DE3246895C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bilddichte-Unterschei­ dungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1.

In jüngster Zeit ist ein Kopierverfahren so verbessert worden, daß eine Kopie zufriedenstellender Bildgüte von einer nur aus einem Schriftzeichenbild oder einem photographischen Bild bestehenden Vorlage erhalten werden kann. Dabei erfolgt die Unterscheidung nach Schriftzeichenbild und photographischem Bild durch Sichtprüfung, wobei eine Bedienungsperson aufgrund der Sichtprüfung eine entsprechende eigene Betätigungs­ taste für Schriftzeichenbild oder photographisches Bild wählt, um eine entsprechende Kopie anzufertigen. Auf­ grund fehlerhafter Entscheidung oder Fehlbetätigung kann es dabei zu unnötigen Kopiervorgängen kommen.

Wesentlich ist, daß eine Kopie möglichst schnell und wirtschaftlich hergestellt wird; aus diesem Grund wird derzeit sehr verbreitet ein Kopiergerät mit automati­ scher Vorlagenzufuhr (ADZ) eingesetzt. Die beschrie­ bene Bildunterscheidung durch die Sichtprüfung ist da­ her nicht mit der oben genannten Aufgabe vereinbar und kann auch in die Praxis nicht bei einem Kopiergerät, insbesondere einem solchen mit automatischer Vor­ lagenzufuhr, angewandt werden.

Wenn andererseits Bilddaten für Übertragung oder Speicherung verdichtet werden, wie bei Faksimile­ geräten und bei Bilddatenverarbeitung, kann der In­ formationverdichtungswirkungsgrad nicht sicherge­ stellt werden, sofern nicht eine entsprechende Ko­ dierung für Schriftzeichenbild und photographisches Bild angewandt wird. Demzufolge besteht ein Bedarf nach einer Bilddichte-Unterscheidungsvorrichtung aus­ gezeichneter Leistung.

Es ist ein Bildunterscheidungsverfahren bekannt (vgl. nachveröffentlichte JP-OS 57-45564), bei dem eine Vorlage abgetastet, ein Histogramm entsprechend einer Dichteverteilung jedes Punkts auf der Vorlage ge­ bildet und damit die Vorlagenbilder anhand eines Musters des Histogramms unterschieden werden. Ob­ gleich dieses Verfahren für Schriftzeichenbildinfor­ mationen wirksam ist, ergeben sich bei der Anwendung auf ein photographisches Bild Schwierigkeiten.

Eine Lesebereichseinheit (Abtastpunkt) für die Bild­ unterscheidung ist nämlich bei der Vorlagenbildab­ tastung sehr klein. Das bisherige Verfahren ist daher für die Abtastung oder Aufnahme von Abmessung und Ton­ wert einer Linie oder Zeichens eines Schriftzeichen­ bilds sehr günstig, während bei einem photographi­ schen Bild der Tonwert eines Details und eines Punkts oder Flecks eines Rasterbilds erfaßt wird, so daß häufig Fehlunterscheidung vorkommen kann. Das bishe­ rige Verfahren ist zudem für Misch- oder Hybridbil­ der nahezu ungeeignet.

Aus der DE- OS 25 16 332 ist eine Bilddichte-Unter­ scheidungsvorrichtung bekannt, bei der untersucht wird, ob eine Vorlage Schriftzeichenbilder oder pho­ tographische Bilder enthält. Diese Untersuchung wird durch Vergleich mit einem Bezugswert vorgenom­ men. Die bei dem Vergleich erhaltenen Signale werden codiert, wobei von Schriftzeichenbildern abgeleitete Signale in anderer Weise codiert werden als Signale, die aus photographischen Bildern gewonnen sind.

Weiterhin ist aus GB-PS 13 33 838 eine Vorrichtung bekannt, bei der ein gesamtes Bild durch Detektoren verschiedener Abmessungen abgetastet wird, und spezi­ fische Frequenzsignale werden durch Filter entspre­ chend diesen Abmessungen zur Rauchverringerung erhal­ ten.

Schließlich ist in der DE-OS 31 07 521 (ältere An­ meldung) eine Vorrichtung beschrieben, bei der ein Histogramm aus kontinuierlichen Bildsignalen in der Reihenfolge der Abtastung zum zeitabhängigen Lesen gewonnen wird, wobei Lauflängen bzw. Sequenzlängen von weißen Farbwerten und schwarzen Farbwerten für die Diskriminierung des Bildes herangezogen werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine ein­ fach aufgebaute und wenig Raum benötigende Bilddichte­ Unterscheidungsvorrichtung zu schaffen, die eindeutig und zuverlässig zwischen Schriftzeichenbildern, photo­ graphischen Bildern und Hybrid- bzw. Mischbildern zu unterscheiden vermag.

Diese Aufgabe wird bei einer Bilddichte-Unterschei­ dungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansrüchen 2 bis 5.

Die Lichteinfallsfläche eines photoelektrischen Wan­ lerelements ist in der Nähe einer Brennebene ange­ ordnet, auf die das Vorlagenbild mittels einer Auf­ nahmelinse fokussiert wird, und ein der durch die Aufnahmelinse auf die Lichteinfallsfläche geworfenen Lichtmenge an jedem Abtastpunkt entsprechendes Aus­ gangssignal des photoelektrischen Wandlerelements wird elektronisch verarbeitet.

Für einen hohen Verdichtungsgrad eines Vorlagenbilds kann das in einem Bildelement zu speichernde Licht­ signal für das photoelektrische Wandlerelement derart vergrößert werden, daß ein Ausgangstakt des Bildsignals an allen Hauptabtastzeilen des photoelektrischen Wand­ lerelements zur Abtastung der Vorlage einstellbar ist.

Die Bilddichte-Unterscheidungsvorrichtung kann die Güte eines Vorlagenbilds im voraus bestimmen, um eine zufriedenstellende Kopiebildgüte oder wirksame Signal­ verdichtung beim Kopieren einer Vorlage mit einem Bild, bei dem ein Schriftzeichenbild und/oder ein photographi­ sches Bild in einem beliebigen Verhältnis gemischt sind, oder zum Zeitpunkt der Kodierungsverdichtungs­ speicherung zu erzielen.

Dies wird bei der Bilddichte-Unterscheidungsvor­ richtung durch Abtastung der Vorlage mittels eines Festkörper-Bildsensors und Übertragen des erhal­ tenen Bildsignals zu einem Signalverarbeitungsteil dadurch erreicht, daß dann, wenn eine Mindestlese­ breite des Festkörper-Bildsensors mit "a" bezeich­ net wird, das an jeder Vorlagenbild-Lesebereichs­ einheit erhaltene Bildsignal eine Fläche von 4 a² oder mehr besitzt.

Wahlweise kann bei der Bilddichte-Unterscheidungs­ vorrichtung die Abtastgeschwindigkeit des Fest­ körper-Bildsensors in bezug auf die Vorlage variabel sein, so daß damit die Beleuchtung jedes Bildelements des Festkörper-Bildsensors mit dem Lichtsignal pro Zeiteinheit einstellbar ist, um dadurch zwischen verschiedenen Vorlagenbildern zu unterscheiden.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 und 2 a mit einem Fleck einer Seitenlänge von 0,1 mm bzw. eines Durchmessers von 2 mm erhaltene Histogramme zur Verdeutli­ chung der Arbeitsweise einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 2b ein anhand des Histogramms gemäß Fig. 2a abgeleitetes kumulatives Histogramm,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vor­ richtung gemäß der Erfindung,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Signalverarbei­ tungsteils bei der Vorrichtung nach Fig. 3,

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm für das Arbeitsverfahren bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 6a bis 6d bei Anwendung der Erfindung erhaltene Histogramme für verschiedene Vorlagenbilder,

Fig. 7 ein aus Histogrammen von Fig. 6a bis 6d abgeleitetes kumulatives Histogramm,

Fig. 8a und 8b schematische Darstellungen einer Ab­ tasteinrichtung mit Bilddichte-Unterschei­ dungsvorrichtung gemäß einer anderen Aus­ führungsform der Erfindung,

Fig. 9a und 9b graphische Darstellungen zweier bei­ spielhafter Abtastmuster eines erfindungs­ gemäß verwendeten Sensors,

Fig. 10a und 10b eine Aufsicht bzw. eine Seitenan­ sicht einer Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Abtasteinheit zur Durchführung der zickzackförmigen Abtastung nach Fig. 9a,

Fig. 11a und 11b eine Seitenansicht bzw. eine Vorder­ ansicht einer Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Abtasteinheit zur Durchführung der Parallelabtastung nach Fig. 9b,

Fig. 12a ein Histogramm einer Effektivdichte bei der Erfindung,

Fig. 12b eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer kumulativen Größe und dem Unterscheidungsschwellenwert gemäß Fig. 12a zur Unterscheidung zwischen einem Zeilen- und einem Tonwertbild,

Fig. 13 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 14 graphische Darstellungen beispielhafter Vor­ lagenbildsignalmuster in Reckteckwellenform in einem Brennebenenbereich und einem außer­ halb der Brennebene liegenden Bereich,

Fig. 15 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 16a eine Darstellung eines grundsätzlichen Vor­ lagenbildmusters,

Fig. 16b und 16c graphische Darstellungen eines durch Abtastung erzielbaren Dichtesignals,

Fig. 17 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der empfangenen Lichtmenge und einem Ausgangssignal (Spannung) an einem Ladungs­ verschiebeelement,

Fig. 18 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbei­ spiels eines Signalverarbeitungsteils bei der erfindungsgemäßen Bilddichte-Unterscheidungs­ vorrichtung,

Fig. 19 eine schematische Darstellung auf einer modellmäßigen Vorlage vorgesehenen Lese­ bereichseinheit zur Abgabe eines Bild­ signals,

Fig. 20a bis 20c mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhaltene Dichtenhistogramme für die Unter­ scheidung,

Fig. 21a und 21b mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung erzielbare Histogramme,

Fig. 21c ein Beispiel für ein aus den Histogrammen nach Fig. 21a und 21b ableitbares Histogramm zur Verwendung bei binärer Unterscheidung,

Fig. 22 ein Koordinatenreihendiagramm eines Bild­ sensor-Ausgangssignals und

Fig. 23a und 23b Darstellungen zur Veranschaulichung eines Abtastmusters.

Bei der Abtastung eines Vorlagenbilds mit kleiner Flä­ che einer Lesebereichseinheit (im folgenden auch als "Fleck" oder "Punkt" bezeichnet) ergibt sich ein Muster von Werten eines Dichtesignals ("Zeitreihenmuster") in der Weise, daß ein Signal oder einige Signale hoher Dichte im Fall eines Schriftzeichenbildes in der Mehrheit von Signalen niedriger Dichte verteilt sind, während im Fall eines photographischen Bildes ein Muster erhalten wird, in welchem Signale hoher, mittlerer und niedriger Dichte vergleichsweise gleichmäßig verteilt sind.

Beim Zeitreihenmuster einer Effektivdichte des Licht­ signals für die Bilddichte, das durch eine gewisse Vergrößerung der Fleckfläche erzielbar ist, fällt das Signal hoher Dichte im Ver­ gleich zu dem Fall, in welchem das Vorlagenbild zum Auslesen jeweils in Flecken kleiner Fläche abgetastet wird, plötzlich ab. Im Fall eines photographischen Bildes ist da­ gegen die Änderung nicht so stark. Der Unterschied in einer Effektivdichten-Histogrammverteilung infolge der Fleckabmessungen bzw. der Vorlagen-Abtasteinrichtung ist nachstehend konkret beschrieben.

Durch Abtastung des Schriftzeichen-Bildteils und des photographischen Bildteils einer Zeitung mit einer Fleckgröße von 0,1 mm Seitenlänge (0,01 mm²) und einem Fleckdurch­ messer von 2 mm (3,14 mm²) in regelmäßigen Abständen von 1 mm erhaltene Histogramme sind in den Fig. 1 bzw. 2a dargestellt. Das in ausgezogener Linie eingezeich­ nete Histogramm stammt dabei vom Schriftzeichen-Bildteil, während das in gestrichelter Linie eingezeichnete Histogramm vom photographischen Bildteil stammt. Wie aus einem Vergleich zwischen Fig. 1 und Fig. 2a hervorgeht, fällt das Maximum bzw. die Spitze des auf einem Fleck­ durchmesser von 2 mm beruhenden Histogramms im Ver­ gleich zum Maximum im Fall eines Flecks, von 0,1 mm Seitenlänge im Schriftzeichen-Bildteil scharf zur Seite niedriger Dichte hin ab. Beim photographischen Bildteil ist dagegen der Abfall nicht so aus­ geprägt. Die Lage ändert sich nicht sehr stark bei einer Änderung des Abtastintervalls auf 0,3, 0,9, 1,0 oder 1,5 mm, und dies wird somit durch die Größe der Lese­ bereichseinheit bzw. Fleckgröße verursacht. Sodann kann ein Dichteabschnitt des Histogramms beliebig oder willkürlich festgelegt werden, und der Ausschlag des Maximums kann gleichermaßen beobachtet werden. In Fig. 1 und 2a wird eine Dichte von 0,1 für den Dichte­ abschnitt benutzt.

Der Ausschlag des Dichte-Maximumpunkts in einem Histo­ gramm für das Schriftzeichenbild in Richtung niedriger Dichte hängt von der Größe der Lesebereicheinheit für die Vorlage ab und schwankt entsprechend dem Vorlagenbild; er ist je­ doch deutlich statistisch, wenn die Fleckgröße bei 0,01 mm² oder darüber liegt.

Das durch weitere Vergrößerung des Flecks erhaltene Histogramm läßt sich am einfachsten als eine Säule oder Spalte und mit einer Häufigkeit, die eine mittlere Dichte des Vorlagenbilds im Dichteab­ schnitt beinhaltet, ausdrücken. Es läßt sich nämlich als graphische Darstellung des eigentlichen mittleren Dichtewerts des Vorlagenbilds wiedergeben.

Im folgenden ist ein Verfahren zur Unterscheidung des Vorlagenbilds mittels des in Fig. 2a dargestellten Histogramms, das mit einem Fleck von z. B. 2 mm Durchmesser erhalten wurde, beschrieben.

Gemäß Fig. 2a kann eine Bezugsgröße (Bilddichteschwellen­ wert), welche das Schriftzeichenbild und das photographische Bild trennt, bestimmt werden. In Fig. 2a ist ein effektiver Dichtenwert von 0,4 durch die strichpunk­ tierte Linie angegeben. Ersichtlicherweise kann der Bild­ dichteschwellenwert je nach der Fleckgröße variieren.

Sodann wird entweder der Bilddichtenwert an der Seite hoher Dichte oder derjenige an der Seite der niedrigen Dichte abgenommen, wobei eine kumulative Größe der Dichtenhäufigkeit sowohl des Schriftzeichenbildes als auch des photo­ graphischen Bilds an der betreffenden Seite erhalten wird. Fig. 2b ist ein Histogramm, bei dem die kumulative Größe durch Abgriff der Seite hoher Bilddichte abgeleitet worden ist. Die Ordinate in Fig. 2b gibt die kumulative Größe für den Fall an, daß eine Gesamtzahl von Vor­ lagenbild-Abtastzeiten (Gesamtzahl der Abtastpunkte) bei der Aufstellung des Histogramms mit 1 bezeichnet ist. Wie aus Fig. 2b hervorgeht, zeigt die Spitze (Maximum) der Häufigkeit des Histogramms einen Ausschlag nahezu zur Seite der niedrigen Dichte im Schriftzeichenbild; infolgedessen ist die kumulative Größe minimiert bzw. am kleinsten und die kumulative Größe des photographischen Bilds andererseits groß, und die Größen oder Werte beider Bilder sind somit statistisch ver­ wechslungsfrei voneinander getrennt.

Das obige Verfahren bietet die Möglichkeit der Abgabe eines Diskriminiersignals des Vorlagenbilds in binär kodierter Form dafür, ob die kumulative Größe größer oder kleiner ist als der Unterscheidungs-Schwellenwert, anhand der Angabe des Schwellenwerts zum Diskriminie­ ren des Vorlagenbilds im Mittelbereich beider kumulativer Größen der Histogramme. Eine durch die doppelt strichpunktierte Linie angegebene kumulative Größe von 0,3 ist gemäß Fig. 2b als Schwellenwert fest­ gelegt.

Der Schwellenwert für die Bildunterschei­ dung kann dann gleichermaßen durch Ableitung der kumu­ lativen Größe für die Seite niedriger Bilddichte festge­ legt werden, so daß ein Unterscheidungs­ ergebnis für das Vorlagenbild als binär kodiertes Signal ausgesiebt werden kann.

Im folgenden ist eine Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Bilddichten-Unterscheidungsvorrichtung anhand von Fig. 3 beschrieben.

In Fig. 3 sind eine Vorlage 31 und ein durchsichtiger Vorlagenträger 32 dargestellt, der in Pfeilrichtung hin- und hergehend bzw. pendelnd bewegbar ist. Eine Lichtquelle 33 kann aus einer Wolframfadenlampe, einer Natriumdampflampe, einer Leuchtstoffröhre, einer Jodlampe, einer Laserlicht­ quelle, Leuchtdioden o. dgl. bestehen.

Ein Spiegel 34 wirft ein Reflexionsbild von der Vor­ lage auf eine Sammellinse 35 und über letztere auf ein im folgenden auch als "Sensor" bezeichnetes photo­ elektrisches Wandlerelement 36.

Als Sensor 36 sind ein Festkörper-Bildfühler oder -sensor, wie ein Ladungsverschiebeelement (CCD), photoelektrische Wandlerelemente in Form von Photo­ transistoren, Photodioden, CdS-Zellen, auch in Form einer Reihe oder Batterie, sowie ein Scannister bzw. Abtaster oder Bildzerleger verwendbar. Bei Verwendung der Sammellinse 35 ist der Sensor 36 im Strahlengang des durch die Sammellinse 35 fokussierten Reflexions­ bilds von der Vorlage 31 angeordnet. Die Lage des Sensors 36 ist nicht notwendigerweise auf den Brenn­ punkt der Sammellinse 35 zur Vorlagenfläche be­ schränkt. Genauer gesagt: wenn ein optisches Bild der Vorlage mit einer Lesebereichseinheit- bzw. Fleckfläche auf der Vorlagenoberfläche von 0,01 mm² oder mehr oder vorzugsweise von 1-4 mm² abgetastet und ausgelesen wird, werden eine mit einem Schlitz oder Blendenloch versehene Maske zur Einstellung der einfallenden Licht­ menge vor jeden Sensor gesetzt, ein Element mit ge­ eigneter Fläche pro Bildelement als Ladungsverschiebe­ element-Bildsensor verwendet, ein optisches System justiert oder die Einbauposition des Sensors einge­ stellt.

Ein Signalverarbeitungsteil 37 dient zur Durchführung der verschiedenen Signal-Verarbeitungen für die Bild­ unterscheidung bei Eingang eines Bildsignals Se als elektrisches Ausgangssignal des Sensors 36 als Ergeb­ nis seiner photoelektrischen Umsetzung eines dem Vor­ lagenbild entsprechenden Lichtsignals So.

Bei der beschriebenen Vorrichtung kann die Wellenlänge des auf den Sensor auftreffenden Lichts mittels eines Farbfilters eingestellt werden, um die Lichtwellen­ länge entsprechend den Farbbedingungen der Vorlage, wie Farbe des Vorlagenmaterials oder Farbe des Vorla­ genbilds, und den spektralen Wellenlängenbedingungen des von der Lichtquelle gelieferten Lichts zu wählen; wahlweise kann die Wellenlänge mittels eines Prismas beliebig gewählt werden. Gleichzeitig kann ein Infrarotstrahlung ausschaltendes Filter vorgesehen sein.

Bei der beschriebenen Ausführungsform erfolgt die Un­ terscheidung mittels des von der Vorlage reflektierten Lichts, doch kann dafür offen­ sichtlich auch das von der Vorlage durchgelassene Licht benutzt werden.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Signalverarbeitungsteils bei der erfindungsgemäßen Bilddichte- Unterscheidungsvorrichtung.

Die Anordnung nach Fig. 4 enthält einen Meßfühler bzw. Sensor 46 zur Umwandlung des einfallenden Lichtsignals So in ein elektrisches Bildsignal Se, eine Abtast­ schaltung 471 für das Bildsignal Se, einen Analog/Digi­ tal- bzw. A/D-Wandler 472 zum Umsetzen eines Analog­ signals von der Abtastschaltung 471 in ein Digital­ signal, eine aus Mikroprozessoren u. dgl. bestehende Zentraleinheit (CPU) 473 zur Durchführung von Rechen­ vorgängen, Entscheidungen an Datenstatistiken, Umwand­ lung oder Umsetzung usw., einen Randomspeicher (RAM) 474 zum Registrieren und Speichern von Daten von der Zentraleinheit 473 sowie zur Lieferung von gespeicher­ ten Daten zu ihr und einen Festwertspeicher (ROM) 475, in welchem Programme für den Betrieb der Zentraleinheit 473 und anderer Einheiten gespeichert sind.

Weiterhin vorgesehen ist ein Bezugstaktgeber 476 zur Lieferung eines Impulses zur Steuerung der Licht­ empfangszeit des Sensors 46, eines Taktsignals zur Be­ timmung des Betriebstakts der Ab­ tastschaltung 471 und des A/D-Wandlers 472, eines Taktsignals zur Bestimmung des Arbeitstakts der Zentral­ einheit sowie der Datenübermittlung und des Datenab­ rufs usw.

Eine an einem Aufzeichnungsgerät vorgesehene Steuerein­ heit 48 steuert die Aufzeichnungsbedingungen bei Ein­ gang eines Vorlagenbild-Unterscheidungssignals Sb von der Zentraleinheit 473.

In Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm für den Betrieb des Signalverarbeitungsteils dargestellt.

In einem Schritt 1 wird das Lichtsignal So photo­ elektrisch an jedem Fleck einer Größe von 0,01 mm² oder mehr in das elektrische Signal Se umge­ setzt, das dann in einem Schritt 2 abgetastet wird. Das analoge Bildsignal Se wird in einem Schritt 3 einer A/D-Umwandlung unterworfen, und in einem Schritt 4 wird das digitalisierte Bildsignal Se gezählt und zu einem Histogramm zusammengesetzt. Dieses Histogramm wird in einem Schritt 5 entsprechend dem Schwellenwert für die Vorlagenbilddichte, z. B. bei 0,4, in je einen Bereich hoher und niedriger Dichte unterteilt, wobei eine kumulative Größe für jeden Bereich abgeleitet wird. Bei einem Hybridbild aus Schriftzeichenbildteil und photographischem Bildteil, bei dem das Vorlagenbild an jedem Block in Form einer Unterteilung in m × n Teile anstelle der gesamten Vorlage unterschieden bzw. diskriminiert wird, wird durch Zählen der Bezugsblöcke eine Entscheidung (Entscheidung 1) dahingehend durchgeführt, ob die Ab­ tastung des augenblicklich verarbeiteten Blocks be­ endet ist oder nicht. Im negativen Fall wird die Ab­ tastung im Schritt 1 angefordert; im positiven Fall wird der Block in einem Schritt 6 nach Maßgabe eines Unterscheidungsschwellenwerts (z. B. 0,3) nach Schriftzeichenbild oder photographischem Bild diskriminiert. Sodann wird festge­ stellt (Entscheidung 2), ob die Abtastung der gesam­ ten Vorlage oder aller betreffenden Blöcke beendet ist; ist dies nicht der Fall, so wird eine Abtastung im Schritt 1 angefordert, während im positiven Fall ein binär kodiertes Vorlagenbild-Unterscheidungsergebnis an jedem Block in einem Schritt 7 ausgegeben wird.

Bei der Verarbeitung und Entscheidung durch die Zentral­ einheit kann die Sequenz des Schritts 5 und der Ent­ scheidung 1 sowie des Schritts 6 und der Entscheidung 2 auch vertauscht sein. Außerdem können die Entschei­ dungen 1 und 2 nach dem Schritt 4 fortgesetzt werden, und nach Durchführung der Entscheidungen können die Schritte 5, 6 und 7 fortgesetzt werden. Die Sequenz dieser Schritte und Entscheidungen wird im Festwert­ speicher im voraus festgelegt.

In den Fig. 6a bis 6d sind verschiedene Beispiele für mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung diskriminier­ te Vorlagenbilder dargestellt.

Fig. 6a zeigt ein Beispiel für ein mit einem Dichtenab­ schnitt von 0,1 durch Abtastung des Vorlagenbilds mit einem Fleck eines Durchmessers von 2 mm erhaltenes Histogramm.

Fig. 6a zeigt ein Schriftzeichenbild, bei dem die ausge­ zogene Linie für ein Schriftzeichen mit zahlreichen Strichen und die ausgezogene Linie für ein solches mit weniger Strichen stehen. Fig. 6b zeigt ein Beispiel für eine Wetterkarte, bei der die ausgezogenen und ge­ strichelten Linien eine Abtastung mit gelegentlich wechselnder geographischer Breite angeben. Beide er­ scheinen in einem Schriftzeichenbild als Vorlagenbild.

Gemäß Fig. 6c und 6d sind das Brustbild eines Menschen bzw. eine Landschaftsaufnahme als photographisches Bild ge­ wählt; von beiden wird ein Histogramm abgeleitet.

Diese vier Vorlagenteile erscheinen auf einem Blatt, das für die Abtastung in 2 × 2 Blöcke unterteilt wird, wobei das Vorlagenbild an jedem Block dis­ kriminiert wird.

Anhand der Gewinnung der kumulativen Größen der im Bereich hoher Dichte liegenden Dichte­ häufigkeit mittels des als Bezugswert dienenden Dichte­ schwellenwerts einer Dichte von 0,4 in jedem Histo­ gramm wird gemäß Fig. 7 ein Histogramm der kumulativen Größen (a), (b), (c) und (d) entsprechend den Histo­ grammen nach Fig. 6a bis 6c abgeleitet.

Wenn die kumulative Größe 0,3 als Unterscheidungs­ schwellenwert benutzt wird, liegt sie unter dem Schwellenwert für (a) und (b), aber über dem für (c) und (d), so daß das Vorlagenbild im ersteren Fall als Schriftzeichen und im letzteren Fall als photographisches Bild diskriminiert wird (vgl. Fig. 7).

Mit der beschriebenen Vorrichtung kann somit die eingangs angegebene Aufgabe bezüglich Betrieb mit hoher Geschwindigkeit, besserer Wirtschaft­ lichkeit und höherer Bildgüte des Aufzeichnungsgeräts durch Gewährleistung einer eindeutigen Diskriminierung des Vorlagenbilds voll und ganz gelöst werden. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Unter­ scheidung in 2 × 2 Blöcken; die Erfindung ist jedoch nicht unbedingt hierauf beschränkt. Ersichtlicherweise braucht kein Teil in einem festen Block angeordnet zu werden.

In Fig. 8a, in welcher den Teilen von Fig. 3 entspre­ chende Teile mit denselben Bezugsziffern wie dort be­ zeichnet sind, ist schematisch ein Beispiel für eine Bildleseeinrichtung unter Verwendung der erfindungs­ gemäßen Bildunterscheidungsvorrichtung mit einem Auf­ nahme- oder Abtastsystem dargestellt, bei dem ein Lichtsignal vom Vorlagenbild durch einen Festkörper- Bildfühler oder -sensor einer photoelektrischen Um­ wandlung unterworfen und dann zu einem Aufzeichnungs­ gerät übertragen wird. In Fig. 8a ist die Richtung, in welcher sich der Vorlagenträger hin- und herbewegt (Pfeilrichtung), als Nebenabtast­ richtung festgelegt. Bei 16 ist ein Festkörper-Bild­ sensor in Form eines Ladungsverschiebeelements o. dgl. dargestellt, dessen Lichteinfallsfläche genau auf der Brennebene F an der Bildseite der Aufnahme- oder Sammellinse 35 liegt. Dabei handelt es sich um einen Bildsensor, bei dem eine Bildelementreihe oder -zeile rechtwinklig zur Zeichnungsebene liegt.

Beim beschriebenen Abtastsystem liegt die Lichtein­ fallsfläche eines im folgenden als "Sensor" bezeich­ neten photoelektrischen Wandlerelements 171 für die Vorlagen-Bildunterscheidung auf einem Punkt G an einem angenäherten Brennpunkt F₂ der Sammellinse 35 im Strahlengang des von einer kleinen Fläche S der Vorla­ ge 31 emittierten Lichts, das durch die Sammellinse 35 auf den Brennpunkt F gebündelt wird. Der Ausdruck "angenäherter Brennpunkt" bezieht sich dabei auf eine Fläche im Bereich in der Nähe des Brennpunkts bzw. der -ebene; der Sensor 171 kann auch am Brennpunkt an­ geordnet sein.

Der Sensor 171 ist am Punkt G so angeordnet, daß er frei in Hauptabtastrichtung (senkrecht zur Zeichnungs­ ebene) bewegbar ist. Eine Lichtquelle zum Beleuchten der Vorlage für Bildunterscheidung und eine Linse zum Bündeln des Lichts von der Vorlage sind hierbei durch die Lichtquelle 33 und die Aufnahme- bzw. Sammellinse 35 des Aufnahme- oder Abtastsystems er­ setzt.

Bei dem in Fig. 8b dargestellten Ausführungsbeispiel kann ein Spiegel 14 an der Bildseite der Linse 35 in den Strahlengang eingefügt sein. Der Spiegel 14 ist dabei nur dann in die in gestrichelten Linien einge­ zeichnete Stellung bewegbar, wenn dem Sensor 171 eine Dichteninformation für Vorlagenbildunterscheidung eingegeben wird. Der Spiegel 14 kann durch einen halb­ durchlässigen Spiegel ersetzt werden, der in der ge­ strichelt eingezeichneten Stellung angeordnet ist.

Der Sensor 171 kann am Brennpunkt F in dem dem Brennpunkt angenäherten Bereich G angeordnet sein. Ein Tonwert des Vorlagenbilds wird durch Anordnung des Sensors 171 im Annäherungsbereich G ge­ glättet, so daß das Ausgangssignal des Sensors 171 als Mittelwert für die Bilddichte in der Nähe der Lichteinfallsfläche benutzt werden kann. Eine Mittel­ wertschaltung ist daher nicht erforderlich, so daß die Verarbeitungsschaltung einen vereinfachten Aufbau er­ hält.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Vorlage durch Unterteilung in Haupt- und Nebenabtastrichtung in mehrere Blöcke unterteilt. Die Vorlage wird dann auf die in Fig. 9a und 9b dargestellte Weise durch den Sensor 171 insgesamt jeweils in Pfeilrichtung abge­ tastet, wobei ein Ausgangssignal erhalten wird, in welchem das dem Vorlagenbild entsprechende Lichtsignal entsprechend der Abtastung photoelektrisch umgewandelt ist. Die Vorlagenfläche ist dabei gemäß Fig. 9a und 9b in Blöcke bzw. Felder A 11-Amn unterteilt; und das genannte Ausgangssignal wird an allen Blöcken summiert, um dann für die Vorlagenbildunterscheidung an jedem Block statistisch weiterverarbeitet zu werden. In Fig. 9a und 9b sind mit X die Hauptabtastrichtung und mit Y die Nebenabtastrichtung bezeichnet.

Die Fig. 10a und 10b veranschaulichen eine Ausführungs­ form eines Abtasttreibers für den Sensor zur Durchführung der zick-zack-förmigen Abtastung ge­ mäß Fig. 9a. Die Fig. 11a und 11b veranschaulichen ein Beispiel für einen Abtasttreiber für die Parallelab­ tastung gemäß Fig. 9b.

Die Fig. 10a und 10b zeigen den Abtasttreiber für den Sensor 371 zur Vorlagenbildunterscheidung in Aufsicht bzw. in Seitenansicht. Der Abtasttreiber ist dabei auf einen Vorlagenbildleser mit bewegbarem Vorlagenträger angewandt.

Der Sensor 371 ist zwischen der Aufnahme- bzw. Sammel­ linie 35 und dem Festkörper-Bildsensor 36 auf einer Antriebsstange 381 befestigt. Bei 3811 ist eine dreh­ bar auf der Antriebsstange 381 gelagerte und an einem in Hauptabtastrichtung verlaufendem Rahmen 382 montierte Rolle dargestellt. Ein Mitnehmerzapfen 392 ist in einem Langloch 3812 frei verschiebbar. Der Mit­ nehmerzapfen 392 ist an einem Riemen 391 angebracht. Die eine von zwei Rollen bzw. Riemenscheiben 393, über welche der Riemen 391 gespannt ist, ist als Antriebs­ scheibe mit einem Motor 394 verbunden. Der Wellenab­ stand der Riemenscheibe 393 ist etwas größer als die Abtastbreite D, wodurch die Entstehung einer Sinus­ kurve auf einer Abtastlinie am Umkehrpunkt des Mit­ nehmerzapfens 392 vermieden wird. Wenn die Sensor- Abtastung zum Sammeln von Dichteninformationen für den Übergang auf einen Abnahmeprozeß endet, hat sich der Sensor 371 über die Abtastbreite (Vorlagenbreite) hinausbewegt.

Die Abtasthäufigkeit kann durch Einstellung der Dreh­ zahl des Motors 394 und der Zahl der vorgesehenen Sensoren 371 geändert werden. Der Riemen 391 und die Riemenscheibe 393 können auch durch eine Silentkette und Kettenräder ersetzt werden.

Fig. 11a zeigt in Seitenansicht eine andere Ausfüh­ rungsform des Abtasttreibers (Abtasteinheit) zur Durchführung einer Parallelabtastung mittels des Sensors, in Hauptabtastrichtung gesehen, während Fig. 11b eine Seitenansicht der Einheit, in Nebenab­ tastrichtung gesehen, ist.

Gemäß Fig. 11a und 11b ist zwischen der Aufnahme- bzw. Sammellinse 45 und dem Festkörper-Bildsensor 46 ein Spiegel 44 angeordnet. Weiterhin ist mindestens ein Sensor 481 vorgesehen, der an einem Riemen 491 be­ festigt ist und dessen Lichteinfallsfläche gegenüber dem Riemen 491, der um eine durch einen Motor 494 an­ getriebene Riemenscheibe 493 herumgelegt ist, nach außen weist.

Wenn der Riemen 491 jeweils in derselben Richtung an­ getrieben wird, kann entsprechend der Antriebsge­ schwindigkeit und der Zahl der Sensoren 481 eine be­ liebige Zahl von Abtastzeilen pro Längeneinheit der Vorlage festgelegt werden.

Die mittels des Sensors der Abtasteinheit gemäß Fig. 10a bis 11b gesammelte Dichteinformation des Vorlagenbilds wird zum Signalverarbeitungsteil mit einem Sensor-Signalverarbeitungssystem, ähnlich dem­ jenigen gemäß Fig. 4, übermittelt, so daß eine Bild­ unterscheidung für die gesamte Vorlage in einzelnen Blöcken durchgeführt wird.

Das im Signalverarbeitungsteil auf den Sensor 46 auf­ treffende optische Informationssignal wird zu einem Dichte-Histogramm geordnet, das nach einem im Fest­ wertspeicher 475 gespeicherten Verarbeitungsprogramm durch die Zentraleinheit 473 über eine Abtastschaltung 471 und einen A/D-Wandler 472 für die gesamte Vorlage oder für die einzelnen Bildblöcke, in welche die Vor­ lage unterteilt ist, summiert wird.

Fig. 12a zeigt ein Beispiel für das effektive Dichte- Histogramm, das entsprechend dem auf den Sensor 46, dessen Lichteinfallsfläche am Signalverarbeitungsteil annähernd am Brennpunkt angeordnet ist, auftreffenden optischen Informationssignal So aufgestellt ist.

Das Histogramm zeigt eine (bestimmte) Häufigkeit, wenn die Abszisse mit einem effektiven Dichteinter­ vall bei 0,1 und die Ordinate mit einer Abtast­ zahl insgesamt von 1,0 festgelegt sind. Die effektive Dichte wird als solche deshalb bezeichnet, weil das Ausgangssignal des Sensors auf die Vorlagenbilddichte bezogen ist. Das in ausgezogenen Linien eingezeichnete Histogramm stellt ein Beispiel für ein durch Abtastung des Schriftzeichenbilds erhaltene Histogramm dar, während das gestrichelt eingezeichnete Histogramm als Beispiel für die Abtastung des photographischen Bilds steht.

Zur Unterscheidung des Schriftzeichenbilds und des photographischen Bilds anhand des beschriebenen Histogramms wird zu­ nächst eine Bezugsgröße (Dichteschwellenwert) auf einer Dichteachse (Abszisse) nach einem statistischen Gesichtspunkt bestimmt. In Fig. 12a ist die Dichte, die durch die strichpunktierte Linie angedeutet, mit 0,4 vorgegeben. Wenn dann im Bereich mit einer Dichte über oder unter dem Schwellenwert eine kumulative Größe der Frequenz des Schriftzeichenbilds und des photographischen Bilds vor­ liegt, ergibt sich entsprechend dem Schriftzeichenbild und dem photographischen Bild eine Differenz in der kumulativen Größe. Eine kumulative Größe im Bereich der gegenüber dem Schwellenwert (0,4) größeren Dichte ist in Fig. 12b beispielhaft dargestellt. Sodann wird ein durch die doppelt strichpunktierte Linie gemäß Fig. 12b ange­ gebener Vorlagenbild-Unterscheidungsschwellenwert als Bezugsgröße für die Bildunterscheidung oder -diskrimi­ nierung bestimmt, und die Größe der kumulativen Größe wird mit dem Unterscheidungsschwellenwert verglichen; wenn die kumulative Größe den Schwellenwert übersteigt, kann sie als photographisches Bild betrachtet werden, so daß ein Unterscheidungssignal für das Schriftzeichenbild und das photographische Bild in jedem Block mittels des beschriebenen Vergleichs oder mittels einer Binärkodierung ausgegeben werden kann.

Wenn die effektive Fleckgröße auf etwa 3 mm² und die Bezugsdichte zur Ableitung der kumulativen Größe auf 0,2-0,6 gesetzt sind, sollte der Schwellenwert der kumulativen Größe auf 0-0,8 gesetzt werden.

Bei dem in Fig. 13 dargestellten weiteren Ausführungs­ beispiel der Erfindung arbeitet der Bildfühler bzw. -sensor (CCD) 16 mit einem langen Zeilenbild in Haupt­ abtastrichtung, und er wandelt das Vorlagenbild an einem Punkt F₁ auf dem Brennpunkt F photoelektrisch um.

Die Lichtempfangs- bzw. -einfallsfläche des Sensors 171 ist im Strahlengang des Vorlagenbilds an einem Punkt F₂ in der Nähe des Brennpunkts F sowie an einem Punkt F₂′ (gemäß Fig. 13 beispielsweise vorderhalb des Brenn­ punkts F) im angehäherten Brennpunktbereich nahe des Brennpunkts F angeordnet. Dieser angenäherte Brennpunkt­ bereich enthält dabei keine vollkommen mit dem Brennpunkt übereinstimmende Fläche. Ein Bildelement des Vorlagenbilds durchläuft beide Punkte F₂ und F₁ mit einer Zeitverschiebung, so daß eine Schwankung der an der Lichteinfallsfläche des Sensors 171 am Punkt F₂′ empfangenen Lichtmenge aufgrund des Verhältnisses der Querschnittsfläche des Vorlagenbild-Strahlengangs am Punkt F₂ zur Querschnittsfläche an der Lichteinfalls­ fläche auftritt; dabei können jedoch den gesamten Ab­ tastbereich des Vorlagenbilds umfassende Informationen ausgenutzt werden.

Vorlagenbilder mit einer Rechteck-Impulswellenform an den Punkten F₂ und F₂′ sind in Fig. 14 dargestellt. Das Impuls-Muster des Vorlagenbilds am Punkt F₂ ist eindeutig, weshalb eine Mittelwert­ schaltung erforderlich ist, um ein mittleres bzw. durchschnittliches Ausgangssignal entsprechend der durchschnittlichen Dichte bzw. der Vorlagenbilddichte zu erzeugen. Andererseits ist das Signal des Vorlagen­ bilds am Punkt F₂′ trapezförmig mit leichter Wellig­ keit am Scheitel, so daß die Höhe des Signals unver­ ändert als Mittelwert benutzt werden kann. In diesem Fall kann auf die Mittelwertschaltung verzichtet werden.

Die Lichteinfallsfläche des Sensors 171 kann dabei in einer beliebigen Ebene in dem dem Brennpunkt F ange­ näherten Bereich angeordnet sein (mit Ausnahme einer solchen Stelle, in welcher der Lichteinfall auf den Bildfühler 16 für die Bildinformationsübertragung ge­ stört wird), so daß der Sensor 171 nicht unbedingt auf eine bestimmte Einbaulage beschränkt und daher keine besondere Einbaugenauigkeit erforderlich ist. Der Sensor 171 kann somit vergleichsweise einfach in ein bisheriges Aufzeichnungsgerät eingebaut werden.

Wenn der Sensor 171 am Punkt F₂ auf der Brennebene F angeordnet ist, entspricht ein Histogramm bezüglich eines Ausgangssignals (entsprechend der Dichte) des Sensors 171 an einem Abtastpunkt oder -fleck für ein Schriftzeichenbild und ein photographisches Bild demjenigen nach Fig. 1. Wenn andererseits der Sensor 171 am Punkt F₂′ in der Nähe des Brennpunkts bzw. der Brennebene angeordnet ist, entspricht das dabei erhaltene Histogramm dem­ jenigen gemäß Fig. 12a. Auf der Ordinate ist die Häufigkeit aufgetragen, während auf der Abszisse die Effektivdichte bei einer Abtastsumme von 1 aufgetregen ist (Fig. 12a). Wie aus Fig. 12a hervor­ geht, schlägt die Spitze des mittels eines optischen Musters am Punkt F₂′ erhaltenen Histogramms für Schriftzeichen­ bilder im Vergleich zu demjenigen nach Fig. 1 scharf zum Bereich niedriger Dichte hin aus. Für das photographische Bild entspricht andererseits das Histogramm demjeni­ gen gemäß Fig. 12a (bzw. Fig. 1), wobei der Bereich hoher Dichte allgemein, aber nicht so stark zum Be­ reich niedriger Dichte hin abfällt.

Wenn im Effektivdichte-Histogramm gemäß Fig. 12a die Dichte von 0,4 beispielsweise als Schwellenwert selbst vorgegeben ist (strichpunktierte Linie) und eine kumulative Größe der Häufigkeit bei 0,4 oder darüber entsprechend festgelegt ist, ergibt sich ein großer, Unterschied zwischen den kumulativen Größen des Schriftzeichen­ bilds und des photographischen Bilds gemäß Fig. 12b. Durch Fest­ legung eines Schwellenwerts für die Unterscheidung des Vorlagenbilds (im folgenden auch als "Vorlagen­ bild-Schwellenwert" bezeichnet) mit einer zweckmäßigen Höhe der kumulativen Größe kann das photographische Bild somit identifiziert werden, wenn die kumulative Größe den Vorlagenbild-Schwellenwert übersteigt, während das Schriftzeichenbild identifiziert werden kann, wenn diese Größe kleiner ist als der Schwellenwert. In diesem Fall kann der Dichtenschwellenwert gegenüber der Dichte 0,4 zweckmäßig variiert werden.

Wie vorstehend beschrieben, lassen sich einfacher Einbau des Sensors 171 und Weglassung einer Mittel­ wertschaltung realisieren, wenn die Lichteinfallsflä­ che des Sensors 171 in der Nähe der Brennebene für die Abtastung des optischen Informationssignals So angeordnet wird, wodurch die genaue Bildunterscheidung vereinfacht wird.

Die in Fig. 15 dargestellte weitere Ausführungsform der Erfindung enthält ein Farbfilter 15, beispiels­ weise ein Umgebungslicht-Korrektionsfilter, ein Grau­ filter, ein Infrarot-Sperrfilter, ein Prisma oder ein Gitter bzw. Raster zur Einstellung bzw. Bestimmung des Wellenlängenbereichs des Lichtsignals und der Licht­ intensitätsverteilung in Übereinstimmung mit den Farb­ bedingungen und dem Reflexionsfaktor der Vorlage 31 oder der Lichtintensitätsverteilung von der Licht­ quelle 13 und dem Licht-Wellenlängenbereich bzw. der Ansprech-Empfindlichkeit des photoelektrischen Wandler­ elements und dem Empfindlichkeitsbereich; bei der dar­ gestellten Ausführungsform ist für diesen Zweck ein Graufilter vorgesehen. In Abhängigkeit von den Bau­ vorschriften für den Strahlengang können mehrere Spiegel, Filter und Linsensysteme vorgesehen sein.

Als Bildfühler bzw. -sensor 16 kann eine photoelektri­ sche Röhre, eine Photodiode oder ein Phototransistor, ein Halbleiter-Lagenfühler oder ein Bildfühler, wie ein CCD-, MOS-, CID- oder BBD-Element, verwendet werden, welches das ein- oder zweidimensional in eine Anzahl von Bildelementen unterteilte Lichtsignal So gleich­ zeitig vom beleuchteten Vorlagenbereich an jedem Ele­ ment abnimmt.

Zur Einstellung der am Bildsensor 16 ankommenden Licht­ menge kann zusätzlich zu den genannten Filtern an der Lichtquelle 33 ein Leuchtstärkenregler 131 vorgesehen sein, durch den die Menge des emittierten Lichts ein­ stellbar ist. Dieser Regler kann auch in Verbindung mit dem Filter verwendet werden.

Der von der Lichtquelle 33 zum Filter 15 reichende Teil bildet bei diesem Ausführungsbeispiel ein opti­ sches System, während der sich von der Lichtquelle 33 zu einem Sensor 16 erstreckende Teil des Strahlen­ gangs einen photoelektrischen Wandlerteil bildet. Ein Signalverarbeitungsteil 37 besteht aus Bauteilen oder Elementen mit den erforderlichen Verarbeitungs­ funktionen in zweckmäßiger Kombination in Abhängigkeit davon, wie das Vorlagenbild diskriminiert werden soll. Ein Vorlagenbild-Unterscheidungsvorgang wird durch den genannten photoelektrischen Wandlerteil und den Signal­ verarbeitungsteil 37 gemeinsam durchgeführt.

Wenn ein Kopier- oder Aufzeichnungsgerät mit der Bild­ dichte-Unterscheidungsvorrichtung ausgerüstet ist, wird ein Vorlagenbild auf ein photoleitendes, licht­ empfindliches Element dieses Geräts oder einen Bild­ fühler, z. B. ein Ladungsverschiebeelement o. dgl., aufbelichtet, wobei zu diesem Zweck ein optisches System zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungs­ bilds auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Ele­ ments zumindest teilweise benutzt werden kann. Selbst­ verständlich können für den Bildunterscheidungs- und Abnahme- bzw. Abtastvorgang jeweils ein eigenes opti­ sches System und ein eigener photoelektrischer Wandler­ teil vorgesehen werden. Die Abtast- und Aufzeichnungs­ vorgänge sind dabei nicht notwendigerweise auf die vorstehend beschriebenen Vorgänge beschränkt.

Ein Beispiel für ein Schema, bei dem ein durch die Vorlagenbildunterscheidung mittels des Sensors 16 er­ zeugtes Bildsignal Se als Dichte-Ausgangssignal heran­ gezogen wird, ist in Fig. 16a dargestellt.

Fig. 16b veranschaulicht ein Ausgangssignal auf der Grundlage des durch Abtastung der Faksimile-Prüf­ tabelle Nr. 5 erhaltenen Bildsignals Se, deren Grund­ muster in Fig. 16a dargestellt ist und die von der Picture Image Electronics Society festgelegt ist; dieses Signal wird auf einer photoelektrischen Röhre für jede Lesebereichseinheit abgenommen. Die Prüftabelle Nr. 5 enthält ein sich wiederholendes Grundmuster Φ x/3 in Längsrichtung von Fig. 16a, wobei das Bildsignal Se dasjenige ist, bei dem alle Tabellen oder Karten (Φ x längs) abgetastet sind. Es ist als Dichte-Zeitreihendiagramm dargestellt, wobei das Ausgangssignal Se auf der Ordinate und die Abtast­ zeit t auf der Abszisse aufgetragen sind. Zu beachten ist dabei, daß das an jedem Abtastpunkt abgetastete bzw. abgegriffene Dichte-Ausgangssignal innerhalb der Lesebereichseinheit mit einer durchschnittlichen oder mittleren Dichte des Vorlagenbild-Leseteils koinzi­ diert.

Fig. 16c veranschaulicht ein Beispiel für ein Koordi­ natenreihendiagramm, bei dem das Bildsignal Se für alle Bildelemente, die von einem allgemeinen Vorlagen­ bild mittels gleichzeitiger Durchführung der Neben­ abtastung mit Hilfe des CCD-Bildsensors als Sensor 16 erhalten werden und in Hauptabtastrichtung angeordnet sind, in einer Reihe ausgegeben wird. In Fig. 16 be­ zeichnet Φ x die Belichtungszeit des Bildfühlers oder einen Impuls zur Steuerung einer Hauptabtastzeit, während mit Vv ein Ausgangssignal nach dem Empfang des Lichts mit der in Nebenabtastrichtung in jedem Bildelement gesammelten Vorlagenbildinformation be­ zeichnet ist. Hierbei besitzt Vv einen Sättigungswert Vsat; Lichtmenge und Belichtungszeit müssen daher so eingestellt werden, daß der Sättigungswert Vsat nicht überschritten wird.

Wegen des Koordinaten­ reihendiagramms muß zur Gewährleistung eines durch Dis­ kriminieren des Schriftzeichenbilds und des photographischen Bilds erhaltenen Ergebnisses zunächst ein deutlicher Unterschied zwi­ schen dem Schriftzeichenbild und dem photographischen Bild in einem Bild­ ausgangssignal hervorgebracht werden.

Eine Betrachtung des durch Abtastung der Tabelle gemäß Fig. 16a in kleinen Schritten erhaltenen Diagramms zeigt, daß sich das Dichte-Ausgangssignal beim Über­ gang auf den Tabellenteil mit engem Strichabstand ent­ sprechend verschlechtert.

Diese Erscheinung ist von Bedeutung. Wenn sich der Strichabstand in der ab­ getasteten Tabelle oder Karte verkleinert, nimmt ein Vorlagen-Hintergrundteil einen großen Teil der Lese­ bereichseinheit ein, wodurch die Dichte beeinträchtigt wird. Dies ist auf eine Wechselbeziehung zwischen der Zeichenbreite der Vorlage und den Abmessungen der Lese­ bereichseinheit bzw. die Ausdehnung der Abtastfläche zum Abgreifen des Lichtsignals zurückzuführen. Dies ergibt sich nämlich dann, wenn das Vorlagenbild mit einer ver­ größerten Lesebereichseinheit abgetastet wird.

Das vom beschriebenen Diagramm ableitbare Dichte- Häufigkeitshistogramm entspricht demjenigen gemäß Fig. 2a, während das abgeleitete Histogramm für Frequenz und kumulative Größe demjenigen nach Fig. 2b entspricht.

Die vorstehend beschriebene Erscheinung und Verarbei­ tung ist besonders zweckmäßig für den Bildsensor in Form eines Ladungsverschiebeelements oder dergl., und sie kann durch Sammeln und Ausgeben einer Vielzahl von Hauptabtastzeileninformationen bei einer Relativbe­ wegung zwischen Vorlage und Sensor realisiert werden.

Als Möglichkeit zur Unterscheidung eines Schriftzeichenbilds von einem photographischen Bild ist es äußerst zweckmäßig, die Abtastflächeneinheit wie in dem Fall zu vergrößern, in welchem die Abmessungen der Lese­ bereichseinheit vergrößert werden.

Genauer gesagt: hierbei wird die am Sensor gesammelte Lichtmenge vergrößert, so daß die Erscheinung berück­ sichtigt werden muß, daß sich die den Sensor beauf­ schlagende Lichtmenge im Vergleich zu der Lichtmenge am Sensor vergrößert, die bei der Abtastung des Vor­ lagenbilds mit einer möglichst kleinen Abtastflächen­ einheit zur Gewährleistung einer zweckmäßigen Auflösung des Vorlagenbilds anliegt.

Die Beziehung zwischen der am Sensor anliegenden Licht­ menge und dem Ausgangssignal ist jedoch im allgemeinen im Bereich kleiner Lichtmengen linear, doch verkleinert sich ein Inkrement des Ausgangssignals zum Inkrement der Lichtmenge mit zunehmender empfangener Lichtmenge, wobei die Beziehung zwischen beiden die Form einer Kurve annimmt und sich schließlich auf Null sättigt.

Fig. 17 veranschaulicht die Beziehung zwischen der vom CCD-Lichtsensor empfangenen Lichtmenge und einem Ausgangssignal (bzw. Ausgangsspannung) aufgrund der Lichtmenge. Auf der Ordinate ist dabei die Ausgangs­ spannung V aufgetragen, die Abszisse gibt die empfange­ ne Lichtmenge E an, und es sind weiterhin ein Spannungs­ sättigungspunkt Vsat und ein Spannungs- bzw. Licht­ sättigungspunkt Esat zu Vsat eingezeichnet. Die Aus­ gangsspannung vergrößert sich dabei nicht mit einer Zunahme der empfangenen Lichtmenge auf Esat oder darüber, so daß ihre Bedeutung als Signal verloren­ geht.

Es wird die an jedem Bildelement des Sensors empfangene, als Bild-Ausgangssignal dienende Lichtmenge aufgespeichert, weshalb die Bildsignal-Ausgangsspannung am CCD-Bildsensor durch entsprechende Einstellung der Lichtintensität des Lichtsignals So auf dem Span­ nungssättigungspunkt Vsat oder darunter gehalten wer­ den muß.

Zur Einstellung der Lichtintensität des Lichtsignals So wird eine zweckmäßige Zahl von Filtern, Prismen oder Rastern bzw. Gittern in das beschriebene optische System eingefügt oder die Lichtquelle wird mit einem Lichtintensitätsregler, etwa einem Transformator, versehen. Die gleichzeitige Verwendung der genannten Einheiten bietet sich ebenfalls an.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 15 ist als Licht­ quelle 33 eine mit einer Spannung von 80 V arbeitende Halogenlampe (Nennspannung 100 V), als Filter 15 ein Neutraldichtefilter 0,7 und ein CCD- bzw. Ladungsverschiebeelement-Bildsensor als Sensor 16 vorgesehen. Der Signalverarbeitungsteil für die vom CCD-Bildsensor gelieferten Bildsignale ist so ausgelegt, daß er in Abhängigkeit vom erwähnten Bildsignal ein Dichte-Häufigkeits-Histogramm und sodann ein akkumuliertes Häufigkeits-Histogramm aufstellt und ein Vorlagenbild-Unterscheidungsausgangssignal liefert. Der Signalverarbeitungsteil ist in Fig. 18 in Block­ schaltbildform dargestellt.

Gemäß Fig. 18 enthält die Anordnung einen photoelektri­ schen Wandlerteil mit einem Ladungsverschiebeelement, wobei das Lichtsignal So einer photoelektrischen Um­ wandlung in ein Bildsignal Se unterworfen wird. Die Anordnung enthält weiterhin eine Abtastschaltung 52 sowie einen Schalter 53 zur Übertragung und Verteilung des abgegriffenen Signals Se zu einem nachgeschalteten analogen Schieberegister 54. Je nach den Abtasterfordernissen für das Vorlagenbild kann eine beliebige Zahl analoger Schieberegister 54 vorgesehen sein. Ein A/D-Wandler dient zum Summieren des Signals Se und zu seiner Umsetzung in ein Digitalsignal. Eine Zentraleinheit (CPU) 56, etwa ein Mikroprozessor o. dgl., führt Rechenoperationen von Datenstatistiken, Umset­ zungen usw. sowie Entscheidungen durch. Ein Festwert­ speicher (ROM) 57 speichert Betriebsprogramme für die Zentraleinheit 56 sowie andere Programme, während ein Randomspeicher (RAM) 58 zum Sammeln und Speichern der Daten von der Zentraleinheit 56 und zur Lieferung von Daten zu letzterer dient. Ein Taktsteuerteil 59 dient zur Steuerung der Lichtempfangszeit des Ladungsverschie­ beelements bzw. Bildsensors 51 und zur Erzeugung eines Taktsignals für die Bestimmung des Arbeitstakts der Abtastschaltung 52, des Schalters 53 und des analogen Schieberegisters 54 sowie eines steuernden Taktsignals zur Bestimmung des Takts der Rechenoperation, der Datenübermittlung oder des Datenabrufs der Zentral­ einheit 56.

Bei dieser Ausführungsform wird die Lichtintensität durch das Neutraldichtefilter bzw. Graufilter auf etwa 1/5 eingestellt; eine Auslesezeit in Nebenabtastrichtung wird zur Vergrößerung der effektiven Lesegröße vergrößert oder verlängert, so daß stets eine stabile Vorlagenbild-Unterscheidung mit hoher Genauigkeit und hoher Zuverlässigkeit ge­ währleistet werden kann.

Im folgenden ist anhand von Fig. 19 ein Beispiel für den Fall beschrieben, in welchem ein Abtast- bzw. Lesebereich zur Nachahmung der Vorlagenoberfläche in Erweiterung an­ geordnet ist.

Wenn die Vorlage in Hauptabtastrichtung (Richtung x) in n-Einheiten Aÿ (A11) und die Nebenabtastrichtung (Richtung y) in m-Einheiten Aÿ (A11) unterteilt ist, liefert der Lese- bzw. Abtastbereich für jede Einheit Aÿ (A11) ein Bildsignal. In diesem Fall kann eine Bildelementbreite (eine Lesebreiteneinheit) in Hauptabtastrichtung durch ein Bildelement des CCD- Bildsensors oder durch eine Anzahl von Bildelementen gebildet sein. Für eine Einheit der Lesebreite (Ab­ tastbreite) in Nebenabtastrichtung muß eine optimale Breite in Abhängigkeit von den verschiedenen Vorlagen oder Aufzeichnungssystemen ermittelt werden, wobei diese Breite durch Änderung einer Hauptabtastperiode eingestellt werden kann.

Es wird das pro Bildelement effektiv auf den Sensor auftreffende Lichtsignal durch Vergrößerung der Abtastbereicheinheit (Lese­ fläche) vergrößert, um an der Vorlagenfläche ein Bildausgangssignal zu erhalten, welches der Lese­ bereichseinheit der Abtastung und Ablesung des Vorlagen­ bilds entspricht, nämlich durch Verlängerung der Haupt­ abtastperiode mittels der Relativgeschwindigkeit der Vorlage in Nebenabtastrichtung, während der Sensor un­ beeinflußt bleibt, wodurch die Unterscheidung zwischen einem Schriftzeichenbild und einem photographischen Bild begünstigt wird. Ein bei der Bilddichte-Unterscheidungsvorrichtung in der Praxis anhand eines Bildsignals er­ haltenes Dichte-Histogramm ist in den Fig. 20a und 20b dargestellt.

Die Fig. 20a und 20b veranschaulichen Dichte-Histo­ gramme als Ergebnis einer Abtastung einer Schriftzeichenbildvorlage bzw. einer photographischen Bildvorlage. Fig. 20c veranschaulicht ein Histogramm aus kumulativen Größen, die auf die in Verbindung mit Fig. 1 beschriebene Weise erhalten wurden und welche den Unterschied zwischen einem Schriftzeichenbild und einem photographischen Bild deutlich aufzeigen.

Zu diesem Zweck wird eine Rechenoperation zum Vergleichen der Daten dieses Histogramms mit dem Unterscheidungs- bzw. Diskriminier-Schwellenwert (z. B. 0,3) im Signal­ verarbeitungsteil durchgeführt, wobei ein Diskriminier- Ausgangssignal geliefert wird. Im Fall eines Kopier­ geräts o. dgl., das mit der vorstehend beschriebenen Bilddichte-Unterscheidungsvorrichtung ausge­ rüstet ist, wird ein im Randomspeicher der Vorrichtung gespeichertes und gesammeltes Vorlagenbild-Unterschei­ dungsergebnis in den Steuerteil für den Kopiervorgang des Kopiergeräts eingegeben, um für die Einstellung der Bedingungen für zumindest Abnahme- bzw. Aufnahme-, Vorlagenbildbearbeitungs-, Kodier- und Speicher- und/ oder Vorlagenbildaufzeichnungsvorgang im Kopierprozeß zur Verbesserung der Bildgüte herangezogen zu werden, wobei dieses Ergebnis weiterhin zur Benutzung im optischen System oder im photoelektrischen Wandlerteil entsprechend der Ausgestaltung des Bildaufnahmevorgangs und des Aufzeichnungsvorgangs während des Kopierens zur Verfügung steht. Die Zentraleinheit, der Random­ speicher oder der Festwertspeicher, die für die Vorla­ genbildunterscheidung benutzt werden, können dann mit etwas erweiterter Funktion im Steuerteil für den Kopier­ vorgang angeordnet sein, um bei diesem entsprechend zusammenzuwirken. Das Vorlagenbild-Dichtenausgangs­ signal wird als Zeitreihenausgangssignal entsprechend der Lichtmenge von einem vorgegebenen Einheitsabschnitt aufgrund der Abtastung der Vorlage an einen Festkörper- Bildfühler oder -sensor (Ladungsverschiebeelement- Bildsensor o. dgl.) geliefert.

Für die Diskriminierung des Vorlagenbilds ist weiterhin ein Diskriminier- bzw. Unterscheidungsverfahren erfor­ derlich, mit dem der Unterschied zwischen einem Schriftzeichenbild und einem photographischen Bild deutlich hervorgehoben werden kann. Wenn das aus feinen, zeilenartigen Zeichen be­ stehende Schriftzeichenbild ausgelesen und an jeden Abschnitt konstanter Größe angelegt wird, steht die Breite eines Einheitsabschnitts zum Auslesen (Vorlagenbild-Lesebereichs­ einheit) entsprechend nahezu der Breite einer feinen Linie in bezug auf die Haupt- und Nebenabtastrichtung zur Verfügung, um ein Vorlagenbild-Dichtenausgangs­ signal entsprechend der Dichte der feinen Linien oder Zeilen und der Vorlagen-Hintergrunddichte zu liefern.

In diesem Fall vergrößert sich mit zunehmender Breite der Lesebereichseinheit der Beitrag des letztere umfas­ senden Hintergrundteils, so daß die Effektivdichte be­ einträchtigt wird und sich somit eine Häufigkeit, deren Maximum (Scheitel) im Vorlagenbild-Reihenausgangssignal für ein Bildelement des Festkörper-Bildsensors er­ scheint, entsprechend verkleinert. Diese Erscheinung wird noch deutlicher, wenn die Vorlage in ihrem Bild einen großen Anteil an freiem Hintergrund enthält. Infolgedessen erhöht sich die Frequenz, bei welcher das Vorlagenbild-Ausgangssignal eine niedrige Ausgangs­ größe besitzt.

Beim Schriftzeichenbild nimmt andererseits die Tendenz zu einer Vergrößerung der erwähnten niedrigen Leseausgangsfre­ quenz ab, wenn sich der Beitrag des Hintergrundanteils mit zunehmender Zeichenbreite des Schriftzeichenbilds verklei­ nert. Das photographische Bild entspricht dann als Grenze der Tendenz dafür, daß die Zeichenbreite groß wird, wobei sich in einem Ausgangssignal des photographischen Bilds die niedrigere Ausgangsgröße verringert und die hohe Lese- Ausgangsfrequenz vergrößert.

Es ist daher zweckmäßig, die Breite einer im folgenden einfach als "Größeneinheit" bezeichneten Vorlagenbild- Lesebereichseinheit (zur Abtastung) auf eine konstante Größe oder darüber als Möglichkeit zur Trennung von Schriftzeichenbild und photographischem Bild zu erweitern.

Wenn andererseits die Mindestlesebreite eines Festkör­ per-Bildsensors "a" entspricht, entspricht das Bild­ element der Breite "a" einer Einheit bzw. der Breite einer Größeneinheit. Infolgedessen vergrößert oder verkleinert sich ein Ausgangssignalpegel mit hoher Frequenz im Reihenausgangssignal für ein Schriftzeichenbild oder ein photographisches Bild entsprechend einer Änderung der Breite "a".

Im allgemeinen wird ein Festkörper-Bildsensor für Bildsignalauslesung bzw. -abtastung, Abnahme und Auf­ zeichnung mit dem optischen System so eingestellt und angeordnet, daß er die feinsten Zeilen oder Linien der Vorlage eindeutig zu erfassen vermag. Wenn daher dieser Bildfühler im Zusammenhang mit der Vorlagen­ bilddiskriminierung eingesetzt wird, zeigt eine Ver­ teilung oder Trennung (Häufigkeit) des Ausgangssignal­ pegels aufgrund eines Unteschieds zwischen dem die feinsten Linien aufweisenden Schriftzeichenbild und dem photographischen Bild einen deutlichen Unterschied, indem dieser Abstand in Nebenabtastrichtung in bezug auf ein Bild­ element auf das Doppelte der Mindestlesebreite "a" und außerdem die Fläche entsprechend zwei benachbarten Bildelementen in Hauptabtastrichtung (bzw. in der Richtung, in welcher der Festkörper-Bildsensor ange­ ordnet ist) als Einheitsabschnitt bzw. Größeneinheit für das Auslesen oder Abtasten festgelegt wird. In Ab­ hängigkeit von der Art der jeweiligen Vorlage sind ein und dieselben Zeilenbilder jeweils unterschiedlich, weshalb eine Fläche von 4 a² oder mehr als Abtast-Größeneinheit festgelegt werden muß.

Die Fig. 21a bis 21c veranschaulichen das mit einer Bilddichte- Unterscheidungsvorrichtung erzielte Ergebnis bei der Lieferung eines Unterscheidungs- bzw. Diskriminier­ ausgangssignals anhand eines Ausschlags aufgrund eines Unterschieds zwischen einem Schriftzeichenbild und einem photographischen Bild in Form eines Dichte-Häufigkeits-Histogramms für das Vorlagenbild-Dichteausgangssignal.

Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Mindestlese­ breite "a" (Lese- oder Abtastdichte) des Festkörper- Bildsensors 8 Punkte/mm sowohl in Haupt- als auch in Nebenabtastrichtung. Das Vorlagenbild wird mit einer Lesebereichsgröße von 1 mm² in beiden Abtastrichtungen ausgelesen oder abgetastet, wobei ein Dichte-Häufigkeits-Histogramm erhalten wird. Die Fig. 21a, 21b und 21c veranschaulichen jeweils ein Histogramm für ein phtographisches Bild, ein photographisches Bild bzw. ein Schriftzeichenbild. Ein Vergleich dieser Figuren zeigt einen deutlichen Ausschlag bzw. Unterschied. Eine Grenze für die Unterscheidung des photographischen Bilds vom Schriftzeichenbild wird je nach Betriebsart, Aufzeichnungssystem usw. als Dichte-Schwellenwert bestimmt. In Fig. 21a und 21b ist eine mit einer strichpunktierten Linie bezeichnete Dichte von 0,4 als Dichte-Schwellenwert festgelegt.

In Fig. 21c ist ein Fall veranschaulicht, in welchem eine kumulative Größe der normalisierten Dichte in einer den Schwellenwert (0,4) übersteigenden Dichten­ zone als graphische Darstellung für die kumulative Häufigkeit wiedergegeben ist. In Fig. 21c stehen a 1 als Beispiel für die kumulative Größe des photographischen Bilds und b 1 als Beispiel für die kumulative Größe eines Schriftzeichen­ bilds. Wie aus dieser Figur hervorgeht, entsprechen die Höhen der Histogramme für photographisches Bild und Schriftzeichenbild jeweils einer unterschiedlich großen Zahlenanhäufung. Eine Zwischenzahlengröße, die keiner dieser Anhäufungen zugeordnet ist, ist als Be­ zugswert (Unterscheidungsschwellenwert) angegeben; an­ hand der Tatsache, daß die jeweilige Höhe über oder unter dem Unterscheidungsschwellenwert liegt, kann das photographische Bild vom Schriftzeichenbild unterschieden werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Unterscheidungs­ schwellenwert mit 0,3 vorgegeben. Im Fall eines zusam­ mengesetzten Bilds bzw. Hybridbilds wird die Vorlage in zahlreiche, jeweils zu diskriminierende Blöcke unterteilt, wobei an jedem Block ein binär kodiertes Unterscheidungs­ signal erhalten wird.

Wie vorstehend beschrieben, wird mit einer Bilddichte-Unter­ scheidungsvorrichtung, die eindeutig nach Maßgabe des Unterschieds des Vorlagenbild-Zeitreihenausgangssignals und des Dichte-Häufigkeits-Histogramms zwischen einem Schriftzeichenbild und einem photographischen Bild zu unterscheiden vermag, eine Lese- bzw. Abtast-Größeneinheit an der Vorlage von 4 a² oder darüber bei einer Mindestlesebreite "a" eines Festkörper- Bildsensors als Bezugswert festgelegt. Dabei handelt es sich um eine Verbesserung der Bildgüte sowie der Ver­ dichtungsgüte bei der Verdichtungsspeicherung des Vorla­ genbilds, während eine bessere Wirtschaftlichkeit bzw. ein besserer Wirkungsgrad durch Speicherung eines Bild­ unterscheidungsergebnisses während einer erforderlichen Zeitspanne gewährleistet wird.

In der Mehrheit der Fälle, in denen eine Vorlage unab­ hängig vom Bildsignaleingang oder von der Vorlagenbilddis­ kriminierung auf einen Festkörper-Bildsensor ausgelesen wird, führt ein eindimensionaler Zeilenbildsensor eine Abtastbewegung gegenüber der Vorlage durch. Dabei ist es möglich, den Bildsensor bei feststehender Vorlage in einer Abtastbewegung zu führen oder umgekehrt die Vorlage zur Abtastung relativ zum feststehenden Bild­ sensor zu bewegen. Der Antrieb des Bildsensors oder die Geschwindigkeit zur Übertragung des Lichtsignals, das auf ein den Bildsensor bildendes Bildelement geworfen wird, werden entsprechend der gewünschten Aufzeichnungs- oder Kopiebildgüte der Aufzeichnungsgeschwindigkeit usw. eingestellt. Dadurch wird die Eingabe- oder Eingangszeit des Lichtsignals pro Bildelement bestimmt. Zur Lieferung des Bildsignals muß insbesondere eine Hauptabtastung zur Gewährleistung besserer Auflösung schnell beendet werden, und die Zahl der Nebenabtastschritte muß möglichst ver­ größert werden.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Bildsensor zusammen mit einem Bildsensor zur Anlegung bzw. Abnahme des Bildsignals verwendet wer­ den. In diesem Fall bleibt ein Bezugstakt, der für den Antrieb (einschließlich Kraftübertragung) des Bildsensors möglich ist, zum Zeitpunkt des Bildsignaleingangs unver­ ändert, während dagegen die Abtastgeschwindigkeit in Neben­ abtastrichtung vergrößert wird und damit das einem Bild­ element des Bildsensors eingegebene Lichtsignal des Vor­ lagenbilds insgesamt keine nennenswerte Änderung seiner Lichtmenge erfährt. Da jedoch die Abtaststrecke pro Zeit­ einheit in Nebenabtastrichtung länger gewählt ist, wird in der Lichtinformation die jedesmal anzulegende oder einzugebende Bildelementinformation ensprechend akkumu­ liert. Der beschriebene Zustand entspricht demjenigen, bei dem eine große Vorlagenbild-Lese- bzw. -Abtastgröße vorliegt, so daß eine außerordentlich gute Wirkung be­ züglich der Vorlagenbildunterscheidung gewährleistet wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel arbeitet der genannte Bildsensor mit einem schlanken bzw. schmalen Bildelement auf der Oberfläche der Vorlage, deren Bild­ breite, in Hauptabtastrichtung der Vorlage gemessen, der Bildelementbreite in Pfeilrichtung entspricht. Bei diesem Bildsensor kann es sich beispielsweise um einen Ladungs­ verschiebeelement-Zeilenbildsensor handeln. Eine Abtastbreite, durch die Nebenabtastgeschwindigkeit in Nebenabtastrichtung bestimmt, ist als Abtasteinheit (Vorlagenbild-Lesebereichseinheit) festgelegt; das Licht­ signal So wird dabei in den Abtasteinheiten in das Bild­ signal Se umgesetzt.

Das an jedem Bildelement des Bildsensors anliegende Lichtsignal So wird entsprechend der auf jedes Element jedes Bildsensors auftreffenden Lichtmenge E oder ent­ sprechend dem Produkt aus der Intensität I des auftreffen­ den Lichts und der Einfallszeit t photoelektrisch in eine Spannung umgesetzt, die das Bildsignal jedes Bildelements darstellt. Der Frequenzgang der Lichtmenge E des Licht­ signals So und des Bildsignals Se (Spannung V) entspricht demjenigen gemäß Fig. 17. Die Einfallszeit t des von jedem Vorlagenbildelement reflektierten Lichts entspricht dabei der Zeitspanne, während welcher die Abtasteinrichtung die Nebenabtastung durchführt.

Wie dargestellt, ist in einer Kurve, welche die Beziehung zwischen der auf jedes Bildelement des Bildsensors auf­ treffenden Lichtmenge und der Ausgangsspannung darstellt, eine obere Grenze Esat der Lichtmenge E entsprechend dem Sättigungspunkt Vsat vorhanden. Damit das Bildsignal Se signifikant ist, muß daher eine Einstellung in der Weise vorgenommen werden, daß das an jedem Bildelement des Bildsensors abgenommene Licht über die gesamte Abtastzone der Vorlage hinweg nicht die obere Grenze Esat erreicht. Dieses Signal wird dann beispielsweise zu einer Signal­ verarbeitungseinheit oder einem analogen Schieberegister übertragen.

In Fig. 22 stehen Vv für ein Ausgangssignal des Bild­ sensors und Φ x für einen Impuls zur Bestimmung von Anfang oder Ende einer Hauptabtastung des Bildsensors, wobei die Impulsdauer Φ x das Bildsignal Se für eine Hauptab­ tastung angibt. Die gestrichelte Linie bezeichnet den Pegel bzw. die Höhe des Sättigungspunkts Vsat an einem Bildelement des Bildsensors. Die Größe Vv im Koordinaten­ reihendiagramm gemäß Fig. 22 gibt somit ein Zeitreihen- Ausgangssignal abhängig von der Dichte an.

Die Länge (Zeitbreite) in Nebenabtastrichtung der Ab­ tasteinrichtung, die ein Abtastsignal Vv bildet, kann be­ liebig oder willkürlich durch Einstellung der Nebenab­ tastgeschwindigkeit als Relativgeschwindigkeit des Bild­ sensors gegenüber der Vorlage bestimmt werden. Dement­ sprechend kann ein Diagramm aufgestellt werden, in wel­ chem eine Konstante und eine Abtastausgangssignalgruppe Vv in Nebenabtastrichtung an jedem Bildelement in Zeilen­ richtung des Bildsensors zusammengehäuft, zusammenaddiert und gemittelt sind. Das eine Abtastausgangssignal Vv wird weiterhin in Hauptabtastrichtung unterteilt oder divi­ diert und kann in der Reihenfolge an jeder Unterteilung eingesetzt werden. Die Vorlage kann in eine Vielzahl von Blöcken unterteilt werden, die in Nebenabtastrichtung mit­ einander kombiniert bzw. zusammengefaßt werden.

Wenn ein Zeitreihen-Ausgangssignal (Diagramm) des Bild­ signals Se auf diese Weise abgeleitet wird, sind ver­ schiedene Verfahren für die Vorlagenbildunterscheidung durch statistische Signalverarbeitung denkbar, so daß verschiedene Arten von Bildunterscheidungsvorrichtungen realisierbar sind.

Beispielsweise kann ein anderes Histogramm für Dichten­ frequenz, Scheitelabstandsfrequenz oder Maximalfrequenz­ größe anhand des obigen Diagramms entwickelt werden. In diesem Histogramm sind Dichte, Scheitelabstand oder Maxi­ malgröße in bezug auf einen Schwellenwert (spezifische bzw. Vorgabegröße) für eine Änderung des Vorlagenbilds (Bildgüte) verteilt, wobei die Häufigkeit in dem über oder unter dem Schwellenwert liegenden Bereich angehäuft sind und die auf diese Weise erhaltene kumulative Häufigkeits­ größe mit einem getrennt statistisch abgeleiteten Be­ zugswert (Unterscheidungsschwellenwert) verglichen wird, so daß auf diese Weise festgestellt werden kann, ob das Vorlagenbild ein Schriftzeichenbild oder ein photographisches Bild ist.

In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Vorlagen­ bildunterscheidung oder -diskriminierung anhand eines Dichte-Häufigkeits-Histogramms erfolgen.

Dabei wird als Bildsensor ein Ladungsver­ schiebeelement verwendet, während der Aufbau der photo­ elektrischen Wandlereinheit mit dem Ladungsverschiebe­ element demjenigen nach Fig. 3 entspricht und weiterhin der Signalverarbeitungsteil für das vom Ladungsverschiebe­ element gelieferte Bildausgangssignal den Aufbau gemäß Fig. 18 besitzt.

Wenn die Spitzen- oder Scheitelabstandshäufigkeit vom Zeit­ reihen-Bildausgangssignal für die Vorlagenbildunterschei­ dung abgeleitet wird, wird die Breite der Abtasteinrichtung in Nebenabtastrichtung (y-Richtung gemäß Fig. 23a) durch Einstellung der Nebenabtastgeschwindigkeit auf die in Fig. 23a gezeigte Weise bestimmt, wobei anhand der Ein­ stellung des Abtastbereichs in Nebenabtastrichtung auf ein von der Abtastschaltung 52 und vom Zeitsteuerteil 59 geliefertes Taktsignal hin der Abtastabschnitt durch den schraffierten Bereich Ai (i = 1, 2, ..., m) gemäß Fig. 23a festgelegt ist. Das Bildsignaldiagramm in jedem Abschnitt Ai wird in einem ähnlichen Zustand wie im Fall von Fig. 3 erhalten und verarbeitet, um den Scheitelabstand und die Häufigkeit des Auftretens der Scheitel zu ermitteln.

Anhand des oben beschriebenen Diagramms wird sodann ein Dichte-Häufigkeits-Histogramm mit einer Dichte von 0,1 als (Bezugs-)Einheit erhalten, welches die Hauptabtastzeilen­ zone überspannt, wie dies in Fig. 23 veranschaulicht ist. Auf der Ordinate ist dabei eine normalisierte Häufigkeit auf­ getragen.

Das durch Abtastung der Faksimile-Prüfkarte oder -tabelle Nr. 2 gemäß Picture Image Electronics Society als Beispiel für ein Schriftzeichenbild erhaltene Histogramm ist ähnlich dem­ jenigen gemäß Fig. 20a, während das von einem Brustbild eines Menschen als Beispiel für ein photographisches Bild erhaltene Histogramm demjenigen gemäß Fig. 20b ähnlich ist.

Wie aus einem Vergleich von Fig. 20a mit Fig. 20b hervor­ geht, zeigen die Histogramme für das Schriftzeichenbild und das photographische Bild einen deutlichen Ausschlag, wobei eine Linie entsprechend einer Dichte von 0,4 als Vorgabe­ wert angegeben sein kann (vgl. strichpunktierte Linie in Fig. 20a und 20b). Eine noch genauere Unterscheidung des Unterschieds im Vorlagenbild läßt sich erreichen, wenn ein Histogramm aufgestellt wird, in welchem die Dichtehäufigkeit des Schriftzeichenbilds und des photographischen Bilds in dem Bereich (an der rechten Seite der jeweiligen Figur), die eine größere Dichte als der Schwellenwert von 0,4 besitzt, akkumuliert bzw. angehäuft werden, wie dies in Fig. 20c veranschaulicht ist. In Fig. 20c ist auf der Ordinate eine kumulative Größe der normalisierten Häufigkeit aufgetragen; die Histogramme (a) und (b) entsprechen denen, die anhand des Schriftzeichenbilds gemäß Fig. 20a bzw. des photographischen Bilds gemäß Fig. 20b gewonnen wurden.

Ein ähnliches Histogramm kann für Schriftzeichenbilder und photographische Bilder unter Verwendung einer normalisierten Dichte von 0,3 gemäß der doppelt strichpunktierten Linie in Fig. 20c als Unterscheidungs-Schwellenwert (Bezugswert) zum Dis­ kriminieren zwischen Schriftzeichenbild und photographischem Bild aufgestellt werden, wobei das photographische Bild dem über 0,3 hinausreichen­ den Histogramm und das Schriftzeichenbild dem niedrigeren Histo­ gramm entspricht.

Eine ähnliche Unterscheidung des Vorlagenbilds kann durch Aufstellen eines kumulativen Histogramms für einen klei­ neren Dichtenbereich als dem genannten Dichtenschwellen­ wert erfolgen.

Bei einem weiteren Verfahren zur Vorlagenbildunterschei­ dung wird die Hauptabtastrichtung (x-Richtung gemäß Fig. 23b) der Vorlage auf die in Fig. 23b gezeigte Weise an jedem einzelnen Bildelement oder an mehreren Bildelementen des Ladungsverschiebeelement- Bildsensors unterteilt, wobei für jeden Unterteilungsab­ schnitt Aÿ (i = 1, 2, ..., m; j = 1, 2, ..., n) als Ab­ tast- bzw. Lesebereichseinheit ausgegeben wird. Die Abtast­ zeit in Nebenabtastrichtung wird durch Änderung der Ab­ tastgeschwindigkeit eingestellt, so daß die Vorlagenbild- Lesebereichseinheit erzielt wird, die für die betreffende Vorlagenbildunterscheidung optimal ist.

Eine Anzahl der genannten unterteilten bzw. Einzelab­ schnitte Aÿ werden zu einem Block zusammengefaßt und das Vorlagenbild kann jeweils am betreffenden Block diskrimi­ niert werden. Im Fall eines Hybrid- bzw. Mischbilds, bei dem sowohl Schriftzeichenbilder als auch photographische Bilder gemischt sind, läßt sich außerdem auch die Anordnung und das Verhältnis, in welchem die beiden Bildarten gemischt sind, erfassen, so daß auf diese Weise eine ausgezeichnete Vorlagen-Bild­ unterscheidung erreicht wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel können Vorlagenbilder auch anhand einer Scheitelabstandshäufigkeit oder einer Maximal­ haufigkeitszahl anstelle der Dichtehäufigkeit diskriminiert werden.

Claims (6)

1. Bilddichte-Unterscheidungsvorrichtung mit:

• - einer Abtasteinrichtung zum Abtasten des Bildes einer Vorlage,
• - einer Umsetzereinrichtung zum photoelektrischen Umsetzen eines Lichtsignales, das durch die Ab­ tasteinrichtung gewonnen ist und das der Dichte des Bildes in einer Lesebereichseinheit entspricht, in ein elektrisches Bilddichtesignal und
• - einer Leseeinrichtung zum Lesen des Bilddichtesi­ gnales,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Leseeinrichtung das Bilddichtesignal ent­ sprechend einer vorgegebenen Fläche einer Lesebe­ reichseinheit von 0,01 mm² oder mehr liest und dabei die verschiedenen gleichgroßen Lesebereichs­ einheiten, in die das Bild der Vorlage unterteilt ist, nacheinander zu lesen vermag,
• - eine Diskriminiereinheit mittels der gelese­ nen Bilddichtesignale unterscheidet, ob das Bild der Vorlage vornehmlich Bilddichtesignalen niedri­ ger Bilddichte (Schriftzeichenbild) oder Bild­ dichtesignalen mit etwa gleich verteilter Bild­ dichte (photographisches Bild) entspricht,
• - wobei die Bilddichtesignale des Bildes der Vorla­ ge verarbeitet werden, um ein Bilddichtehisto­ gramm zu erhalten, und ein kumulativer Wert der Bilddichtesignale über oder unter einem spezifi­ schen Bilddichteschwellenwert im Histogramm als Unterscheidungskriterium erhalten wird.

2. Bilddichte-Unterscheidungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlage in eine Anzahl von Blöcken unterteilt ist und daß das Bild­ dichtesignal des Bildes der Vorlage für jeden Block zum Diskriminieren zwischen verschiedenen Bildern der Vorlage verarbeitbar ist.

3. Bilddichte-Unterscheidungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzer­ einrichtung ein photoelektrisches Wandlerelement zur Abnahme des Lichtsignales und zur Erzeugung des elektrischen Bilddichtesignals aufweist, und daß die Abtasteinrichtung die Vorlage in einer Richtung der zur Bewegung des photoelektrischen Wandlerelements senkrechten Nebenabtastrichtung während der Bewegung des photoelektrischen Wandlerelements in der Haupt­ abtastrichtung abtastet.

4. Bilddichte-Unterscheidungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteinfallsflä­ che des photoelektrischen Wandlerelements in einem angenäherten Brennpunktbereich in der Nähe eines Brennpunkts, auf den das Vorlagenbild mittels einer Aufnahmelinse fokussiert wird, angeordnet ist und daß ein der durch die Aufnahmelinse auf die Lichtein­ fallsfläche geworfenen Lichtmenge an jedem Abtast­ punkt entsprechendes Ausgangssignal des photoelektri­ schen Wandlerelements elektronisch verarbeitet wird.

5. Bilddichte-Unterscheidungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesebereichseinheit 1 bis 4 mm² beträgt.