DE3309949C2

DE3309949C2 -

Info

Publication number: DE3309949C2
Application number: DE3309949A
Authority: DE
Inventors: Josef Berger; Thomas Landsiedel; Wolfgang 8000 Muenchen De Ruf
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1983-03-19
Filing date: 1983-03-19
Publication date: 1990-05-10
Also published as: DE3309949A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildverarbeitungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-PS 29 02 134 ist eine Fehlerkompensierungsvorrichtung für eine Festkörper-Bildabnehmervorrichtung bekannt, bei der die ungünstige Auswirkung von mit Fehlern behafteten Festkörper-Bildabnehmerelementen in einem Fernsehbild dadurch kompensiert wird, daß ein Signal, welches ein fehlerhaftes Bildabnehmerelement kennzeichnet, durch ein anderes Signal ersetzt wird, welches einem nicht fehlerhaften Bildabnehmerelement entspricht.

Aus der DE-PS 27 14 777 ist eine optoelektronische Wandlerstufe mit einer Vielzahl von Wandlerelementen bekannt, deren Ausgangssignale bildpunktweise aufbereitet werden durch Zuführen von in einem Speicher abgespeicherten Korrektursignalen. Dies ist jedoch nur anwendbar auf Wandlerelemente, deren Ausgangssignale durch z. B. Multiplikation mit einem Faktor noch korrigierbar sind, was aber nicht für alle fehlerhaften Wandlerelemente gilt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, außerhalb eines zulässigen Toleranzgebietes liegende Signale der Bildwandlerelemente nicht nur durch Signale von anderen Bildwandlerelementen zu ersetzen, sondern soweit als möglich durch Korrekturmaßnahmen zu verbessern. Dies soll in möglichst einfacher Weise erfolgen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß mit Hilfe eines einzigen Speichers Korrektursignale gespeichert werden, welche hinsichtlich ihres Signalinhaltes in zwei Gruppen unterteilt werden. Mittels der ersten Gruppe der Korrektursignale wird die ungleichmäßige Empfindlichkeit der Elemente, z. B. durch ein zur Gesamtempfindlichkeit reziprokes Signal korrigiert. Die Korrektursignale werden dadurch ermittelt, daß in einem vorangehenden Meßvorgang bei gleichmäßiger Beleuchtung der Wandlerelemente die erhaltenen Wandlerelement-Signale mit einer Toleranzstufe verglichen werden, wobei dann die außerhalb des Toleranzbereiches liegenden Signalwerte in dem Speicher abgespeichert werden. Die die zweite Gruppe kennzeichnenden Signale für die sogenannten Fehlstellen der nicht korrigierbaren Wandlerelemente weisen einen besonderen Code auf und dienen zur Betätigung der Schaltstufe. Durch die Unterteilung der Korrektursignale in zwei Gruppen ist der Vorteil gegeben, daß die Anzahl der benötigten Korrektursignale- Speicherstellen gering gehalten wird, daß hierdurch die Speicherplätze auf die nicht korrigierbaren Wandlerelemente beschränkt bleiben und daß die übrigen Wandlerelemente, die außerhalb des Toleranzbereiches liegen, hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit korrigiert werden. Die Verwendung eines einzigen Speichers ist ausreichend.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel und

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel.

Gemäß Fig. 1 ist mit 1 ein CCD-Abtaster bezeichnet, der als CCD-Streifen oder -Zeile ausgebildet ist und eine vorgegebene Anzahl von z. B. 1024 lichtempfindlichen Elementen aufweist. Zur Abtastung eines Bildes wirkt mit der CCD-Zeile eine optische Ablenkeinrichtung zusammen, die das abzutastende Bild mit einer vorgegebenen Abtastfrequenz streifen- bzw. zeilenweise auf der CCD-Zeile abbildet.

Mit 3 ist ein Oszillator bezeichnet, dessen Frequenz fs einer Taktaufbereitungsschaltung 4 zugeführt wird. Die Taktaufbereitungsschaltung liefert sowohl Steuer- bzw. Taktimpulse für den CCD-Abtaster und weitere Auswertestufen als auch Synchronimpulse für die Horizontal- und Vertikalsteuerung der beteiligten Schaltungsanordnungen. Der CCD-Abtaster 1 erhält von der Taktaufbereitungsschaltung 4 über eine Leitung 5 Zeilenimpulse mit einer Frequenz fx. Außerdem erhält er über eine Steuerleitung 6 Bildpunktimpulse mit einer Bildpunktfrequenz f _T.

Dem CCD-Abtaster 1 ist eine CCD-Analog-Verarbeitungsstufe 7 nachgeschaltet. Von der CCD-Analog-Verarbeitungsstufe 7 führt eine Signal- bzw. Steuerleitung zu einer Korrekturstufe 8, die auch als PRNU-Korrekturstufe bezeichnet wird. Der Begriff "PNRU" bedeutet "Pixel Response Non Uniformity", was zum Ausdruck bringt, daß es sich bei dieser Stufe um eine Korrekturstufe handelt, in der die ungleichmäßige Empfindlichkeit der einzelnen Bildpunktsensoren bzw. Bildpunktelemente ausgeglichen wird. Durch die PRNU-Korrekturstufe 8 wird eine Pegelanpassungsstufe 9 angesteuert, der ein Analog-Digital-Wandler 10 nachgeschaltet ist. Vom Analog- Digital-Wandler 10 führt eine Signal- oder Steuerleitung 11 zu einem Multiplexer 12, über den die Bildpunktsignale einer Video-Verarbeitungsschaltung 13 zugeführt werden.

Mit 14 ist ein Speicher bezeichnet, welcher entweder als RAM-, ROM-Speicher oder als EPROM-Speicher ausgebildet ist. Seine Speicherkapazität ist gleich der Zahl der Bildpunktelemente des CCD-Abtasters 1. Der Korrekturwertspeicher 14 speichert diejenigen Bildpunktsignale einzelner Bildpunkte des CCD-Abtasters 1, welche hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit außerhalb eines zulässigen Toleranzbereiches bzw. Toleranzschlauches liegen. Die Adresse dieser einzelnen zu korrigierenden Bildpunktelemente wird in einem Adressenzähler 15 festgestellt, der über eine 10-Bit-Verbindung mit dem Korrekturwertspeicher verbunden ist. Außerdem wird der Korrekturwertspeicher über eine Taktleitung 16 mit Horizontal-Taktimpulsen versorgt. Der Adressenzähler 15 wird über eine Taktleitung 17 mit Datentaktimpulsen getaktet, die die Frequenz f _D aufweisen, welche doppelt so groß ist wie die Bildpunktfrequenz f _T.

Zur Einspeicherung der Korrektursignale von außerhalb des Toleranzbereiches liegenden CCD-Bildsensorelementen wird der CCD-Abtaster 1 über die Abbildungseinrichtung 2 durch konstantes Licht einer Lichtquelle 18 bestrahlt, welche durch eine Steuerschaltung 19 beeinflußt wird. Die einzelnen Bildpunktsignale der CCD-Analog-Verarbeitungsstufe 7 werden einem Analog-Digital-Wandler 20 zugeführt, dessen Digital-Signalwerte bildpunktweise in einer Vergleichsstufe 21 mit digitalen Sollwerten einer Sollwertstufe 22 verglichen werden. Die außerhalb des Toleranzfeldes liegenden Bildpunktsignale werden im Takt f _D in den Korrektur-Signalwertspeicher 14 eingelesen.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, den vorhandenen Analog-Digital- Wandler 10 auszunutzen. Hierbei wird anstelle des Analog-Digital-Wandlers 20 der bereits vorhandene Analog-Digital-Wandler 10 mit der Vergleichsstufe 21 verbunden.

Die PRNU-Korrekturstufe 8 wird zu diesem Zweck mittels eines Umschalters 23 vom Korrekturwertspeicher 14 abgetrennt und in eine Meßstellung 24 überführt, in der der Multiplikator der PRNU-Stufe gleich "1" ist. Dies bedeutet, daß die Bildpunktsignale unkorrigiert von der CCD-Analog-Verarbeitungsstufe 7 zur Pegelanpassungstufe 9 und zum Analog- Digital-Wandler 10 gelangen.

Der Korrekturwert-Signalspeicher 14 ist außerdem mit einem UND-Gatter 24 verbunden, dessen Ausgang mit dem Multiplexer 12 verbunden ist.

Mit 25 ist eine Verzögerungsschaltung bezeichnet, die aus Schieberegistern besteht und die die Bildpunktsignale zeitlich um 1 Bit verzögern.

Die Funktionsweise ist nun folgende:
Zunächst wird die Ermittlung und Einspeicherung von Korrekturwertsignalen für die einzelnen CCD-Wandlerelemente beschrieben. Zu diesem Zweck wird der CCD-Abtaster 1 mit konstantem Licht der Lichtquelle 18 beleuchtet. Im Takt der Datenfrequenz f _D werden die einzelnen Bildpunktsignale über die Analog-Verarbeitungsstufe 7 und die auf den Multiplikator 1 eingestellte PRNU-Stufe 8 dem Analog-Digital-Wandler 10 zugeführt. Im Takt der Datenfrequenz f _D werden die einzelnen Bildpunktsignale mit Sollwertsignalen in der Vergleichsstufe 21 verglichen. Diejenigen Bildpunkte, deren Bildpunktsignale hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit außerhalb des Toleranzbereiches liegen, werden über die 4-Bit-Ausgangsleitung der Vergleichsstufe 21 dem Korrekturspeicher 14 zugeführt und abgespeichert. Der Signal-Code ist so gewählt, daß alle Signale zwischen "0000" und "1110" Korrektursignale für die PRNU-Korrekturstufe 8 sind, während die Signalkombination "1111" kennzeichnend für solche Bildpunktelemente ist, die nicht korrigierbar sind. Diese Signalkombination dient zur Beeinflussung des Gatters 24 und damit zur Betätigung des Multiplexers 12 und damit zur Wirksamschaltung der Verzögerungsschaltung 25.

Nach der Einspeicherung der Korrekturwerte für die zu korrigierenden Bildpunktsignale im Korrekturwertspeicher 15 wird der Schalter 23 in die gezeigte Stellung überführt. Die Vergleichsstufe 21 liefert keine Ausgangssignale mehr in den Korrekturwertspeicher 14, da ein nicht dargestellter Schalter vom Meßbetrieb auf Abtastbetrieb umgeschaltet ist.

Im normalen Abtastbetrieb sind die den einzelnen Bildpunktelementen zugeordneten Korrekturwerte, sofern sie den Toleranzwert überschreiten, im Korrekturwertspeicher 14 eingespeichert. Während des Abtastbetriebes werden im Takt der Datenfrequenz f _D im Zuge des Bildpunktsignalflusses bei zu korrigierenden Bildsignalen Korrektursignale aus dem Korrekturwertspeicher 14 ausgelesen und der PRNU-Korrekturstufe zugeführt, in der das analoge abgetastete Bildpunktsignal mit einem Korrekturwert multipliziert wird. Die im Analog-Digital-Wandler 10 gewandelten Bildpunktsignale werden dann im Multiplexer 12 über den Zweig M 1 geleitet und der Video-Verarbeitungsschaltung 13 zugeführt.

Wenn nun ein Korrekturwertsignal den Wert "1111" aufweist, signalisiert dies, daß das zugeordnete Bildpunktsignal nicht korrigierbar ist und daß ein unkorrigierbares Bildpunktelement abgetastet wird. Dies bedeutet, daß das UND-Gatter 24 durchgesteuert wird und der Multiplexer 12 in seine andere Schaltstellung überführt wird. Bei Feststellung eines nicht korrigierbaren Bildpunktsignals tritt über die Verzögerungsschaltung 25 in den Multiplexer 12 ein Bildpunktsignal ein, welches infolge der zeitlichen Verschiebung um ein Bit dem Bildpunktsignal des vorhergehenden Bildpunktelementes entspricht. Dies bedeutet also, daß bei Feststellung eines nicht korrigierbaren Bildpunktsignals dieses infolge der Verzögerungsschaltung durch das Bildpunktsignal des vorhergehenden Bildpunktelementes ersetzt wird.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind die den Teilen gemäß Fig. 1 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zur Unterscheidung weisen sie jedoch Indizes auf. Mit 26 ist eine Verzögerungsschaltung bezeichnet, die mehrere Verzögerungen ermöglicht. Diese ebenfalls aus Schieberegistern bestehende Verzögerungsschaltung 26 weist einzelne in Serie liegende Stufen 27, 28, 29 und 30 auf. Sämtliche Stufen werden durch den Datentakt f _D getaktet. Die Ausgänge der einzelnen Stufen 27 bis 30, die jeweils eine Verzögerungszeitspanne von 1 Bit aufweisen, sind mit A 1, A 2, A 3 und An bezeichnet. Sie sind mit einem Multiplexer 31 verbunden, der durch einen Decoder 32 angesteuert wird, wobei mittels des Decoders nacheinander der Ausgang A 1, A 2, A 3 und An mit dem Multiplexer 12′ verbunden wird. Der Decoder 32 veranlaßt nur dann eine Weiterschaltung des Multiplexers 31, wenn er von seinem Eingang her nacheinander das Fehler- bzw. Korrektursignal für nicht korrigierbare Bildpunktelemente erhält (lückenlos). Bei dazwischenliegenden korrigierbaren Bildpunktsignalen wird der Multiplexer 31 wieder in seine Ausgangsschaltstellung überführt. Wenn nun vier nicht korrigierbare Bildpunktelemente nacheinander festgestellt worden sind, wird anstelle dieser vier nicht korrigierbaren Fehlersignale das vorhergehende intakte Bildpunktsignal gesetzt. Dieses intakte Bildpunktsignal tritt also an die Stelle der nicht korrigierbaren Bildpunktsignale.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind die den Schaltstufen gemäß Fig. 1 entsprechenden Schaltstufen mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zur Unterscheidung weisen sie jedoch Indizes auf. Anstelle einer digitalen Korrekturschaltung kann auch eine Schaltung mit analogen Komponenten verwendet werden. Hierbei entfällt ein Analog-Digital-Wandler. Schieberegister und Multiplexer werden ersetzt durch eine analoge Verzögerungsleitung 33 und einen Analog-Schalter 34. Diese Verzögerungsleitung 33 kann für mehrere CCD-Pixel vergrößert werden, so daß mehrere hintereinander befindliche Bildpunktelemente signalmäßig kompensiert werden können.

Claims

1. Elektronische Bildverarbeitungsvorrichtung mit einer optoelektronischen Wandlerstufe, die eine vorgegebene Anzahl von Wandlerelementen enthält und in der das zu verarbeitende Bild bildpunktweise aufbereitet wird, wobei ein Speicher vorgesehen ist, in dem für jedes Wandlerelement ein Korrekturwert abgespeichert ist, mit dem in einer Korrekturstufe (8) das jeweilige Bildpunktsignal modifiziert und einer Ausgangsstufe zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Korrekturstufe (8) direkt und über eine Verzögerungsstufe (33) der Ausgangsstufe (13) zugeführt wird und daß zwischen Ausgangsstufe einerseits und Korrekturstufe bzw. Verzögerungsstufe andererseits ein Umschalter (34) vorgesehen ist, der beim Auftreten eines vorgegebenen Korrekturwertes auf die Verzögerungsstufe geschaltet ist.

2. Elektronische Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsstufe aus Schieberegistern besteht.

3. Elektronische Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrmalig aufeinanderfolgendem Auftreten des vorgegebenen Korrekturwertes die Verzögerungszeit der Verzögerungsstufe entsprechend verlängert wird.

4. Elektronische Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsstufe aus einem mehrstufigen Schieberegister besteht, bei dem jede Stufe einen Ausgang aufweist, und daß die Ausgänge über einen Auswahlschalter mit der Schaltstufe verbindbar sind.