DE3148129A1 - "bildverarbeitungseinrichtung" - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine'Bildverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten eines Bild-Ausgangssignals einer Bildabtasteinrichtung, die ein Textbild auf elektrische Weise abtastet.

Wenn die Dichte eines Textbilds auf elektrische Weise mittels einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung wie einer Ladungskopplungsvorrichtung aufgenommen wird und das elektrische Signal zum Drucken in der Form eines binären Schwarz/Weißsignals übertragen wird, ist durch die Einwirkung einer Abschattung, die in der Bildaufηahmevorrichtung und· einem optischen System entsteht, die Qualität eines reproduzierten Bilds gering. Wenn das Bild mittels der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung wie der Ladungskopplungsvorrichtung (CCD) aufgenommen· wird, verläuft selbst dann, wenn das Textbild gänzlich aus "weiß" besteht, die Kurvenform des Bild-Ausgangssignals der

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' Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nicht flach. Diese Erscheinung wird als "Abschattung" bezeichnet. Einer der Hauptgründe für die Abschattung besteht darin, daß nicht der Ubertragungswirkungsgrad einer jeden der Zellen der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung wie der Ladungskopp- · lungsvorrichtung gleich 100 % ist. Weitere Ursachen für die Abschattung liegen in Herstellungsschwankungen bei der Herstellung der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung

IQ wie der Ladungskopplungsvorrichtung, einer Verzeichnung an dem Umfang eines zwischen den Text und die Ladungs- . · kopplungsvorrichtung eingefügten optischen Objektivs und ~ einer Ungleichmäßigkeit einer Lichtquelle für die Beleuchtung des Textes bzw. der Vorlage.

Zur Behebung der vorstehend genannten Schwierigkeiten wurden in den japanischen Patentanmeldungen 53-139421 und 54-21219 Vorgehen vorgeschlagen, nach welchen die Abschattung mittels einer verhältnismäßig einfachen Schaltung mit· einem Tiefpaßfilter und. einer Verzögerungsleitung verringert wird. Diese Verfahren sind jedoch dann nicht anwendbar, wenn Halbtöne unter Anwendung eines systematischen Streuverteilungs-Halbton-Verarbeitungsverfahrens reproduziert werden sollen. Darüberhinaus können ·

eine Reproduktion mit getreuer Wiedergabe .und ein Druck ■ s hoher Qualität nicht erwartet werden, falls nicht der-Pegel, die Verstärkung und die Linearität des Bildsignals genau mit demjenigen des Vorlagentextes bzw. der Vorlage übereinstimmen.·

Falls andererseits eine Reproduktion mit getreuer Wiedergabe erzielt wird, kann das erzielte Bild unscharf sein, da ein Hintergrund bzw. eine Hintergrundtönung der Vorla-^OJ ge reproduziert wird.

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Weiterhin können während der Verarbeitung des Bildsignals erzeugte Störungen oder Störbilder wie Schmierflecken in dem Hintergrund reproduziert oder angehoben bzw. betont werden, was eine Verminderung der Qualität des re-

5- produzierten Bilds ergibt.

Es ist ein Verfahren zur Anhebung bzw. Betonung von Umrißlinien des gelesenen Bilds bekannt. Wenn dieses Verfahren angewandt wird, werden kleine. Störstellen im Hin-'^ tergrund oder in der Verarbeitungsschaltung erzeugter

' Störungen betont, was bei dem reproduzierten Bild eine

^- schlechte Qualität ergibt.

Wenn, eine fotoelektrische Zeilenabtastungs-Bildaufnahmevorrichtung verwendet wird, die-die Vorlage bzw. den Text in einer Haüptabtastrichtung abliest, und die Bildaufnahmevorrichtung oder ein optisches System in einer Unterab-. tastrichtung bezüglich der Vorlage bzw. des Textes mecha-

2Q nisch bewegt wird, um das ganze Text- oder Vorlagenbild abzutasten, sind bei Anwendung des Umrißlinien-Betonungsverfahrens sowohl in der Hauptabtastrichtung als auch in der Unterabtastrichtung das Bild, das aus dem von einer um 90° geschwenkten Vorlage abgelesenen Bildsignal f ■' 25 reproduziert wird, und das Bild, das aus dem von der

nicht geschwenkten Vorlage gelesene Bildsignal reproduziert wird, voneinander aufgrund des Unterschieds zwischen dem Auflösungsvermögen in der Hauptabtastrichtung und dem Auflösungsvermögen in der Ünterabtastrichtung verschieden.

Wenn mehrere Ladungskopplungsvorrichtungen in einer Reihe längs der Zeile angeordnet werden, um eine breite Vorlage zu lesen, müssen die Eigenschaften der Verarbeitungs-

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■ schaltungen an die· Eigenschaften der jeweiligen Ladungs-

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kopplungsvorri.chtungen angepaßt sein.

Wenn zu Umrißlinien-Betonung das in ein digitales Signal umgesetzte Bildsignal umgesetzt wird, ist andererseits für die Umrißlinien-Betonungsschaltung für das· Umrißlinien-Betonungsverfahren eine große Anzahl von Komponenten erforderlich. Wenn für jede der Bildaufnahmevorrichtung eine derartige Umrißlinien-Betonungsschaltung verwendet wird, sind die Kosten und die Abmessungen der Einrichtung gesteigert.

Wenn zur Erzeugung des Bildsignals das Vörlagenbild mit- ζ tels der Bildaufnahmevorrichtung wie der Ladungskopplungsvorrichtung über das optische System gelesen wird, sind die Modulationsübertragungsfünktion einer Linse des optischen Systems und die Raumfrequenzkennlinie der Ladungskopplungsvorrichtung einschließlich der Linse bzw. des Objektivs nicht konstant. Z.B. hat die Ladungskopp-

2Q lungs-Bildaufnahmevorrichtung große Herstellungsschwankungen und keine konstante Raumfrequenzkennlinie. Wenn · eine Lichtmenge mittels einer Blende gesteuert wird,
sinkt die Modulationsübertragungsfunktion bzw. der Modulationsübertragungsfaktor ab, sobald die Öffnungsgröße der Blende größer wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bildverarbeitungseinrichtung zu schaffen, die frei von den vorstehend beschriebenen Unzulänglichkeiten ist' und es ermöglicht, ein Bild hoher Qualität zu reproduzieren.

Weiterhin soll mit der erfindungsgemäßen Bildverarbei- ·

tungseinrichtung das Bild einer Vorlage in getreuer Wiedergabe reproduziert werden können. ·

■ .

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Dabei soll mit der Erfindung eine Bildverarbeitungseinrichtung geschaffen werden, bei der der Pegel oder die Verstärkung eines Bildsignals mit der Genauigkeit des wertniedrigsten Bits eines Analog/Digital-Umsetzers steuerbar ist.

Weiterhin soll mit der Erfindung eine Bildverarbeitungseinrichtung geschaffen werden, mit der ein Bild unter Veränderung eines unscharfen Bilds reproduzierbar ist, das durch die Hintergrundfärbung der Vorlage hervorgerufen ist.

"Ferner soll es die erfindungsgemäße Bildverarbeitungsein-■■£- richtung ermöglichen, Störbilder wie Schmierflecken im Hintergrund und während der Verarbeitung des Bildsignals entstehende Störungen auszuschalten.

Ferner soll mit der Erfindung eine Bildverarbeitungseinrichtung geschaffen werden, mit der Bildumrißlinien betont werden können, ohne daß ein Störbild betont wird. Weiterhin soll die erfindungsgemäße Bildverarbeitungsein- - richtung eine optimale Defokussierungskorrektur sowohl (j- 25 in einer Hauptabtastrichtung als auch in einer Unterabtastrichtung ergeben.

Ferner soll mit der Erfindung eine Bildverarbeitungseinrichtung geschaffen werden, die.eine für die Halbton-Re-

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produktion geeignete Abschattungs-Korrektur ermöglicht'.

Ferner soll mit der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung eine Verschlechterung der Qualität eines re-„_ς produzierten Bilds beim Lesen einer Vorlage mit mehreren Lesevorrichtungen verhindert werden.

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Die erfindungsgemäße Bildverarbeitungseinrichtung· soll das Verarbeiten der von einer Vorlage gelesenen Bilddaten nach einem Zeitverzahnungs- bzw. Zeitmult'iplex-Verfahren

ermöglichen.
5

Bei der erfindungsgemäßen Bildverarbeitungseinrichtung sollen mittels mehreren Lesevorrichtungen gelesene Bildsignale mit einer einzigen Umrißlinien-Betonungsschaltung verarbeitet werden.

Schließlich soll mit der Erfindung eine Bildverarbei- ξ-tungseinrichtung geschaffen werden, bei der eine auf einer Raumfrequenzkennlinie eines Bildsignals beruhende. ^ Verschlechterung der Qualität des reproduzierten Bilds verhindert ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die· Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer automatischen Ausgleichseinrichtung für ein Bildsignal.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild für ein Ausführungsbei- ' f spiel der Bildverarbeitungseinrichtung.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Bildverarbeitungseinrichtung, · bei dem eine Umrißlinien-Betonungsschaltung nach dem Zeitmultiplex-Verfahren verwendet, wird.

Fig. 4 A und 4 B zeigen in ihrer Verbindung eine automatische Pegelsteuerschaltung.

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Fig. 5 A und 5 B zeigen in ihrer Verbindung eine automatische Verstärkungsregelschaltung.

Fig. 6 A und 6 B zeigen in ihrer Verbindung eine Begrenzerschaltung.

Fig. 7 zeigt eine Umrißlinien-Betonungsschaltung zur Korrektur einer Defokussierung.

Fig. 8 zeigt eine nach dem Zeitmultiplex-Verfahren be- Γ . triebene Umrißlinien-Betonungsschaltung zur

Korrektur einer Defokussierung..

■ic Fig. 9 zeigt eine Subtrahierschaltung.
Fig. 10 zeigt eine Multiplizierschaltung.

Fig. 11 A, HB, HC und HD zeigen in ihrer Verbindung eine Parallel-Multiplizier-Schaltung.

Fig. 12 und 13 zeigen Laplace-Operatoren.

Fig. 14 ist eine Draufsicht einer Einstellkarte.

C- ²⁵

Fig. 15 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel für ein automatisches Ausgleichen veranschaulicht.

Fig. 16 ist ein Zeitdiagramm, das ein weiteres Beispiel für einen automatischen Ausgleich veranschaulicht.

Fig. 17 A und 17B zeigen in ihrer Verbindung eine Spitzenwert-Detektorschaltung.

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Fig. 18 zeigt eine Spitzenwert-Halteschaltung.

Fig, 19 ist eine graphische Darstellung der Eingabe/Ausgabekennlinie einer Begrenzerschaltung.

Fig. 20 zeigt die Kurvenformen des Eingangssignals und des Ausgangssignals der Begrenzerschaltung. · ^v

Fig. 21 zeigt Raumfrequenzkennlinien eines Objektivs und IQ einer Ladungskopplungsvorrichtung.

Fig. 22 ist eine Frequenzkennlinie, die in einer Haupt-

abtastrichtung entzerrt ist. ^-

Fig. 23 ist eine Frequenzlinie, die in einer Unterabtastrichtung entzerrt ist.

Fig. 24 ist ein Blockschaltbild einer Abschattungs-Korrektorschaltung.

Fig. 25 ist ein Zeitdiagramm, das eine Vierpunkte-Segmentnäherungskurve zeigt.

Fig. 26 ist eine Draufsicht der Ladungskopplungsvorrichtung.

Fig. 27 ist ein Zeitdiagramm für die Ladungskopplungsvorrichtung nach Fig. 26.

Fig. 28 zeigt Kurvenformen von logischen Signalen in der' Schaltung nach Fig. 7.

Die Fig. 1 ist ein grundlegendes Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Bildverarbeitungseinrichtung. Mit 1 ist ein Text bzw. eine Vorlage bezeichnet, die mit-

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tels einer (nicht dargestellten) mechanischen Transporteinheit in Pfeilrichtung transportiert wird. 2 ist ein Objektiv zum Fokussieren eines Vorlagenbilds auf einer Ladungskopplungsvorrichtung (CCD). 3 ist eine Ladungskopplungs-Zeilen-Bildaufnahmevorrichtung gemäß der Darstellung in Fig. 26. Es können irgendwelche anderen Bildaufnahmevorrichtungen verwendet werden, solange mit ihnen die Dichte der Vorlage 1 ablesbar und ein Bildsignal (Videosignal) ·erzeugbar ist. Die Bildaufnahmevorrichtung kann beispielsweise ein MOS-Fotosensor sein. Statt des /- Transportierens der Vorlage 1" kann mit dem Objektiv 2

■ und der Ladungskopplungsvorrichtung 3 eine Unter-Abtastbewegung ausgeführt werden. 4 ist ein Videoverstärker, der eine Äusgangsspannung der Ladungskopplungsvorrichtung 3 einschließlich der Gleichspannung auf einen gewünschten Pegel verstärkt. Wenn der Videoverstärker durch einen Wechselspannungsverstärker ersetzt wird, ist eine entsprechende Pegelhalteschaltung notwendig. Mit 5 ist eine

. . 20 automatische Pegelsteuerschal·tung (ALC) bezeichnet, die den Schwarzpegel eines Videosignals bzw. Bildsignals auf einem festen Potential wie beispielsweise OV hält. Demzufolge kann der Videoverstärker 4 ein Wechselspannungsverstärker sein. 6 ist eine automatische Verstärkungsrege-

\j- ^o lungsschaltüng bzw. Rege!verstärkerschaltung (AGC), mit der eine Änderung der Lichtmenge einer (nicht gezeigten) Lichtquelle für die Beleuchtungsvorlage, eine Änderung der Blendenöffnung einer Blende des Objektivs 2 und eine

Änderung der Empfindlichkeit der Ladungskopplungsvorrich-

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tung 3 korrigiert wird, um ein Bildsignal zu erzeugen, das eine konstante Maximalamplitude hat. 7 ist eine Abschattungs-Korrekturschaltung, mit der eine Ungleichförmigkeit der Lichtmenge der Lichtquelle, eine Umfangs-

4 η ^c Lichtmengen-Kennlinie des Objektivs 2 wie eine cos U

Kennlinie und eine Empfindlichkeitsabweichung der La-

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dungskopplungsvorrichtung 3 korrigiert werden. Die Abschattungs-Korrekturschaltung 7 kann die in der japanischen Patentanmeldung 54-140787 beschriebene sein.

Mit 8 ist ein Analog-Digital- bzw. A/D-Umsetzer bezeichnet, in dem ein analoges Bildsignal mittels nicht gezeigten Taktimpulsen J^T abgetastet und in ein digitales Signal umgesetzt wird; Ein Abtastpegel wird so gewählt, daß er höher als die erforderliche Stufungshöhe ist. Beispielsweise wird eine 6-Bit-64-Stufung gewählt.

Mit 9 ist eine Begrenzerschaltung bezeichnet, die derart arbeitet, .daß kleine Störungen in den Weißflächen und den Schwarzflächen des Bilds unterdrückt werden. 10 ist ein Digitalfilter (Umrißlinien-Betonungsschaltungj, mit· dem an dem digitalen Bildsignal das Umrißlinien-Betonungsverfahren ausgeführt wird. 11 ist ein Spitzenwert-Detektor, der das Ausmaß einer Korrektur mittels der Umrißlinien-Betonungsschaltung 10 in der Welse bestimmt,

daß die Umrißlinien in Abhängigkeit von der Hauptabtastrichtung, der Unterabtastrichtung und.der Raumfrequenzkennlinie gleichmäßig angehoben bzw. betont oder verstärkt werden. Der Spitzenwertdetektor 11 und die Umriß-

„c linien-Betonungsschaltung 10 bilden eine Ausgleichs- bzw; Entzerrungsschaltung zum Kompensieren der Modulationsübertragungsfunktions-Kennlinie des Objektivs 2 und der Frequenzkennlinie der Ladungskopplungsvorrichtung.3. Der hier verwendete Ausdruck "Frequenz" bedeutet eine räum.liehe bzw. Raumfrequenz, die die Periode einer Schwarz/

Weiß-Anordnung darstellt. Beispiele für .eine hohe Frequenz und eine niedrige Frequenz sind in der Fig. 14 gezeigt. Falls beispielsweise in einem Millimeter fünf
Schwarzstreifen enthalten sind (5 Linien/mm), entspricht die Raumfrequenz 10 Bildelementen. Mit 12 ist ein Größen-

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vergleicher bezeichnet, während mit 13 ein Festspeicher (ROM) für eine Streuverteilungs-Halbton-Matrix bzw. Orts-Bewertungs-Matrix (Dither-Matrix) bezeichnet ist. Das - · korrigierte digitale Bildsignal und die in dem Festspeieher 13 gespeicherten Bewertungsmatrix-Daten werden mittels des Vergleichers 12 verglichen und es wird an einem Ausgangsanschluß 14 ein digitales 1-Bit-Bildsignal (1-Linien-Bildsignal) erzeugt. Der Ausgangsanschluß 14 für das digitale Bildsignal ist zur Reproduktion des Bilds direkt oder über einen (nicht gezeigten) Modulator mit ζ einem nicht gezeigten Drucker verbunden.

Die Fig. 2 zeigt ein grundlegendes Blockschaltbild eines ■ic Ausführungsbeispiels der Bildverarbeitungseinrichtung bzw. Bildsignal-Verarbeitungseinrichtung, bei dem Ladungskopp lungs-Bildaufnahmevorrichtungen verwendet werden. Sobald das Format der zu lesenden Vorlage größer wird, ist eine größere Ladungskopplungsvorrichtung notwendig. Tatsächlich ist jedoch aufgrund von Herstellungsschwierigkeiten einer Silicium-Vorrichtung eine große Ladungskopplungsvorrichtung schwierig herzustellen, und selbst wenn sie hergestellt werden kann,'wird eine große Ladungskopplungsvorrichtung sehr teuer. Demnach werden

C- 25

V zum Lesen einer Vorlage in großem Format gewöhnlich mehrere Ladungskopplungsvorrichtungen verwendet. Nach Fig. 2 sind zwei in der Fig.l gezeigte automatische Ausgleichs- bzw. Entzerrungseinrichtungen für das Bildsignal in dem Reproduktions-Frequenzbereich vorgesehen, wobei

Uv

ein Parallel-Seriell-Umsetzer 28 abschließend an einem Ausgang 29 ein kontinuierliches digitales Video- bzw. Bildsignal erzeugt. Es ist jedoch wirtschaftlich nachteilig, eine Bildsignal-Verarbeitungsschaltung mit zwei Kanälen vorzusehen. Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbei-

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31 Aal

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spiel, bei dem Umrißlinien-Betonungsschaltungen IO und. 23 nach Fig. 2, die hinsichtlich des. Schaltungsaufbaus

■ am kompliziertesten sind und groß bemessen sind, durch eine einzige Umrißlinien-Betonungsschaltung 30 ersetzt sind, welche nach dem Zeitmultiplex-Verfahren gesteuert wird. Da die Pegelsteuerschaltungen, die Regelverstärkerschaltungen und die A/D-Umsetzer gesondert für die jewei-' ligen Ladungskopplungsvorrichtungen vorgesehen sind,.können Abweichungen hinsichtlich der Ladungskopplungsvorrichtungen kompensiert bzw. korrigiert werden.

In den Fig. 2 und 3 sind: 15 ein Objektiv, 16 eine Ladungskopplungsvorrichtung, 17 ein Videoverstärker, 18-eine automatische Pegelsteuerschaltung, 19 eine automatisehe Regelverstärkerschaltung, 20 eine Abschattungs-Korrekturschaltung, 21 ein A/D-Umsetzer, 22 eine Begrenzerschaltung, 23 und 30 die Digitalfilter, 24 ein Spitzenwert-Detektor, 25 ein Grö'ßenvergleicher und 26 ein Festspeicher für die Streuverteilungs-Halbton-Matrix bzw. Dither-Matrix. Diese Teile haben die gleichen Funktionen

. wie das Objektiv 2, die Ladungskopplungsvorrichtung 3, der Videoverstärker 4, die Pegelsteuerschaltung 5, die Regelverstärkerschaltung 6, die Abschattungs-Korrekturschaltung 7, der A/D-Umsetzer 8, die Begrenzerschaltung 9, die Umrißlinien-Betonungsschaltung 10, der Spitzenwert-Detektor 11, der Größenvergleicher 12 und der-Festspeicher 13 nach Fig. 1. Mit 27 und 29 sind Bildsignal-Ausgangsanschlüsse bezeichnet, während 28 der Parallel-Seriell-Umsetzer ist.

Nachstehend werden die Einzelheiten der Schaltungen gemäß den Fig. 1 bis 3 erläutert.

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(1) Automatische Pegelsteuerschaltung (ALC).

Die Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Pegelsteuerschaltung in der Bildverarbeitungseinrichtung. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein bestimmtes Schwarzsignal aus der Ladungskopplungsvorrichtung stabi-. lisiert und .auf einen bestimmten Pegel festgehalten, wobei ein Gesamtpegel verschoben wird.

Mit a ist ein Eingangsanschluß bezeichnet, mit bn (n=O,l, 2...) sind Ausgangsanschlüsse bezeichnet, mit 50 ist ein Addierer bezeichnet, mit 51 ist ein Multiplizierer bezeichnet und mit 52 ist ein A/D-Umsetzer bezeichnet, bei dem das angelegte analoge Signal mit Taktimpulsen Gi-, abgefragt wird. Für die Pegelsteuerschaltung ist der Multiplizierer 51 nicht erforderlich, jedoch muß der Multi- ' plizierer 51" in der gezeigten Stufe eingefügt sein, wenn die Pegelsteuerschaltung mit der Regelverstärkerschaltung kombiniert wird. Der Addierer 50 erzeugt ein Ausgangssig- · nal C = A-hB. Das mittels des Addierers 50 und des Multiplizierers 51 verarbeitete analoge Videosignal wird mittels des A/D-Umsetzers 52 zu einem digitalen Signal wie beispielsweise einem 6-Bit-Signal quantisiert, das einem Größenvergleicher 53 zugeführt wird, iⁿ dem _es mit Daten aus einem Vorwählschalter 54 verglichen wird. Der 6-Bit-Größenvergleicher kann leicht durch Kaskadenschaltung von 4-Bit-Vergleichern aufgebaut werden. Der Vorwählschalter 54 wird beispielsweise auf "000001" voreingestellt.. Falls das Bildsignal "000000" ist, nimmt ein Ausgangsanschluß A <r B den hohen Pegel "H" an, während . ein Ausgangsanschluß A=B den niedrigen Pegel "L" annimmt. Falls das Bildsignal "000001" ist, nimmt der Aus-

gangsanschluß A^-^B den Pegel "L" an und der Ausgangsan-

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' Schluß A=B den Pegel "H" an. Wenn das Bildsignal "000010" oder größer ist, nehmen beide Ausgangsanschlüsse den Pegel "L" an. Mit 55 ist ein Zähler bezeichnet, der durch ein Lese-Horizontal-Synchronisiersignal Φ _v der ' λ

Ladungskopplungsvorrichtung zurückgestellt wird und die Bildelementsignal-Übertragungs-Taktimpulse φ _T hochzählt, um damit ein Ausgangssignal an Anschlüssen Qn (n = 0,1, 2, ) zu erzeugen. Die Anzahl η der Bits wird so ge-

IQ wählt, daß sie für eine Absonderung des Bildbereichs der Ladungskopplungsvorrichtung 3 von dem bildfreien Schwarzpegel-Bereich ausreichend ist. Falls beispielsweise 12 Bits verwendet werden, können 4096 Bildelemente adressiert werden (eine Zeile von Bildelementen). Der Zähler 55 kann durch Kaskadenschaltung von drei 4-Bit-Synchronzählern aufgebaut werden. Bei dem Ausführungsbeispiel wird als bildfreier Schwarzpegel ein von der in Fig.-26 gezeigten Ladungskopplungsvorrichtung erzeugter Bezugs-Schwarzimpuls BL-RF (Fig.27) verwendet.

56 ist eine Schaltstufe, die eine logische Schaltung zum Adressieren einer Periode für einen bildfreien Bereich mit Schwarzpegel in dem Bildsignal darstellt. Die Schaltstufe kann eine UND-Schaltung mit vielen Eingängen auf-

*^J weisen. Mit G ist ein Ausgangsanschluß bezeichnet, der mit einem UND-Glied 57 verbunden ist, um während-der · Schwarzpegel-Periode das Signal aus dem Ausgan'gsanschluß A <Tb zu schalten.

58 ist ein Vorwärts/Rückwärts-bzw. Zweiwegzähler. In den Zähler 58 wird mittels eines Vertikal-Synchronisiersignals COPY das unmittelbar vor Beginn des Lesens einer jeweiligen Vorlagenseite erzeugt wird) ein an einem Vorwählschalter 58 eingestellter D*tenv/ert e i nee ) es^en , w· nach der Zähler 58 das Horizontal-Synchronisiersignal

CX)PY

BAD ORIGINAL

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fci' Mo<;tr/.tihit (orler /vurück/.ah 1 Ij . Ausgangösignale an Ausgangsanschlüssen QA bis QF des Zweiwegzählers werden einem Digital-Analog- bzw. D/A-Umsetzer 60 zugeführt, wo sie mittels der Übertragungs-Taktinipulse pC in ein analoges Signal umgesetzt werden, das an einen zweiten Eingangsanschluß B des Addierers 50 angelegt wird.

Die Pegelsteuerung erfolgt folgendermaßen: Zu Beginn des Bildlesevorgangs werden die Daten aus dem Vorwählschalter 59 mittels des Signals COPY in den Zweiwegzähler 58 eingelesen. Die eingelesenen Daten werden direkt zu dem D/A-v ' ..Umsetzer 60 übertragen, der sie in ein analoges Signal umsetzt. Das analoge- Signal und das Bildeingangssignal werden in dem Addierer 50 zusammengesetzt, wonach die sich ergebende Summe mittels des A/D-Umsetzers 52 in ein digitales Signal umgesetzt wird. Falls der Schwarzpegel gleich oder größer als "000010" ist, nimmt der Ausgangsanschluß A <B den Pegel "L" an, so daß der Zweiwegzähler 58 in der Rückzählungs-Betriebsart arbeitet, bei der die eingelesenen Daten synchron mit dem Horizontal-Synchronisiersignal 0\. zurückgezählt werden. Als Folge davon wird bei jeder Zeilenieseabtastung der Ladungskopplungsvorrichtung der Gleichspannungspegel des an den Eingangsanschluß des A/D-Umsetzers 52 angelegten Bildsignals abge- C- 25 senkt. Wenn der Ausgangsanschluß A = B den Pegel "H" annimmt, nämlich der Schwarzpegel des Ausgangssignals des A/D-Umsetzers 52 gleich "000001" ist, erhält ein Eingang INH des Zählers 58 den Pegel "H", so daß der Zähler 58 zu zählen aufhört. Auf diese Weise wird der Schwarzpegel

30

des Bildsignals auf "000001" verändert. Falls der

Schwarzpegel des Ausgangs-Bildsignals des A/D-Umsetzers 52 zu "000000" wird, nimmt der Ausgangsanschluß A ■<· B den Pegel "H" an, so daß der Zähler 58 in der Vorwärtszählungs-Betriebsart arbeitet, um damit den Gleichspan- · nungspegel des Bildsignals anzuheben. Demzufolge wird

COPY

BAD

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der Schwarzpegel des. Bildsignals auf "000001" gehalten.

Die Einstellung des Vorwählschalters 59 wird so gewählt, daß dann, wenn der voreingestellte Wert der D/A-Umsetzung unterzogen wird, das umgesetzte analoge Signal dem' BiId- · signal hinzugefügt wird und die sich· ergebende Summe zum Erzeugen des Schwarzpcgels der A/D-Umsetzung unterworfen wird, der sich ergebende Schwarzpegel gleich der Einstel_r lung des Vorwählschalters 54 ist oder dieser am nächsten kommt. Die Vorwählschalter 59 und 54 können vorteilhaft durch hexadezimal codierte Schalter gebildet sein.

Statt ,des Zählers 58 und des D/A-Umsetzers 60 kann ein ^' Integrator, zum Integrieren des Ausgangssignals des Vergleichers 53 verwendet werden, wobei zur automatischen Pegelsteuerung das Ausgangssignal des Integrators dem Addierer 50 zugeführt wird. Alternativ kann vor dem A/D-Umsetzer eine geschlossene Schleife gebildet werden.

Da die Addiererschaltung eine geschlossene Schleife bil-

det, kann der Wert des dem analogen Bildsignal mit einem vorbestimmten Pegel'entsprechenden digitalen Bildsignals auf den vorgewählten Datenwert geführt werden. Die Pegelsteuerung erfolgt mit einer Genauigkeit von einem Bit des digitalen Bildsignal-Werts.
· C

Die Gesamtdichte des reproduzierten Bilds kann durch An-· . derung der Einstellungen der Vorwählschalter 54 und 59' verändert werden.

.

(2) Automatische Regel verstärkerschaltung (.AGC)

Die; Fij',. h ist ein TUockschaL tbild, das eine AusfUhrüriRS-form der Vers tärkungsrogelr.chal tung der Bi JLdverarbe 1-tungseinrichtung.zei^t.

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Mit C ist ein Eingangsanschluß für das analoge Bildsignal bezeichnet, während mit bn (n = 0, 1, 2, ....) Ausgangsanschlüsse bezeichnet sind. 51 ist der analoge Multiplizierer, der nach der Gleichung

X-Y = Z (1)

arbeitet. Auf diese Weise kann eine Amplitude X des Bildsignals durch Änderung eines Gleichspannungspegels Y ge-.10 steuert werden. Demzufolge kann eine Differenz zwischen r einem Maximalpegel 'und einem Minimalpegel· (nämlich die Verstärkung oder der Kontrast) konstant gehalten werden.

In der ·Zeichnung sind durchgehend gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Das mittels des A/D-Umsetzers 52 quantisierte Bildsignal wird einer Spitzenwert-Halteschaltung 61 zugeführt, deren Einzelheiten in der Fi β. 18 gezeigt sind.

In der Fig. 18 sind mit vn Eingangssignale bezeichnet, während mit wn Ausgangssignale bei festgehaltenem Spit-• zenwert bezeichnet sind (n = 0,1,2,....). 207 ist eine Zwischenspeicherschaltung, während 208 ein Größenvergleieher ist. Es sei nun angenommen, daß ein neues Eingangsv~ 25 signal vn angelegt wird, während Zwischenspeicher-Ausgänge QA bis QF einen bestimmten Wert festhalten. Dies.e Werte werden mittels des Größenvergleichers 208 verglichen. Falls das. -neue Eingangssignal vn größer ist, nimmt ein Ausgang A > B den Pegel "H" an, mit dem ein UND-Glied 2ΟΏ durchgeschal to.t wird.

Andererse i tr, Relangen die wahrend der · Bi ldbere ich-Por i odc von einem UND-Glied 210 durchgelassenen Taktimpulse
</_T durch das UND-Glied 209 hindurch und werden an einen Einleseanschluß LD der Zwischenspeicherschaltung 207 an-

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gelegt. Als Folge hiervon wird von der Zwischenspeicherschaltung 207 der Datenwert des neuen größeren Eingangssignals als Spitzenwert gespeichert.'Da die Zwischenspei- ■ cherschaltung 207 mittels des Horizontal-Synchronisiersignals (/· gelöscht v/ird, ist der vor dem Löschen gespeicherte Datenwert der Spitzenwert einer vorangehenden Ze iIe.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Spitzenwert-Halteschaltung deshalb angewendet, weil die automatische Verstärkungsregelung aufgrund des Signals er- ' folgt, das erzeugt wird, wenn der Hintergrund (Weißbe- ^- reich) der Vorlage gelesen wird. Falls eine Normalweißr-Vorlage verwendet wird, kann die Spitzenwert-Halteschaltung weggelassen werden.

Nach Fig. 5 wird das hinsichtlich des Spitzenwerts festgelegte Bildsignal einem Größenvergleicher 62 zugeführt ,· wo es mit einem mittels eines Vorwählschalters 63 voreingestellten üatenwert verglichen wird. Beispielsweise wird an dem Vorwählschalter 63 ein Datenwert "111110" eingestellt. Mit 64. ist ein Vorwärts/Rückwärts- bzw. Zweiwegzähler bezeichnet,· während mit 65 ein Vorwählschalter bezeichnet ist und mit 66 ein D/A-Umsetzer bezeichnet ί ist, wobei diese Elemente die gleichen Funktionen wie die entsprechenden Elemente nach Fig'. 4 haben. Der Vorwählschalter 65 bestimmt die Amplitude des Bildsignals, während der Vorwählschalter 63 einen Weißpegel-Spitzen-

HbH.

wert des Bildsignals bestimmt, auf den das Bildsignal hinzuführen ist. Falls der Weißpegel-Spitzenwert des eingegebenen, hinsichtlich des Spitzenwerts bei dem vorangehenden Lesezyklus festgelegten Videos i gnalrj nicht dir Einstellung "111110" des Vorwählschalters 63 erreicht, wird der Zähler 64 tun "1" auf gestuft, um damit die Ver-

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-24- DE 174?.

Stärkung des Multiplizierers 51 anzuheben; falls der

Weißpegel-Spitzenwert des eingegebenen Bildsignals größer als die Einstellung des Vorwählschalters 63 ist, wird die Verstärkung des Multiplizierers verringert. Falls der Weißpegel-Spitzenwert des eingegebenen Bildsignals . . gleich der Einstellung des Vorwählschalters 63 ist, wird die bestehende Verstärkung des Multiplizierers 51 beibehalten.

'

f Statt des Zählers 64 und des D/A-Umsetzers 60 kann ein

Integrator zum Integrieren des Ausgangssignals des Ver-■ gleichers 62. verwendet werden und für die automatische Verstärkungsnregelung dem Multiplizierer 51 das Ausgangssignal des Integrators zugeführt werden.

Da die Mul.tipliziererschaltung eine geschlossene Schleife bildet, läuft der aus dem eingegebenen analogen Bildsignal eines vorbestimmten Pegels umgesetzte digitale BiId-■*-^u signal-Wert zu dem vorgewählten Datenwert, so daß das eingegebene analoge Signal immer auf stabile Weise verstärkt, werdon kann.

C- Durch Änderung der Einstellung des Vorwählschalters 63

25

kann der Kontrast des reproduzierten Bilds verändert

werden.

(3) Begrenzerschaltung

30

Die Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das eine Ausführuhgsform der Begrenzerschaltung 9 (Fig.l) der Bildverarbeitungseinrichtung zeigt.

Mit. dn nirifJ K i ngariK^aruich Hi :·..'.; ο bezeichnet, während mit en Ausgangsanschlüsse bezeichnet sind (n = 0,1,2,....).

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-25- DE 1742

70 ist ein Größenvergleicher, 71 ist ein Vorwählschalter zur Begrenzung eines hohen Pegels (Weißpegels) , 72 bis 77 sind ODER-Glieder, 78 ist ein Größenvergleicher, 79 ist ein · Vorwählschalter zur Begrenzung eines niedrigen Pegels (Schwarzpegels) und 80 bis 85 sind UND-Glieder.

Der Vorwählschalter 170 wird auf beispielsweise "111011" voreingestellt. Falls ein Eingangssignal größer als die Einstellung ist, nimmt ein Ausgangsanschluß AVB des

Größenvergleichers 70 den Pegel "H" an, so daß die Ausgangssignale der ODER-Glieder 72 bis 77 den Wert "111111"· Γ , annehmen. .Der Vorwählschalter 79 wird auf beispielsweise "000100" eingestellt. Falls das Eingangssignal kleiner als die Einstellung ist, nimmt ein Ausgangsanschluß . A > B des Größenvergleichers 78 den Pegel "L" an, so daß die Ausgangssignale der UND-Glieder 80 bis 85 den Wert "000000" annehmen. Eine Eingabe/Ausgabekennlinie dieser Schaltung ist ' schematisch auf analoge Weise in der Fig. 19 dargestellt. Kurvenformen vor bzw. nach der Verarbeitung mittels der Begrenzerschaltung sind in Fig. 2OA bzw. 2OB gezeigt. Die Kurven sind auf analoge Weise dargestellt. Durch den Einsatz des Begrenzers (Filters) werden Störungen in dem Schwarzbereich und dem Weißbe-

C \

reich des Bilds unterdrückt, wobei Zeilenbereiche niedri-' s_^; ger Amplitude bei dem von den Störungen befreiten Bildsignal in eine Kurvenform umgeändert werden können, die leicht Ln der später beschriebenen Umrißlinien-Betonungs-OQ schaltung angehoben bzw. betont werden kann. Demnach bietet das Anordnen der Begrenzerschaltung in einer der Umrißlinien-Betonungsschaltung vorhergehenden Stufe einen großen Vorteil.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das analoge Bildsignal in ein digitales Mehrbit-Signal umgesetzt;

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-26- DE 1742

Das digitale Signal, das unterhalb eines ersten vorbestimmten, digitalen Werts liegt, wird auf einen digitalen Minimalwert gebracht, während das digitale Signal, das oberhalb eines zweiten vorbestimmten digitalen Werts
" 5 liegt, auf einen digitalen Maximalwert gebracht wird. Als Folge hiervon werden Störungen in dem Schwarzbereich urid dem Weißbereich des Bilds unterdrückt;- die Zeilenbe- . reiche niedriger Amplitude des von den Störungen befreiten Bildsignals können auf eine Kurvenform verändert wer-

. den, die leicht in der Umrißlinien-Betonungsschaltung ^ hervorgehoben werden können. Der Begrenzer kann auch allein für den hohen Pegel oder allein für den niedrigen Pegel eingesetzt werden.

.

(4) Umrißlinien-Betonungsschaltung (I)

Die Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, das die Umrißlinien-Betonungsschaltung der Bildverarbeitungseinrichtung
zeigt. Bei ·dieser Schaltung wird ein Transversalfilter .'verwendet. Bekanntermaßen kann die Umrißlinie dadurch ' betont bzw. hervorgehoben werden, daß der Laplace-Ausdruck

τ ₌ ^i + il. (2)

25 ^V · ^X'^{y 3}v^{2 3}v²

von einem ursprünglichen Bildsignal f(x,y) substrahiert wird. Die Abweichung desLaplace- Ausdrucks für das Digitalbild ergibt sich zu

V²f(i,j) = A_x ²f(i,j) + A_y ²f(i,j)

35 + f (i, D-D - 4f(i,j)

₍₃₎

COPY ^f

-27- DE 1742

Die Fig. 12A veranschaulicht den Operator der Gleichung (3), wobei i eine Hauptabtastrichtung darstellt und j eine Unterabtastrichtung darstellt. "4" stellt einen Anhebungskoeffizienten für ein betreffendes Bildelement ' dar, während "-1" Anhebekoeffizienten für die ■ Umgebungs-Bildelemente darstellt. Die Vorzeichen sind umgekehrt. Dem ursprünglichen Bildsignal kann ein negativer Laplace-Ausdruck addiert werden. Bei dem vorliegenden Beispiel sind ein Koeffizient /.wc i tor Ordnung der partiellen Dif-

ferenzierung in der Hauptabtastrichtung und ein Koeffizient der zweiten Ordnung der partiellen Differenzierung in der Unterabtastrichtung einander gleich.' · V

Bei der Verwendung des unveränderten Operators für das Betonen dein Umrißlinien ist jedoch das Auflösungsvermögen in der Hauptabtastrichtung von dem Auflösungsvermögen in der Unterabtastrichtung verschieden. Demzufolge ir-i ein Bild, das durch. Lesen einer um 90° geschwenkten Vor-

^ lage reproduziert wird, von einem Bild verschieden, das durch Lesen der nicht geschwenkten Vorlage reproduziert wird. Der Grund hierfür wurde bei der B i ldverarbei'tunp.r,-einrichtunp, untersucht und es wurden die folgenden Umstände festgestellt:

■ ■ c

Wenn ein Bild mittels einer eindimensionalen Ladungskopplungs-Bildaufnahmevorrichtung gemäß der Darstellung in Fig. 1 gelesen wird, erfolgt die Hauptabtastung auf elektrische Weise mittels eines internen Registers der La-30

dungskopplungsvorrichtung, während die Unterabtastung · auf mechanische Weise durch Bewegen der Ladungskopplungsvorrichtung längs der Vorlage ausgeführt wird.

Ein Grund für die Verringerung des Auflösungsvermögens tipi cj η πι Lnr.cn <ir-r Vu rl.-ψ, ο llnp;t in dem Aur.l os

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BAD ORIGINAL

-28- DE 1742

des Objektivs (Modulationsübertragungsfunktion) in der Unterabtastrichtung, jedoch kommt in der Hauptabtastrichtung die Verringerung des Auflösungsvermögens hinzu, die - auf der Bestimmtheit eines Übertragungswirkungsgrads der Ladungskopplungsvorrichtung beruht. Als Folge hiervon ist das Auflösungsvermögen der Hauptabtastrichtung geringer als dasjenige in der Unterabtastrichtung. Als Beispiel sind in der Fig. 21 eine Raumfrequenzkennlinie 220 " des Objektivs und der Ladungskopplungsvorrichtung und eine Raumfrequenzkennlinie 221 des Objektivs gezeigt. C Bei der Raumfrequenzkennlinie des Objektivs ist die Modulationsübertragungsfunktion des Objektivs durch die Frequenz der Ladungskopplungsvorrichtungs-Übertragungs-Taktimpulse '/■ _φ normalisiert.
^T

• Wie aus der Fig. 21 ersichtlich ist, ist die Raumfrequenzkennlinie in der Hauptabtastrichtung derjenigen in der Unterab'tastrichtung um einen Faktor zwei oder darüber

„_ unterlegen. Dementsprechend wird der Koeffizient bei der partiellen Differentiation in der Unterabtastrichtung so gewählt, daß er halb so groß wie der Koeffizient bei der partiellen Differentiation in der Hauptabtastrichtung ist, wie es in der Fig. 12B dargestellt ist. Eine Frev~ 25 quenzkennlinie eines durch Verbinden des Operators nach Fig. 12B mit. dem Bildsignalpegel in der Hauptabtastrichtung abgeleiteten Bildsignals und die in Fig. 21 gezeigte 'Frequenzkennlinie 220 des Objektivs und der Ladungskopplungsvorrichtung werden miteinander multipliziert, um eine Frequenzkennlinie gemäß der Darstellung in der Fig. 22 zu erhalten. Eine Frequenzkennlinie eines durch Einsetzen des Operators nach Fig. 12B in der Unterabtastrichtung abgeleiteten Bildsignals mit der in Fig. 21 gezeigten Frequenzkennlinie 221 für das Objektiv werden

35

miteinander multipliziert, um eine in Fig. 23 gezeigte

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ORIGINAL INSPECTED

3145129

-?9- DE- 1742

Frequenzkennlinie zu erhalten. Die Fig. 22 zeigt eine zusammengesetzte Frequenzkennlinie fur die Hauptabtastrichtung, während die Fig. 23 eine zusammengesetzte Frequenzkennlinie für die Unterabtastrichtung zeigt. Wenn der Operator nach Fig. 12B bei der Hauptabtastrichtung eingesetzt wird, kann der Operator bei der Unterabtastrichtung vernachlässigt werden.

Wenn eine Eingangskurvenform eine Cosinuswelle cos
( ^t0 t) ist, ergibt sich eine Frequenzübertragungsfunktion G ( co.) in der Hauptabtastrichtung durch:

G CtO.) =3-2 cos (ut ) (4)

Gleichermaßen ergibt sich eine Frequenzübertragungsfunktion H ( CJ) des Filters bei der Unterabtastrichtung
durch: · ·

H ( ίο ) = 1.5 - cos (te Zf) ' (5)
20

Hierbei ist "Z eine feste Verzögerungszeit.

Der vorstehend beschriebene Rechenvorgang wird in der in Fig. 7■gezeigten Schaltung ausgeführt. Wenn der Koeffizient der partiellen Differentiation· in der Hauptab- f tastrichtung mit M bezeichnet ist und der Koeffizient der partiellen Differentiation in der Unterabtastrichtung mit N bezeichnet ist, so kann der Rechenvorgang folgendermaßen ausgedrückt werden:

·'

V²f(i,j). = MA_x ²Hi,j) + NA_y ²f(i,j)

= Mf(i+1, j) + Mf(i-1, j)

+ Nf(i, j + 1) + Nf (i, j-1)
- 2(M + N)f(i,j) ' (6)

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-30- ' De 1742

* ' Der Koeffizient des Rechenvorgangs für ein in Betracht

gezogenes Bildelement A ist in der Fig. 13 gezeigt.

In der Fig.' 7 ist· mit 100 ein Schieberegister bezeichnet, das eine Zeile des Bildsignals verzögert. 101 ist ein Schieberegister, 102 ist ein Zwischenspeicher, der eine Zeile des Bildsignals verzögert, 103 bis 106 sind Zwischenspeicher, 107 und 109 sind Addierer und 108 und 110 sind Multiplizier-Schaltungen. Die Multiplizier-Schaltun-

10

gen 108 und 110 haben Multiplikationsfaktoren "2". Ihre

V besonderen Schaltungsaufbauten sind in der Fig. 10 gezeigt, gemäß der die Datenleitungen einfach verschoben werden. In der Fig. 10 sind On Eingangsleitungen, während ■ic Pn Ausgangsleitungen sind.

111 und 112 sind Subtrahierer, die durch Addierer mit "2¹ ·- Komplementär-Einrichtungen gemäß der Darstellung in Fig. 9 ersetzt werden können; in der Fig. 9 ist 150 ein Addierer, während 152 bis 157 Inverter sind.'In der Fig. • 7 sind mit 113 und 115 Multiplizierschaltungen bezeichnet, die Parallel-Multipiiζierschaltungen gemäß der Darstellung in Fig. 11 sein können; in der Fig. 11 sind mit /■ _ 160 bis 164 Addierer bezeichnet, während mit 165 bis 200

UND-Glieder bezeichnet sind. In der Fig. 7 sind 114 und ■ " 116 Vorwählschalter. Der Koeffizient N wird an dem Schalter 114 'voreingestellt, während der Koeffizient M an' dem Schalter 116 voreingestellt wird. 117 ist ein Addierer, während 131 eine Multiplizierschal.tung ist, die gemäß

30

der Darstellung in der Fig. 11 aufgebaut sein kann. Ein

Datenwert aus dem Spitzenwert-Detektor 11 (der nachstehend anhand der Fig. 17 beschrieben wird) wird mit einem Multiplikator multipliziert, was später erläutert wird. or 1.18 ist: pin Addierer und 119 ist ein Zwischenspeicher.

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-31- DE 1742

Die Funktionsweise der Schaltung nach Fig. 7 wird nun anhand der Fig. 28 erläutert. Zunächst .wird der Rechenvorgang bei der Unterabtastrichtung erläutert. Die Schie- · beregister 100 und 101 speichern jeweils eine Ladungs-

^ kopplungsvorrichtung-Hauptabtastungs-Zeile der um eine Zeile verzögerten Bilddaten. Die Ausgangssignale der Zwi- · schenspeicher' 104 bis 106 für die jeweiligen Bildelemente •sind in Fig. 28 bei <~> bis c dargestellt. Die Ausgangssig-· nale a bis c werden gemäß der Gleichung "2b ~ (a + c)" verarbeitet, um ein hinsichtlich der Umrißlinien betontes Ausgangssignal d zu erzeugen. Das Ausgangssignal d wird mittels der Multiplizierschaltung 113 mit dem Koeffizienten N multipliziert, um den Pegel des Ausgangssignals ,c d zu ändern. Das Ausgangssignal der Multiplizierschaltung-113 wird dem Addierer 117 zugeführt, wo es der verarbeiteten Kurvenform für die Hauptabtastr'ichtung hinzugefügt wird. In der Multiplizierschaltung 131 wird die verarbeitete Kurvenform hinsichtlich der Raumfrequenz korrigiert, wie es später erläutert wird. Das Ausgangssignal der Multiplizierschaltung 131 wird dem Ausgangssignal des Zwischenspeichers 102 mittels des Addierers 118 hinzugefügt, der ein Summenausgangssignal e erzeugt. Auf diese Weise

werden mittels, des Koeffizienten N für die Unterabtast-25

richtung die Bilddaten hinsichtlich der Umrißlinien angehoben bzw. betont.

Die Funktion bei der Hauptabtastrichtung wird gleicherma-OQ ßen ausgeführt, wobei an dem Ausgang der Multiplizierschaltung 115 die .Bilddaten abgegeben werden, die hinsichtlich der Umrißlinien mittels des Koeffizienten M betont sind.

Durch Verarbeitung des Differentiationskoeffizientcn für die Hauptabtastrichtung und des Differentiationskoeffi-

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-32- ' DE 1742

zienten für die Unterabtastrichtung mittels unabhängiger Multiplizierschaltungen werden optimale Defokussierungs-. korrekturen sowohl in Vertikalrichtung als auch in Horizontalrichtung erzielt. Die Multiplizierschaltung 131 wird dafür verwendet, die Differentiations-Koeffizienten M und N gleichzeitig und proportional zu verändern. An die Multiplizierschaltung 131 wird ein Steuersignal zur selbsttätigen Entzerrung in der Frequenzdomäne angelegt.

Die Vorwählschalter 114 und 116 können durch Steuerlei-10

tungen ersetzt werden. In diesem Fall können dann, wenn

V der. Differentiations-Koeffizient M 2ⁿ mal so groß wie

der Differentiationskoeffizient N ist, die Signalleitun-Kon einfach verschoben werden. Ansonsten kann in eine qg. der Steuerleitungen eine (nicht gezeigte) Multiplizierschaltung eingefügt werden.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel hebt die Umrißlinien-Betonungsschaltung für das in Betracht gezogene ^ζυ Bildelement und die Umgebungs-Bildelemente die Umrißlinie " des Videosignals in der Hauptabtastungs-Zeile und der Unterabtastungs-Zeile hervor. Auf diese Weise erfolgt eine Defokussierungs-Korrektur in allen Richtungen. Da (— ' der Differentiations-Koeffizient M, der der Korrekturkoeffizient für den Vorgang der Umrißlinien-Betonung für die Hauptabtastung ist, in der Umrißlinien-Betonungsschaltung so gewählt wird, daß er größer als der Differentiations-Koeffizient N in der Unterabtastrichtung ist, • 30 sind die Auflösungsvermögen des reproduzierten Bilds in der Hauptabtastrichtung und in- der Unterabtastrichtung einander gleich. Demgemäß sind das durch Lesen- der um 90° gedrehten Vorlage reproduzierte Bild und das durch Lesen der nicht gedrehten Vorlage reproduzierte Bild miteinander identisch.

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-33- DE 1742

Da bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die mittels des Begrenzers bzw. der Begrenzerschaltung 9 verarbeite-" ten Bilddaten fUr die Betonung der Umrißlinien verarbeitet werden, wird vermieden, daß Fleckenstörungs-DAten

5 oder Daten von unerwünschten Flecken an dem Vorlagenhintergrund hervorgehoben werden. · *

(5) Umrißlinien-Betonungsschaltung (II)

Die in Fig. 7 gezeigte digitale Umrißlinien-Betonungsschaltung macht eine große Anzahl von Komponenten erforderlich. Eine große Anzahl von Komponenten ist. insbe - V sondere dann notwendig, wenn gemäß der Darstellung in Fig. 2 in der Leseeinrichtung mehrere Ladungskopplungsvorrichtungen enthalten sind. Durch Nutzung einer Eigenschaft der digitalen Schaltung kann gemäß der Darstellungin der Fig. 3 eine einzige Umrißlinien-Betonungsschaltung im Zeitmultiplex-Betrieb verwendet werden. Eine .Ausführungsform dieser Schaltung wird nun beschrieben..

Die Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel für die Umrißlinien-Betonungsschaltung zeigt, das ' nach dem Zeitmultiplex-Verfahren betrieben werden ·

■ .· s

kann. Mit h und i sind digitale Signale bezeichnet, die t" aus den aus parallel betriebenen Ladungskopplungsvorrichtungen abgeleiteten Eingangs-Videosignalen durch A/D-Umsetzung gewonnen werden. Die Signale werden abwechselnd

nn mittels eines Multiplexers 120 angewählt. Die Schalttäktfrequenz des Multiplexers 120 ist zweima] so groß · wie diejenige der Übertragungs-Taktimpulse 0' des Bildsignals. Das Bildsignal an der einzigen Ausgangsleitung des Multiplexers 120 wird gefiltert und dann mittels eines Demultiplexers . 128 auf zwei Signalleitungen entschachtelt. 129 und 130 sind Zwischenspeicher, während j und

,GOPY

-34- DE 1742

k Ausganprssignale der Zwischenspeicher sind. Der Demultiplexer 128 wird mit einer Taktfrequenz von 2 0"_T betrieben, während die Zwischenspeicher 129 und 130 mit einer Taktfrequenz von 0„ betrieben werden. Alle Elemente zwi-■5 sehen dem Multiplexer 120 und dem Demultiplexer 128 werden mit der Taktfrequenz 2 </ _rf betrieben. Die Elemente mit der gleichen Funktion wie diejenigen nach Fig. 7 sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Die Schieberegister 100 und 101 verzögern jeweils nur eine halbe Zeile des BildsignaLs, da abwechselnd zwei Bildsignale gewählt werden. Demgemäß sind den Schieberegistern 100 bzw. 101 Verzögerungsleitung-Schieberegister 121 bzw. 122 hinzugefügt. Ferner sind Zwischenspeicher 123 bis 127 hinzugefügt. Die Zwischenspeicher 102 und .123 sind beispielsweise deshalb erforderlich, weil die ■ Ausgabedaten des Zwischenspeichers 123 und die Ausgabedaten des Schieberegisters 121 aus der Ladungskopplungsvor-

„« richtung des gleichen Kanals kommen. Die anderen Bauelemente sind'mit denjenigen nach Fig. 7 identisch. Demgemäß kann im Vergleich zur Verwendung von zwei gesonderten digitalen Umrißlinien-Betonungsschaltungen die Anzahl der Komponenten wesentlich verringert werden.

Bei dem Aunführungsbeispiel nach Fig. 8 werden zwar zwei Bildsignale benutzt, jedoch können, durch Hinzufügen der Schieberegister und der Zwischenspeicher in .Abhängigkeit von der Anzahl der Bildsignale drei oder mehr Bildsignale gleichermaßen verarbeitet werden.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel hat mehrere Abbildungs- bzw. Bildaufnahmevorrichtungen zum Lesen des Vorlagenbilds, den A/D-Umsetzer für die Umsetzung der Aus- ^ ganp.s-Bildsignale der Bildaufnahmevorrichtungen in di'gi-

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• ·

-35- DE 1742 ■

tale Bildsignale, den Multiplexer für die Wahl der digitalen Bildsignale nach dem Zeitmultiplex-Verfahren, die Umrißlinien-Betonungsschaltung zum Hervorheben der Umrißlinien durch Vergleich des verzögerten digitalen Aus-

gangssignal des Multiplexers mit dem benachbarten digitalen Signal und den Demultiplexer zum Entschachteln· des Ausgangssi p,nals der Br Lonungsschaltung auf mehrere Ausgänge entsprechend den jeweiligen Umsetzern. Demgemäß ist nur eine Umrißlinien-Betonungsschaltung notwendig,

^ so daß daher die Anzahl der Baukomponenten verringert · ist und demnach die Kosten verringert sind.

(6) Selbsttätige Entzerrung des Bildsignals in der Frequenzdomäne

Die in Fig. 21 gezeigte Modulationsübertragungsfunktion bzw. Raumfrequenzkennlinie 221 des Objektivs und die Frequenzkennlinie der Ladungskopplungsvorrichtung 3 einschließlich des Objektivs sind nicht ständig konstant; . ..

vielmehr ist die Frequenzkennlinie aufgrund von Anderun-

: gen der Halbleitervorrichtung wie der Ladungskopplungsvorrichtung" veränderlich. Die Modulationsübertragungsfunktion (MTF) des Objektivs 2 wird grundsätzlich durch eine geringfügige Defokussierung beeinträchtigt. Wenn die Lichtmenge' durch die Blendenöffnung des Objektivs gesteuert wird', wird die Modulationsübertragungsfunktion abgesenkt, sobald die Blendenöffnung vergrößert wird. Es ist schwierig, diese veränderbaren Faktoren .der Frequenzkennlinie von Hand zu korrigieren. · · ■.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das BiId-• signal auf aut.oriutt I nchc Wniao in der Froqüonzdomäne ausgeglichen bzw. entzerrt.
35

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' Zur automatischen Entzerrung des Bildsignals in der Frequenzdomäne Wird die Frequenzkennlinie des Bildsignals in der Hauptabtastrichtung gemessen. Wenn in der Umrißlinien-Betonungsschaltung für die Hauptabtastrichtung das digitale Filter zweiter Ordnung verwendet wird (nämlich zwei Multiplizierer enthalten sind), kann der Koeffizient aus den Frequenzkennlinien an beliebigen drei Stellen bestimmt werden. Wenn gemäß der Darstellung in der Fig. 13 der Koeffizient μπι das in Betracht zu ziehende BiId- Γ element herum symmemtrisch ist, sind die Frequenzkennlinien an zwei Stellen ausreichend.

Zur Messung des Bildsignals unter Einschluß des optischen Systems wird' eine Einstellkarte gemäß der Darstellung in der Fig. 14 hergestellt. Die untere Hälfte der Einstellkarte zeigt ein Muster mit niedriger Raumfrequenz, während die obere Hälfte ein Muster mit einer Raumfre-

^_n quenz zeigt,' dip gleich oder nahe einer Nyqui st-Grenice ist. Die untere Hälfte kann gänzlich schwarz sein. Diese Einstellkarte'wird abgelesen und es werden zur Bestimmung der Übertragungskennlinie des Bildsignals ein Spitzenwert

_r . V₁. „ des Schwarzpegels in der unteren Halbfläche und ein Spitzenwert- V des Schwarzpegels in der oberen Halbfläche abge-fragt und festgehalten. Das Bildsignal wird in der Frequenzdomäne auf automatische Weise dadurch entzerrt bzw. ausgeglichen, daß der Differentiations-Koeffizient (Multiplikator der Multiplizierschaltung 131) der Umrißlinien-Betonungsschaltung (Digitalfilter) nach Fig. 7 vergrößert oder vermindert wird, bis der Unterschied zwischen V_T „ .und V._IC, den Wert "0" erreicht.

Lr Hr

oc Die'Fig. 17 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Spitzenwert-Detektors, der zur Steuerung der Multiplizierschal·-

CX)PY

-37- DE 1742

tung 131 die Spitzenwerte V-,- und V„_F vergleicht, tn

(η = O, 1, 2 , ....) sind Bildsignal-Eingangsanschlüsse, un sind Ausgangsanschlüsse für ein Differentiations-Koeffizient-Steuerausgangssignal und 201 und 202 sind Spitzenwert-Halteschaltungen, die Schaltungen gemäß der Darstellung in der Fig. 18 sein können. Die Spitzenwert-Halt.eschaltung 201 speichert den Spitzenwert V. „. Mit V, ρ EN ist ein Freigabesignal bezeichnet, das zeitlich gemäß der Darstellung in Fip,. 15 gesteuert 1st. Die Spitzen-

^" wert-Halteschaltung 202 speichert den Spitzenwert V_HF; mit Vpjp EN ist ein Freigabesignal bezeichnet. Ein Ausgangssignal V_LF PEAK der Halteschaltung 201- und ein Ausgangssignal V_HF PEAK der Halteschaltung 202 sind in. der

._ Fig. 15 in analoger Form dargestellt. Die Äusgangssignale V_LF PEAK und- V_HF PEAK werden mittels eines GrößenvergLeichers 203 verglichen. 204 ist ein Zweiwegzähler, der das Horizontal-Synchronisiersignal J2i zählt. 205 ist ein Vorwählschalter, mit dem ein Anfangs-Differentiations- " Koeffizient für die Multiplizierschaltung 131 eingestellt wird. Die Einstellung des Vorwählschalters 205 wird durch das Vertikal-Synchronisiersignal COPY in den Zähler 204 eingelesen. 206 ist ο i η Zwischenspeicher. Der Spitzenwert-Detektor 11 nach Fig. 17 ist bei 11 in Fig. 1 angeordnet. Ferner ist der Detektor bei 11 in den Fig. 7 und 8 angebracht, um den. Multiplikator der Multiplizierschaltung 131' zu steuern. Das Eingangssignal des Spitzenwert- ' Detektors 11 nach Fig. 7 kann das Ausgangssignal g des Zwischenspeichern 119 sein. Die Multiplizierschaltung 131 hat unterschiedliche Bewertungen (Amplituden) für. das Summenausgangssignal des Differentiations-Koeffizienten der Haüptabtastrichtung und das.Summenausgangssignal des Differentiations-Koeffizienten der Unterabtastrichtung. Die Korrektur der Frequenzkennlinie bei der Unterabtastrichtung hängt von der Korrektur bei der Hauptab-

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-38- DE. 1742

tastrichtung ab. Ein der Hauptabtastrichtung und der Unterabtastrichtung gemeinsamer Defokussierungs-Faktor wie die Modulationsübertragungsfunktion des Objektivs kann mittels dieses Systems bis zu einem praktisch ausreichenden Ausmaß korrigiert bzw. kompensiert werden. Bei der Schaltung nach Fig. 7 können zwei Spitzenwert-üetektoren ■ 11. vorgesehen werden, und zwar einer für die Hauptabtastrichtung und einer für die Unterabtastrichtung, um die Multiplizierschaltungen 113 und 115 unabhängig voneinan-" .10 der zu steuern.. In diesem Fall wird die Frequenzkennlinie für die Unterabtastrichtung mittels einer (nicht gezeigten) Einstellkarte gemessen, die eine um 90° gedrehte Ausführung der in Fig. 14 gezeigten Einstellkarte ist.

in dem 'in Fig. 15 gezeigten Zeitdiagramm für die automatische Entzerrung entsprechen Bezeichnungen a, b, c, d und e den schwarzen Linien a, b, c, d bzw. e auf der in Fig'. 14 gezeigten Einstellkarte. Bei der Abtastung der ersten Zeile ist das Ausgangs-Bildsignal ein Duplikat

20

des Eingangs-Bildsignals, jedoch ist bei der Abtastung der zweiten Zeile die Amplitude V„p des Bildsignals mit der höheren Raumfrequenz an die Amplitude V._F des Bild-signäls mit der niedrigeren Raumfrequenz angeglichen.

(- Dies veranschaulicht, daß der Ausgleich bzv/. die Entzer-

25

rung ausgeführt worden ist. . · ·

Die Fig. 16 ist ein Zeitdiagramm', das die automatische . ■ Entzerrung in dem Fall zeigt, daß gemäß der Darstellung ■ in den Fig. 2 und 3 zwei Ladungskopplungs-Bildaufnahme-

30'

vorrichtungen verwendet werden. Nach der Entzerrung wird der Zählvorgang des Zweiwegzählers 204 mittels einer
nicht gezeigten AblaufSteuereinheit beendet. Auf diese Weise kann die Übertragungskennlinie des Bildsignals unter Einschluß des optischen Systems automatisch in der Frequenzdomäne ausgeglichen bzw. entzerrt werden. Es wur-

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-39- DE 1742

de zwar ein Entzerrungsfilter · (Digitalfilter) zweiter Ordnung beschrieben, jedoch kann zu einer genaueren Entzerrung des Bildsignals ein Filter dritter oder höherer Ordnung verwendet werden. Bei der in Fig. 14 gezeigten Einstellkarte sind die Muster für die niedrige Raumfrequenz und die hohe Raumfrequenz getrennt angeordnet; die- ' < se Muster können jedoch gemischt angeordnet werden, solange sie mittels eines geeigneten Bandpaßfilters getrennt werden können. Par· gleiche gilt für din Unterab- . '^ tastrichtung. in dem Kali kann das Bandpaßfilter ein Analogfilter oder Digitalfilter sein, jedoch ist.das Digitalfilter für die Messung der Frequenzkennlinie bei der V Unterabtastrichtung geeignet.

· ■ ..

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann die Ubertragungskennlinie des Bildsignals unter Einschluß des opti-^ sehen Systems auf automatische Weise in der Raumfrequenz-Domäne entzerrt .werden.

Das Ausgangssignal des Spitzenwert-Detektors kann folgendermaßen verwendet werden: Bei einem ersten Beispiel wird das Ausgangssignal des Spitzenwert-Detektors halbiert, um es als einen Bezugspegel eines Vergleichers

r,c zu verwenden, der das Ausgangssignal der Ladungskopp-. · , lungsvorrichtung zum Digitialisieren desselben empfängt. ^- Bei einem zweiten Beispiel wird das Ausgangssignal des Spitzenwert-Detektors angezeigt. Bei .einem dritten Beispiel wird das Ausgangssignal des Spitzenwert-Detektors

3Q an der Stelle der Ausgangssignale der · Vorwählschalter 114 und 116 verwendet. Bei diesem Beispiel kann ein niedriger Pegel des Hintergrunds erfaßt werden, so daß der Hintergrundpegel angehoben wird.

Anhand der Fig. 24 wird in Einzelheiten eine Regelverstärkerschal tunp, mit Abschattungs-Korrekturfunktion erläutert.

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-40- DE .1742

Die Fig. 24 ist ein Blockschaltbild einer Abschattungs-Korrek tursrhai t.unp,. :i l:;t. dip I.mlunp.r.kopp 1 untfr.vorri r.)\- tung, in der in jeweiligen Zellen gespeicherte Ladungen synchron mit einem Synchronisiersignal </,, zu Übertra-

gungs-Schaltgliedern verschoben werden und die Ladungen synchron mit den Übertragungs-Taktimpulsen ' C* _T Bit für Bit übertragen werden, um ein Ausgangssignal zu erzeugen. 4 ist der Gleichspannungs-Videoverstärker, der eine automatische Pegelsteuerschaltung für die vorangehend be-

]0 . schriebene Stabilisierung des Schwarzpegels enthalten

•- kann. 6 ist die automatische Verstärkungsregelschaltung

bzw. Regelverstärkerschaltung für die Stabilisierung und Steuerung des Verstärkungsgrads für ein Ausgangssignal Vc des Videoverstärkers 4. 104 ist ein Bezugsspannungsge-

]5 her, der mit Hilfe von Potentiometern, η Bezugsspannungen ^Vl·' ^2' ^Vn ^ahi'^iDt· 105 ist ein Multiplexer, der entsprechend einem Bezugsspannungs-Wählsignal O _M eine Bezugsspannung V. anwählt (i. = 1,2,.... n). 106 ist ein Integrator, der die Bezugsspannung V. integriert und eine Ausgangsspannung V erzeugt. Sobald das Synchr.onisiersignal C _R angelegt wird, wird unabhängig von der Bezugsspannung V. die Ausgangsspannung Vs auf "0" zurückgeschaltet. .107 ist ein Taktgeber und 108 ist ein Zähler. Wenn die Gesamtanzahl der Bits der Zellen der Ladungskopplungsvorrichtung 3 beispielsweise 1024 (=2 ) ist, weist der Zähler 108 zehn Binärzähler auf. Für das Bezugsspannungs-Wählsignal c/ werden einige Bits höherer Ordnung von den Binärzählern verwendet. Wenn das Synchronisiersignal ό ^ angelegt wird, werden die Binärzähler ■ 30 auf "0000000000" zurückgestellt. 109 ist ein Ausgangsanschluß für ein Videosignal V , während 110 ein Eingangsanschluß für das Synchronisiersignal φ~ ist. Im Hinblick auf die Genauigkeit der Segment-Annäherung und die Kosten' wird die Anzahl η der Bezugsspannungen des Bezugsspannungsgebers 104 so gewählt, daß sie gleich 2 ist (K = 2 b. A) . Bei der n-Stellen-Segment-Annäherung werden K

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"■'· 3146129

-41- DE 1742

Bits hoher Ordnung des Zählers 108 verwendet. Beispiels- · weise werden als.Bezugsspannungs-Wählsignal für eine Vierpunkte-Segment-Annäherung zwei Bits hohen Werts aus ■ dem Zähler 108 verwendet. Es wird vorausgesetzt, daß die'

^ Verstärkung G der Regelverstärkerschaltung 6 eine lineare.. Funktion der integrierten Ausgangsspannung V ist. D.h., es gilt

· · G =KV_s (7)

wobei K eine Konstante ist. Demgemäß kann das Bildaus- f~ gangssignal V als eine Funktion des Ladungskopplungsvorrichtungs-Ausgangssignals V folgendermaßen, ausgedrückt werden:

• · . ' ^Vo - ^KVs^Vc ⁽⁸⁾

Wenn das Ausgangssignal V der Ladungskopplungsvorrichtung eine Abschattungskomponente enthält, kann es allge-■ mein folgendermaßen ausgedrückt werden:

V_c = Sv_c (9) wobei ^ ein Abschattungskennwert ist und ν die tatsäch- ( liehe Bi Id information ist. Demgemäß kann durch Einbringen eines Urnkehrungskennwerts des Abschattungskennwerts in die integrierte Ausgangsspannung V der Abschattungskennwert ausgeschaltet werden, nämlich dann, wenn folgende Gleichung gilt:

v_s = ι/ς (ίο)

es gilt dann nämlich:

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t, * ■

-42- DE 1742

⁼ :^KVs

= K 1/ζ · ζ · v_c

= K ν

. ^C

Auf diese Weise kann bei dem Bildausgangssignal V der Abschattungs-Anteil ausgeschaltet werden.

Tatsächlich ist es schwierig, eine genaue Umkehrungs-Ab- s- . schattungskennlinie 1/f zu erzielen, jedoch ist in der Praxis eine Segment-Annäherung an 4 bis 16 Punkten
brauchbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Vierpunkte-Segment-Annäherung (n=4) wird nun erläutert.

Die Fig. 25 stellt ein Ze Ltdiagramm für die Vierpunkte-Segment-Annäherung dar. .

·'

Die Anzahl der Bildzellen je Zeile bei der Ladungskopplungsvorrichtung 3 wird beispielsweise zu 1024 Bits gewählt. Der Zustand des Zählers 108 ist als CNT in Binär-" · darstellung gezeigt; die beiden höchstwertigen Bits von ^- ■ _nK CNT werden als Bezugsspannungs-Wählsignal c^ verwendet, das in Dezimal darstellung gezeigt ist. Da die 1024 Bits der Zellen der Bildempfangsvorrichtung gleichmäßig durch "4" geteilt werden, v/erden aufeinanderfolgend durch Anlegen des· Wählsignnls φ _M an den Multiplexer¹ 105 die Be-•/.ugsspanrnmg -v bis V^ gewühlt. Die Abtant.^.f i. t der La-• dungskopplungsvorrichtung ist mit. T bezeichnet. Der Zähler 108 wird durch die abfallende Flanke des Synchronisiersignals φ _R zurückgesetzt, um damit die Abtastung zu beginnen. Eine Integrationskonstante des Integrators 106 ist mit n/T gegeben.

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-43- DE 1742

Die integrierte Ausgangsspannung V₃ zu einer gegebenen Zeit .t (für die φ +1 φ

Jl— T>t>— T
η = η

gilt, wobei </" dezimal angegeben ist)' wird foIp.endermaßen ausge.drück I:

^Vs ⁼ -I Ψ I i-1 ^vi ^dt + £j Φ,,

- V "ν ₊ ⁿ , *M

— ^ V.+ — V/ (t"- - T^

χ—χ

gilt, ist

Falls beispielsweise d· = 2 ist, nämlich 3 rjw.,.-.² _φ

im 4" =4 '

v_s ^i v_{L +} ^v₃ (t -

(i t - 2) (13)

Gleichermaßen-gilt bei t = T:
.

V₂ + V₃ + V₄ (14)

Demgemäß "wird eine integrierte Ausgangsspannung V er-

zeugt, die .der Darstellung durch den Segment-Linienzug L in Fig. 25 entspricht.

Um die: integrierte Aur.jvmp.sapannunp, V_t. Ln Segmenten anzunähern, wie er. durch die Gleichung (10) dargestellt ist,, müssen die Bezugsspannungen V₁ bis V_n so gewählt werden, daß die jeweiligen Orte von ν mit 1/^' übereinstimmen.

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DE 1742

Da sowohl V als auch ζ Funktionen der Zeit sind, sind

s '

sie durch V (t) bzw. ^ (t) gegeben. Damit sind die Orte

der Segment-Annäherung durch ~Φ_Μ

T) bzw. ζ (-^- T),

. Aus der Gleichung (12) folgt:

(15)

Durch Einsetzen der Gleichung (15) in die Gleichung (10) ergibt sich:

ν (φ + 1) + Σ V₁ = 1/ζ (—

T)

ν (Φ_Μ + D

demgemäß gilt:

ν₂ =

(j

1/ζ (2Ϊ)

- 1/ζ (3^) -

+ ν₂)

V_n = 1/ζ (T) - (V₁ + V₂ +

(16.)

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■ ■ -45- DE 1742

Somit kann durch die Wahl der Bezugsspannungen entsprechend der Darstellung in den Gleichungen (16) die Abschattung korrigert werden.

Die Fig. 26 ist eine Blockdarstellung des linearen bzw. Ze:len-Sensors der Ladungskopplungs-BiIdaufnahmevorrichtung (C D von Fairchild Semiconductor Corporation). Der Bei i chtungsabschn i tt ir·, t. mit a bezeichnet und sammelt elektrische Ladung, dir dein empfangenen Lichtpegel entspricht, wenn der Sensor belichtet wird; b int ein Übertragungsabschrü tt mit einem Schieberegister, das zur seriellen Übertragung einer elektrischen Ladung verwendet · f~ wird; c ist ein Generatorabschnitt, in dem Taktimpulse erzeugt werden, die für die Übertragung verwendet werden; d ist eine Schaltung, in der die übertragenen Daten auf einanderfolgend abgerufen und gespeichert werden.

Der Vorgang, der Datenübertragung wird anhand des in Fig.·' 27 gezeigten Zei tdiagramrns für das Ladungskopplungsvor-

richtungssignal beschrieben. Die Fotonen, die über eine vorbestirnmte Zeit in den Belichtungsabschnitt a nach Fig.' 26 gesammelt wurden, werden für jede Zelle des Belichtungsabschnitts a gleichzeitig mittels des in Fig. 27 gezeigten Impulses '/' _Y zu dem Schieberegister b übertra-

'

gen. d „, in Fig. 27 sind die Übertragungs-Taktimpulse £ für das Sch i eberog i v, Ler b. Die übertragenen Daten werden aufeinanderfolgend in die Speicherschaltung d nach Fig. 26 übertragen und dann ausgegeben. </' _R nach Fig. 27 sind Rückstellimpulse für die Speicherschaltung d. V_Q , nach Fig. 27 ist ein Bildsignal, das neben dem tatsächlichen Bildsignal das Bezugs-Schwarzpegel-Signal BL-RF und ein Bezugs-Weißpegel-Signal WT-RF enthält. Diese Bezugssignale sind. Impulse an der rechten Seite eines Auslesesignal VDS in Fig. ?7 und worden von der LaduritfnkopplungHVor-

richtung selbst gegeben. Ein hoher Pegel EOS eines Sig-

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Ad η κ \ίλ:·

' nals ^V£qo, das in der Fig. 27 gezeigt ist, stellt das Ende des Abtastsignals dar und wird jedesmal zum Abschluß der Abtastung ausgegeben.

^ Bei der Übertragungs-Abtastung einer Zeile gibt die Speicherschaltung d das Signal BL-RF mit niedrigem Pegel, danach das 'Auslesesignal VDS, erneut das Signal BL-RF und schließlich das Signal WT-RF mit dem hohen Bezugs-

Weißpegel' als Ausgangssignal V ab. Zugleich wird mit

' °

dem Signal V...,-. der hohe Pegel erfaßt und für die einzelne Zeile das Endsignal EOS abgegeben. Das Ausgangssignal

V wird in den ir
out

stärker eingegeben.

V wird in den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Videoverout

Eine Bildverarbeitungseinrichtung hat einen Bildsignalgeber zur Erzeugung eines analogen Bildsignals, einen Umsetzer zum Umsetzen des von dem Bildsignalgeber erzeugten .analogen Bildsignals in ein digitales Bildsignal, einen Vergleicher zum Vergleich des Bildsignals mit. einem

on
• *^w vorbestimmten Bezugswert und eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Bildsignals entsprechend einem Ausgangssignal des Vergleichers in der Weise, daß der Pegel oder die Verstärkung des Bildsignals auf einem konstanten Wert

C_ gehalten werden.
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Claims (21)

Patentansprüche

1. Bildverarbeitungseinrichtung, gekennzeichnet
durch eine Gebereinrichtung (1 bis 4) zur Erzeugung eines analogen Bildsignals, eine Umsetzeinrichtung (8; 52) zum Umsetzen eines von der Gebereinrichtung erzeugten analogen Bildsignals in ein digitales Bildsignal, eine Vergleichseinrichtung (53) zum Vergleichen des Bildsignals mit einem vorbestimmten Bezugswert und eine Steuereinrichtung (5,6; 50,51,58 bis 60, 64 bis 66), die entsprechend dem Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung das Bildsignal so steuert, daß der Pegel oder die Verstärkung des Bildsignals auf einem konstanten Wert gehalten sind.

2. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (5,6;
50,51,58 bis 60, 64 bis 66) das Bildsignal unter Rückkopplung so steuert, daß sowohl der Pegel als auch die Verstärkung des Bildsignals auf konstanten Werten gehalten sind.

3. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (5,

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" 3H8129

^f>·. ' -2- DE 1742

_{V 1 6;50,51,58 bis 60, 64 bis 66) eine Addiereinrichtung (50)

zum Addieren des Bildsignals und eines Signals aus der Vergleichseinrichtung (53) aufweist.

4_# Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (5 ,6;50,51,58 bis 60, 64 bis 66) eine Multipliziereinrichtung (51) zum Multiplizieren des Bildsignals mit dem Signal aus der Vergleichseinrichtung (53) ■

aufweist.

5. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Geber- -c einrichtung (1 bis 4) eine Ladungskopplungsvorrichtung (3) zum elektrischen Abtasten einer Vorlage (1) in einer Hauptabtastrichtung und mechanischen Abtasten der Vorlage in einer Unterabtastrichtung aufweist.

6. Bildverarbeitungseinrichtung, gekennzeichnet

^c durch eine Bildsignal-Erzeugungseinrichtung (1 bis 4),

eine erste Steuereinrichtung (5,6), die ein von der Er-•zeugungseinrichtung erzeugtes Bildsignal mit einem vorbestimmten Bezugswert vergleicht, um das Bildsignal auf einen vorbestimmten Pegel zu steuern, und eine zweite Steuereinrichtung (7), die synchron mit dem von der Er-• zeugungseinrichtung erzeugten Bildsignal ein Abschattungs-Korrektursignal erzeugt, um entsprechend diesem

das Bildsignal zu steuern.
30

7. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 6,. dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuereinrichtung (5,6) das Bildsignal so steuert, daß die Verstärkung des Bildsignals auf einem konstanten Wert gehalten ist, und die zweite Steuereinrichtung (7) die erste Steuereinrich-

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314812!

-3- DE 1742

tung entsprechend dem Abschattungs-Korrektursignal steuert.

8. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuereinrichtung (5,6) eine Multipliziereinrichtung (51) zum Multiplizieren des Bildsignals mit dem Signal aus einer Vergleichseinrichtung (53) aufweist.

'" 9. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bic 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignal-Erzeugungseinrichtung (1 bis 4) eine Ladungskopp- ' C ■lungsvorrichtung zum elektrischen Abtasten einer Vorlage (1) in einer Hauptabtastrichtung und mechanischen Abtasten der Vorlage in einer Unterabtastrichtung aufweist.

10. Bilderzeugungseinrichtung, .gekennzeichnet durch eine Gebereinrichtung (1 bis 4) zur Erzeugung eines analogen Bildsignals, eine Umsetzeinrichtung (8) zum Umsetzen eines von der Gebereinrichtung erzeugten analogen Bildsignals in ein digitales Signal und eine Begrenzereinrichtung (9), die ein digitales Signal aus der Umsetzeinrichtung, das einen Digitaiwert hat, der größer oder

__ kleiner als ein vorbestimmter Digitalwert ist, auf einen

vorgeschriebenen Digitalwert umsetzt. f ,

11. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Korrektureinrichtung (10,11), '.

OQ die ein Ausgangssignal der Begrenzereinrichtung zu einer Betonung einer Bildumrißlinie korrigiert.

12. Bildverarbeitungseinrichtung, gekennzeichnet durch mehrere Gebereinrichtungen (1 bis 3, 15, 16) zur Erzeugung analoger Bildsignale, mehrere, jeweils einzeln einer der Gebereinrichtungen zugeordnete Verstärkerein-

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3H8129

, ' -4- DE 1742

^;1 richtungen - (4,17) zum Verstärken der analogen Bildsignale, mehrere, jeweils einzeln einer der Gebereinrichtungen zugeordnete Steuereinrichtungen (5,6,18,19) zur Steuerung der Signale aus den Verstärkereinrichtungen auf

.5 konstante Werte und mehrere, jeweils einzeln einer der Gebereinrichtungen zugeordnete Umsetzeinrichtungen (8,21) zum Umsetzen der analogen Bildsignale in digitale Signale.

13. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 12 gekennzeichnet durch eine Bildumrißlinien-Betonungsein-C. richtung (11,30), die den mehreren Gebereinrichtungen

(1 bis 3, 15, 16) gemeinsam ist.

14. Bildverarbeitungseinrichtung, gekennzeichnet durch mehrere Bildsignal-Gebereinrichtungen (1 bis 3, 15,16), eine Zeitmultiplex-Einrichtung (120), die die von den Gebereinrichtungen erzeugten Bildsignale in zeitlicher Verzahnung in serielle Form bringt, und eine Ver-

™ arbeitungs- und Trenneinrichtung (11,100 bis 119, 121 .bis 128), die die zeitlich verzahnten Signale verarbeitet und die verarbeiteten Signale trennt.

15. Bil'dverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 14,

ζ— ■ ' 25 dadurch gekennzeichnet, daß' die Verarbeitungs- und Trenneinrichtung (11, 100 bis 119, 121 bis 128) die zeitlich verzahnten Signale zu einer Betonung einer Bildumrißlinie ■ verarbeitet.

16. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch eine erste Steuereinrichtung (5,6,18,19), die ein von den Gebereinrichtungen (1 bis 3, 15,16) erzeugtes Bildsignal mit einem vorbestimmten Bezugswert vergleicht, um das Bildsignal auf einen

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vorbestimmten Pegel zu steuern, und eine zweite Steuer-

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• . -5- DE 1742

einrichtung (7,20), die synchron mit dem von den Gebereinrichtungen erzeugten Bildsignal· ein Abschattungs-Korrektursignal erzeugt, um das Bildsignal entsprechend dem

Absc-hattungs-Korrektursignal zu steuern.
5

17. Bildverarbeitungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Gebereinrichtung (1 bis 3) zur Erzeugung eines analogen Bildsignals, 'eine Verstärkereinrichtung' (4) zum Verstärken eines von der Gebereinrichtung erzeugten analogen' Bildsignals, eine Steuereinrichtung (5), die den Pegel des analogen Bildsignals aus der Verstärkereinrich-

tung auf einem konstanten Wert hält, eine Umsetzeinrich— . \^ tung (S) zum Umsetzen des analogen Bildsignals in ein ,c digitales Signal und eine Einrichtung (12,13) zur Streuverteilungs-Halbton-Verarbeitung des digitalen Signals.

18. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung (6), die' die Verstärkung des analogen Bildsignals auf einem konstanten Wert hält. ' ■

19. Bildverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch eine Anhebeeinrichtung (10,

11) zum Betonen von Bildumrißlinien.

20. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, gekennzeichnet durch eine Begrenzungseinrichtung (9) zum Begrenzen des Pegels des analogen Bildsignals.

21. Bildverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, gekennzeichnet durch eine Korrektureinrichtung (6,7) zur Korrektur einer Abschattung an dem

analogen Bildsignal.

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