welchen

IADI > 0,1 5,

von der Integrierschaltung 33 integriert werden. Der von der letzten dieser Integrationen erhaltene Wert wird dann durch den von der erstgenannten erhaltenen Wert dividiert. Im Fall einer Abbildung, die unscharf ist, wird dieses Verhältnis außerordentlich klein sein, und zwar in der Größenordnung von 0,001. Im Fall einer Abbildung mit hoher Schärfe wird es andererseits viel; größer sein, und zwar in der Größenordnung von 0,2 oder 0,4. Deshalb ist es möglich, festzustellen, ob eine vorgegebene Abbildung unscharf ist oder nicht, und zwar hieraus, ob dieses Verhältnis einen vorbestimmten Wert überschreitet oder nicht.

Obwohl die sog. "Blaumaskenmethode" beispielsweise im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet ist, kann die vorliegende Erfindung auch, wie bereits früher erwähnt, ebenfalls zahlreiche andere Methoden zur Feststellung von unscharfen Bildern verwenden. Ungeachtet der herangezogenen Methode wird allerdings stets die Information hinsichtlich fleischfarbener Abschnitte verwendet.

Es sollte auch vermerkt werden, daß die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Einrichtung kompakter ausgebildet werden kann, wenn · ladungsgekoppelte Speicher (CCD) oder monolithische (solid state) Abbildungseleniente eines anderen Typs als

'^ Lichtempfänger verwendet werden.

Wie oben beschrieben, wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Abbildung auf einem photographischen Farbfilm in kleine Bildelemente unter-™ teilt, und die Abschnitte der Bildelemente, welche Fleischfarbe aufweisen, werden aus dem abgetrennten Farbübertragungsfaktor oder der Farbdichte dieser Bildelemente festgestellt, wonach die Qualität der Scharfeinstellung der Abbildung unter Verwendung der Signale ausgewertet

^J wird, die den gemessenen Werten für diese Abschnitte entsprechen. Demzufolge ist es bei der Auswertung von Amateurphotographien,bei welchen bekanntlich ein hoher Anteil eine oder mehrere menschliche Figuren umfaßt, möglich, mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu beur-

teilen, daß eine Abbildung eine gute Schärfe aufweist, und zwar anhand der Tatsache, daß die menschliche Figur (insbesondere das Gesicht) hierin gut scharf eingestellt ist. Als Ergebnis wird eine merkliche Verbesserung bei der Genauigkeit der Feststellung von Abbildungen er-

zielt, die unscharf sind.

Leerseite

Claims

..." PATENTANWÄLTE DR. KADOR &DR. KLUNKER

K 13 468

Fuji Photo Film Co., Ltd.

210 Nakanuma, Minamiashigara-shi,

Kanagawa-ken, Japan

Verfahren zum Feststellen der Bildschärfe

Patentansprüche

(j_) Verfahren zum Feststellen, ob die Abbildung, die auf einem Aufzeichnungsmedium aufgenommen ist, unscharf eingestellt ist, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
- Aufteilen der Abbildung in kleine Bildelemente,

- Feststellen von Abschnitten der Abbildung, welche Fleischfarbe aufweisen, anhand des getrennten Farbübertragungsfaktors oder der Farbdichte der Bildelemente, und

- Feststellen, ob die Abbildung unscharf eingestellt ist oder

nicht, und zwar anhand dieser Information an den fleischfarbenen Abschnitten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der getrennte Farbübertragungsfaktor oder die Farbdichte der Abbildung durch zwei Typen von Unschärfemasken festgestellt wird, welche unterschiedlich bemessene Öffnungen aufweisen.