DE3219211C2

DE3219211C2 -

Info

Publication number: DE3219211C2
Application number: DE3219211A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Shiota; Kenji Minami-Ashigara Kanagawa Jp Suzuki; Takashi Tokio/Tokyo Jp Fukui
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1981-05-25
Filing date: 1982-05-21
Publication date: 1990-09-06
Also published as: JPS57192941A; DE3219211A1; JPH0376449B2; US4542984A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines unscharfen photographischen Bildes.

Bei der Herstellung von Kopien von photographischen Vorlagen soll von unscharfen Vorlagen keine Kopie angefertigt werden. Zur Automatisierung des Kopiervorgangs muß also zunächst auf automatischem Wege ein unscharfes photographisches Bild von einem scharfen Bild unterschieden werden.

Hierzu ist es bereits bekannt, das Bild einer Vorlage abzutasten und die erhaltenen Signale einer Fourier-Transformation zu unterwerfen. Anhand der Spektralkomponenten wird überprüft, ob eine vorgegebene Frequenz über- oder unterschritten wird. Mit Hilfe eines Schwellenwertes wird dann eine Entscheidung darüber gefällt, ob eine unscharfe Vorlage vorhanden ist oder nicht.

In der CH-PS 5 74 623 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der die Transparenz eines Bildes mittels einer Lichtmeßvorrichtung gemessen wird, die eine Maske mit kleiner Öffnung aufweist. Die Frequenz oder das Ausmaß der Dichteänderungen zwischen zwei benachbarten Bildelementen ist ein Maß für die Schärfe bzw. Unschärfe des Bildes. Maßgeblich ist also bei der bekannten Vorrichtung die Kürze des Weges, innerhalb dessen die Änderung in der Schwärzung auftritt, nicht aber der Absolutbetrag der Änderung der Schwärzung.

Damit hängt das bekannte Verfahren in starkem Maß von der Geschwindigkeit ab, mit der die photoelektrische Vorlage in bezug auf die Lichtmeßeinrichtung bewegt wird.

In der DE-26 54 943 A1 ist eine Vorprüfung von Kopiervorlagen für photographische Bilder beschrieben, bei der ein optischer Meßstrahl und eine Meßvorrichtung mit einem Lichtempfänger vorgesehen sind. Durch teilenweises Abtasten der Vorlage werden die Gradienten des Dichteverlaufs zwischen benachbarten Punkten miteinander verglichen. Die gewonnenen Signale werden durch unterschiedliche elektronische Frequenzfilterung auf zwei getrennten elektrischen Wegen weiterverarbeitet. Schließlich wird ein aus beiden Signalwegen gebildeter Quotient mit einem Schwellenwert verglichen.

In der DE-31 11 960 A1 wurde von der Anmelderin bereits eine Vorrichtung zum Feststellen eines unscharfen photographischen Bildes vorgeschlagen, die ermittelt, ob die beim Messen der Filmdichte mit unterschiedlichen Meßflächen ermittelten Dichteunterschiede kleiner als ein Vorgabewert sind.

Bei den bekannten Lösungswegen ergeben sich möglicherweise Probleme bei kontrastarmen Bildern. Unabhängig davon, ob eine scharfe oder eine unscharfe Photographie vorliegt, gelangt wegen des geringen Kontrasts an unterschiedlichen Abtastpunkten jeweils nur eine geringfügig unterschiedliche Lichtmenge durch die Filmvorlage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ermitteln eines unscharfen photographischen Bildes anzugeben, bei dem auch kontrastarme Bilder hinsichtlich der Schärfe oder Unschärfe mit zufriedenstellender Sicherheit beurteilt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dadurch, daß der Kontrast mitberücksichtigt wird, ist es möglich, daß auch kontrastarme Bilder dann noch als ausreichend scharf beurteilt werden, wenn die aus den Differenzwerten gewonnenen Kriterien ohne Berücksichtigung des Kontrasts zu der Beurteilung "unscharf" führen würden.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden nun zusammen mit Vorteilen anhand von Ausführungsformen näher erläutert. In den beigefügten Zeichnungen zeigt

Fig. 1A-1D graphische Darstellungen der gemessene Dichten und Dichten-Differenzen bei einem scharfen Bild,

Fig. 2A bis 2D graphische Darstellungen ähnlich denen in den Fig. 1A-1D, jedoch für ein verschwommenes oder unscharfes Bild;

Fig. 3 die Verteilungskurve der Dichtedifferenzen

Fig. 4 eine Skizze zum Veranschaulichen der Methode der Abtastung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, und

Fig. 5 eine Kennliniendarstellung zum Aufzeigen der Beziehung zwischen der gemessenen Verteilung der Dichte-Differenzen und der Summe örtlicher Kontraste, wobei eine Grenzlinie unscharfe Bilder von scharfen Bildern trennt.

Gemäß der Erfindung wird die Dichte eines auf einem photographischen Film aufgenommenen Bildes gemessen, indem der Reihe nach mit zwei photographischen Systemen abgetastet wird, die verschiedene Meßflächen aufweisen, und eine unscharfe photographische Abbildung wird festgestellt aus der Beziehung zwischen der gemessenen Verteilung der Dichte-Differenzen zwischen zwei gemessenen Werten und den Kontrastwerten, die man durch Summieren der über dem gesamten photographischen Film gemessenen örtlichen Kontraste erhält.

Der Brennpunkt eines Kameraobjektives wird normalerweise so eingestellt, daß das Objekt scharf aufgenommen wird. Da sich das Objekt im allgemeinen etwa in der Mitte eines Bildes befindet, wird daher vorzugsweise der Mittelteil des Bildes abgetastet, um festzustellen, ob das Bild unscharf ist.

Die Fig. 1A-1D zeigen die Messung von Dichten eines scharfen Bildes. Dabei wird typisch der Dichteverlauf wie in Fig. 1A erhalten, bei dem eine scharfe Kante in einem richtigfokussierten bzw. scharfen Bild eine hohe Dichtedifferenz aufweist. Wenn ein solches Bild von zwei photometrischen Systemen mit verschieden großen Meßflächen abgetastet und gemessen wird, wird die mit kleinerer Meßfläche gemessene Dichte wie in Fig. 1B erhalten, während die mit einer größeren Meßfläche gemessene Dichte wie sie in Fig. 1C dargestellt verläuft, also als allmählich ansteigende Kurve. Die Meßfläche kann beispielsweise bei dem einen System 0,1 bis 0,3 mm² und bei dem anderen 1 mm² sein.

Die Differenz zwischen den Dichten, wie sie von den beiden Systemen mit verschiedenen Meßflächen gemessen werden, wird durch die in Fig. 1D gezeigte Kurve dargestellt. Allgemein wird diese Differenz zwischen zwei gemessenen Dichten größer für ein scharfes Bild und die Amplitude der Kurve wird zu einem großen Wert. Diese Dichtedifferenzen werden verarbeitet, um die Anzahl bzw. Werte zu zählen, die in Bereichen auftreten, die durch eine vorbestimmte Dichteamplitude klassifiziert sind. Trägt man die Dichtedifferenz auf der Abszisse und die Anzahl bzw. Werte auf der Ordinate auf, erhält man die in Fig. 3 gezeigte charakteristische Kurve I.

Fig. 2A bis 2D zeigen die Messung eines Bildes des gleichen Gegenstandes wie in den Fig. 1A bis 1D, wobei das Bild jedoch unscharf ist. Da die Dichteänderung im Fall eines unscharfen Bildes an der Kante allmählich vor sich geht, kommt es zu der in Fig. 2A gezeigten Kurve. Wenn die Abbildung der Kante von zwei photometrischen Systemen mit verschiedenen Meßflächen gemessen wird, erhält man zwei allmählich ansteigende Kurven, wie sie in den Fig. 2C und 2B gezeigt sind, und Differenz ist nur so groß, wie sie in Fig. 2D gezeigt ist. Daraus erhält man die in Fig. 3 gezeigte charakteristische Kurve II. Wie die Kennlinien I und II der Fig. 3 erkennen lassen, besteht ein klarer und deutlicher Unterschied zwischen den Kurven der gemessenen Verteilung für ein scharfes Bild und ein unscharfes Bild. Bilder mit einem geringen Kontrast zwischen der maximalen und der minimalen Dichte oder sogenannte kontrastarme Negativfilme, die auf der gesamten Fläche keine kontrastreichen Kanten oder Ränder aufweisen, könnten jedoch anhand der Unterschiede gemäß Fig. 3 als unscharf beurteilt werden, obwohl sie durch richtige Scharfstellung entstanden sind.

Die Erfindung sieht ein Verfahren vor, bei dem Daten an dem gesamten Bild kombiniert werden. Fig. 4 zeigt das Verhältnis zwischen dem Abtastbereich 2 der beiden für die Erfindung verwendeten photometrischen Systeme, und einem Negativfilm 1. Ferner zeigt Fig. 4 die kleineren Bildelemente 3 und die größeren Bildelemente 4, die zu den kleineren Elementen konzentrisch sind, und diese beiden Elemente sind Abtastpunkte innerhalb des Bereichs 2. Die kleineren und die größeren Bildelemente 3, 4 sind so gemacht, daß sie auf dem selben Abtastpunkt auf dem Negativbild 1 optisch gemessen werden, d. h., mit einer größeren und einer kleineren Meßfläche. Die gesamte Fläche des Abtastbereichs 2 kann beispielsweise dadurch abgetastet werden, daß der Reihe nach alle Spalten i eine nach der anderen abgetastet werden. Wenn die gemessene Dichte in Spalte i und in Reihe j im kleineren Bildelement 3 mit DS _ÿ bezeichnet wird und die gemessene Dichte in Spalte i und Reihe j im größeren Bildelement 4 mit DL _ÿ bezeichnet wird, erhält man die Differenz Δ D _ÿ zwischen den Bildelementen durch die folgende Gleichung (1).

Δ D _ÿ = DL _IJ - DS _ÿ (1)

Δ D _{max · n} stellt den n-ten Differenzwert Δ D _ÿ dar im Abstand n (1 < n m/2) vom Maximum und wird aus allen m Abtastpunkten gebildet. Er wird auf der Ordinatenachse nach Fig. 5 aufgetragen. Der Kontrast DB wird als Absolutwert, nämlich als Dichteunterschied zwischen zwei jeweils benachbarten Abtastpunkten entweder mit größerer Meßfläche oder mit kleinerer Meßfläche gemäß folgenden Formeln gemessen:

oder

Der Wert DB, den man aus der zuvor angegebenen Gleichung (2) oder (3) erhält, wird auf der Abszissenachse als Kontrastwert aufgetragen, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Dann kann man mit der Beziehung zwischen einem solchen Wert und der Dichtedifferenz Δ D _ÿ den Bereich scharfer Bilder, wie er mit der Bezugsbezeichnung AF gezeigt ist, und den Bereich unscharfer Bilder, wie er durch die Bezugsbezeichnung NF gezeigt ist, bestimmen. Dies deswegen, weil der Wert DB die Summe der lokalen Kontraste eines Bildes angibt. Mit anderen Worten, je größer der Kontrast ist, um so größer wird der Wert DB, während die Dichtedifferenz Δ D _ÿ die Intensität der Kanten oder Ränder im Bild anzeigt.

Es kann daher eine Grenzlinie 5 vorbestimmt werden, um den scharfen Bereich AF vom unscharfen Bereich NF abzugrenzen. Jeder Negativfilm kann leicht und rasch darauf hin beurteilt werden, ob die Bilder auf ihm scharf oder unscharf sind, und zwar einfach durch Auftragen seines charakteristischen Punktes P in der Darstellung D _{max · n} - DB in Fig. 5. Wenn die Unschärfe in einem einzigen Bild zunimmt, kann man die in Fig. 5 gezeigte charakteristische Kurve III erhalten. Diese Kurve zeigt, daß das Bild im Punkt P₁ richtig scharf ist, daß es aber im Punkt P₂ auf der Grenzlinie liegt und in den Punkten P₃ und P₄ vollständig unscharf wird.

Für 35-mm-Filme kann die Meßfläche der größeren und der kleineren Bildelemente vorzugsweise 1 mm² bzw. 0,1 bis 0,3 mm² sein. Ferner kann man die kleine Meßfläche in den Abmessungen verringern, damit sie für feine Muster paßt. Es ist zu bevorzugen, in kleineren Abtastintervallen abzutasten, und es wird so abgetastet, daß sich die größeren Bildelemente nicht überlappen. Die Abtastung kann entweder gleichförmig über die gesamte Oberfläche durchgeführt werden oder mit einer größeren Häufigkeit im mittleren Teil. Obwohl bei dem zuvor erwähnten Beispiel auf der Ordinatenachse die Dichten-Differenz Δ D _ÿ am n-ten Wert vom Maximum aus aufgetragen wird, kann sie der Mittelwert der Dichten-Differenzen vom Maximum zum n-ten Wert sein. Zudem kann der auf der Abszissenachse aufgetragene Kontrastwert die Dichten-Differenz zwischen irgendwelchen benachbarten Punkten mit einem geeigneten Intervall dazwischen sein. Es kann beispielsweise sein:

Oder man kann ihn sogar soweit vereinfachen, daß er die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert entweder von DL _ÿ oder von DS _ÿ ist.

Claims

1. Verfahren zum Ermitteln eines unscharfen photographischen Bildes,
bei dem die Dichte des auf einem photographischen Film aufgenommenen Bildes mit zwei Meßvorrichtungen mit unterschiedlich großen Meßflächen jeweils an mehreren Abtastpunkten gemessen wird, und
für jeden Abtastpunkt ein Differenzwert zwischen der mit großer und mit kleiner Meßfläche gemessenen Dichte gebildet wird, und durch Summieren von über die gesamte Bildfläche gemessenen Dichteunterschieden zwischen verschiedenen Abtastpunkten ein mittlerer Kontrastwert für das gesamte Bild ermittelt wird, und
durch die Verteilung der Differenzwerte und des mittleren Kontrastwerts ein charakteristischer Punkt bestimmt wird, dessen Lage zu einer vorgegebenen Grenzlinie, die zwischen einem Punktebereich für scharfe Bilder und einem Punktebereich für unscharfe Bilder liegt, eine Aussage über die Schärfe des photographischen Bildes liefert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anzahl m (< 2) der von den Meßvorrichtungen gemessenen Abtastpunkte der charakteristische Punkt entweder durch den Mittelwert der absoluten Werte oder den Mittelwert der n (1 ≦ n < m/2) absoluten Werte vom Maximum aus bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anzahl von m (< 2) der von den Meßvorrichtungen gemessenen Abtastpunkte der charakteristische Punkt durch den n-ten Absolutwert vom Maximum aus bestimmt wird (1 ≦ n < m/2).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ermitteln des Kontrastwerts die Summe der Absolutwerte der Dichteunterschiede zwischen zwei benachbarten Abtastpunkten verwendet wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ermitteln des Kontrastwerts die Differenz zwischen einem Maximum und einem Minimum der Dichte verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß DL _ÿ die mit großer Meßfläche gemessene Dichte in Spalte i und Reihe j und DS _ÿ die mit kleiner Meßfläche gemessene Dichte in Spalte i und Reihe j ist,
daß Δ D _ÿ = DL _ÿ - DS _ÿ die Differenz der gemessenen Dichte mit großer und kleiner Meßfläche ist,
daß Δ D _{max · n} den n-ten Differenzwert Δ D _ÿ darstellt, im Abstand n (1 < n m/2) vom Maximum, das aus allen m Abtastpunkten gebildet wird und auf einer ersten Achse eines Koordinatensystems aufgetragen wird, und
daß der Kontrast DB als Absolutwert, nämlich der Dichteunterschied zwischen zwei jeweils benachbarten Abtastpunkten, entweder mit größerer Meßfläche oder mit kleinerer Meßfläche gemessen und auf einer zweiten Achse des Koordinatensystems aufgetragen wird, und daß unscharfe Bilder auf dem photographischen Film anhand der Lage von D _{max · n} und DB ermittelt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zuvor in einer durch die erste und durch die zweite Achse definierten Zone die Grenzlinie (5) aufgezeichnet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert oder

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßflächen je quadratisch gemacht werden.