DE3641846A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung verschiedener filmkenngroessen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung verschiedener Kenngrößen von optisch veränderbaren Test- oder Reagenzflächen, vor­ zugsweise eines technischen Filmes, mit Hilfe eines aus dem zu bestimmenden Film mit einer Vielzahl von Grau- oder Farbstufen hergestellten Testkeils, welches lichtoptisch abgetastet wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind bereits zahlreiche Verfahren zur Mesung der Farbdichte oder der Graustufen eines Filmes bekannt. Zur Bestimmung der Graustufen oder der Granulation eines Schwarz-Weiß-Filmes ist es erforderlich, einen sogenannten Graukeil aus dem zu messenden Film anzufertigen. Ein Graukeil stellt ein Lichtfilter von grauer Farbe mit kontinuierlich oder stufenweise ansteigender Absorption dar. Ein solcher Graukeil läßt sich auch als Luftfilter verwenden.

Als Gradation eines Filmes ist die Beziehung zwischen der Belichtung und der in der photographischen Schicht erstellbaren Schwärzung zu ver­ stehen. Da die Augenempfindlichkeit logarithmisch verläuft, ist ein herzustellender Graukeil mit einem logarithmischen Schwärzungsverlauf aufzubauen. Es kommen jedoch auch lineare Meßverfahren zur Anwendung.

Zur Messung der Gradation ist es bekannt Densitometer zu verwenden. Diese arbeiten entweder mit Photozellen, Photoelementen oder durch Vergleich mit einem geeichten Meßgraukeil, wobei die eine Gesichtsfeldhälfte durch das vom Prüfling durchgelassene Licht und die andere durch das von der eingestellten Stelle des Meßkeils durchgelassene Licht erhellt ist. Der Meßkeil wird verschoben, bis beide Gesichtshälften gleich hell erscheinen.

Aus der Gradationskurve oder der Kennlinie eines Filmes lassen sich Kennwerte ermitteln, welche für die Güte, die Brauchbarkeit und die Einsatzmöglichkeit eine ausreichende Aussagekraft haben.

Die Gradation eines Filmes und damit seine Kennwerte unterliegen u. a. der Veränderung durch Alterung und der chemischen Entwicklung, welche ihrerseits von der Güte der verwendeten Chemikalien abhängt. Durch eine entsprechende Belichtung können Veränderungen der Gradation unter Umständen ausgeglichen werden. Ein solcher Ausgleich durch eine verstärkte Belichtung ist insbesondere dann nicht zulässig und gefährlich, wenn es sich um Röntgenfilme handelt. Wird eine verstärkte Strahlendosis zum Ausgleich eines fehlerhaften Films eingesetzt, so erhält ein Patient aus technischen Mängeln des Filmmaterials eine erhöhte Strahlenbelastung, welche vermeidbar ist. Aus diesen Gründen ist es besonders wichtig, die Gradation eines jeden Filmes durch fortlaufende Messungen definierter Proben zu bestimmen. Hierbei ist es bedeutungsvoll, daß diese Messungen sicher, genau und schnell auch von ungeübten Personen durchgeführt werden können.

Bei den bisher bekannten Methoden wird ein auf einer Filmprobe hergestellter Graukeil durch ein mit einer Photozelle ausgerüstetes Gerät geführt, welches die jeweiligen Meßwerte anzeigt. Diese müssen von der Bedienungsperson einzeln abgelesen und graphisch ausgewertet werden. Hierzu wird eine Gradationskurve gezeichnet, aus der die Kennwerte, wie der Grauschleier, die Empfindlichkeit, die Gradation und die Endschwärzung ermittelt werden. Zur Ermittlung eines Toleranzbandes der verschiedenen Filme sind diese Werte noch in einer Tabelle festzuhalten und untereinander zu vergleichen. Typische Meßfehler bei dieser bekannten Methode sind eine ungenaue Positionierung der zu messenden Graustufe unter der Photozelle, ferner Ablesefehler und Fehler bei der graphischen Auswertung. Diese Fehler können sich nicht nur addieren, sondern auch multiplizieren, insbesondere bei Berücksichtigung logarithmischer Größen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, mit dessen Hilfe die Kennlinie oder Gradationskurve automatisch aufgenommen und die Kennwerte aus den Meßwerten automatisch errechnet und angezeigt werden. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Meß- und Handhabungs­ fehler der Bedienungsperson auszuschalten, so daß nur die Meßgenauig­ keit des Gerätes in die Messung eingeht.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß aus jeder Graustufe, welche durch optisch lesbare Grenzmarkierungen defi­ niert sind, mindestens ein Meßwert aufgenommen, in einen elektrischen Wert umgewandelt und gespeichert wird und die repräsentativen Meßwerte jeder Graustufe zur Darstellung der Filmkennlinie einen Drucker zuge­ führt und/oder zur rechnerischen Ermittlung der spezifischen Filmkenn­ größen einem Rechner zur Durchführung definierter Rechenoperationen eingespeist und die Ergebnisse zur Anzeige gebracht werden.

Mit diesem Verfahren werden alle möglichen Ablese-, Rechen- und Zeichenfehler vollständig ausgeschieden, weil diese Methoden nicht mehr erforderlich sind.

In Weiterbildung der Erfindung werden die ermittelten Filmkenngrößen einer Vielzahl Filme in einem Rechner gespeichert und miteinander verglichen und es erfolgt eine Signalgabe oder Anzeige jener Größen, welche eine vorgesehene Toleranzgröße im positiven und/oder negativen Bereich über- bzw. unterschreiten. Hierdurch werden jene Filme unmittelbar zur Anzeige gebracht, welche außerhalb der zulässigen Toleranzbreite liegen, ohne daß seitens einer Bedienungsperson irgendeine Rechnung durchgeführt wurde.

Zur weiteren Verbesserung der Messung wird der verwendete Graukeil mit einem Meßstreifen hergestellt, welcher die Grauanteile des Filmes aufweist, und parallel zu diesem Meßstreifen sind nach der Erfindung auf einem durchgehend weißen oder geringste, über den gesamten Bereich gleichbleibende Grauwerte aufweisenden Untergrund optisch erkennbare Meßmarken aufgetragen, welche jede zu messende Graustufe durch einen Meßmarkenbereich kennzeichnen.

Hierdurch wird der zu messende Bereich einer Graustufe exakt festgelegt und von dem zu verwendenden Meßgerät genau zugeordnet, beispielsweise für eine Meßreihe in einer Graustufe. Damit ist die Adresse jeder Graustufe definiert.

Nach der Erfindung können unterschiedlich aufgebaute Graustufen ver­ wendet werden, wobei jedem Meßmarkenbereich eine Graustufe zugeordnet ist, welche von einer Meßmarke zur nächsten innerhalb der gleichen Graustufe gleiche oder unterschiedliche Grauwerte aufweist.

In vorteilhafter Weise lassen sich auch Graukeile verwenden, welche mit einem Meßstreifen hergestellt werden, der die Grauanteile des Filmes aufweist, wobei diesem Meßstreifen optisch erkennbare Meßmarken überlagert sind, welche jede zu messende Graustufe durch einen Meßmarkenbereich kennzeichnen.

Zur weiteren Steigerung der Meßgenauigkeit wird gemäß der Erfindung aus jeder Graustufe, welche durch optisch lesbare Grenzmarkierungen voneinander getrennt sind, eine Reihe von Meßwerten aufgenommen, die in elektrische Werte umgewandelt werden, aus denen mittels einer Fehlerrechnung ein repräsentativer Meßwert jeder Graustufe ermittelt wird.

Die von einem als Meßkopf ausgebildeten Photosensor aufgenommenen elektrischen Meßwerte werden logarithmiert und danach digitalisiert und über mindestens einem steuerbaren Schalter jeweils einem Speicher zugeführt, wobei die von einem als Referenzgeber ausgebildeten Photo­ sensor gleichzeitig aufgenommenen Referenzwerte zur Zählung und Steuerung der Schalter diesen zugeführt werden.

Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist ein als Meßkopf ausgebildeter Photosensor über ein Logarithmier- und ein Digi­ talisierglied mit einem Hauptschalter verbunden, welcher eine Vielzahl parallelliegender Speicher beaufschlagt, die über hintereinander liegende Rechenglieder mit einem Hauptspeicher und über ein weiteres Rechenwerk mit einer zuschaltbaren Anzeigevorrichtung und einem parallelliegenden Drucker verbunden sind, wobei ein als Referenzgeber ausgebildeter Photosensor dem Meßkopf parallel liegt und über einen Zähler zur Steuerung der Schulter mit diesem verknüpft ist.

Der Hauptschalter zur Ansteuerung einer Vielzahl von Speichergruppen ist mit parallelliegenden Schaltern verbunden, wobei jeder Speicher­ gruppe ein Rechenglied zur Mittelwertbildung nachgeschaltet ist.

Zwischen dem Referenzgeber und dem Hauptschalter und jedem nachfolgenden Schalter ist zur Ansteuerung ein Zähler geschaltet.

Jedem Rechenglied ist zur Mittelwertbildung ein Subtraktionsglied nachgeschaltet, welches mit einem Nullsignal beaufschlagt ist.

Den Subtraktionsgliedern sind ferner Multiplikationsglieder nachge­ schaltet, welche mit dem Hauptspeicher verknüpft sind.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 die Darstellung einer Kennlinie;

Fig. 2 die Darstellung eines Toleranzbandes; und

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Vorrichtung nach der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Gradationskurve zeigt den typischen Schwärzungsverlauf eines Filmes, aufgenommen durch eine Meßreihe mit Hilfe eines Graukeiles. Aus der Gradationskurve lassen sich die Kennwerte entnehmen, durch welche ein Film ausreichend gekennzeichnet ist. Hierzu zählen der Grauschleier, d. h. der Wert der niedrigsten Grauwertes und die Endschwärzung als den höchsten Wert des Grauwertes.

Die Gradation und die Empfindlichkeit ergeben sich als Rechengrößen aus dem Differentialquotienten und der Kurvenneigung.

Die Fig. 2 zeigt ein Toleranzband aus positiven und negativen Grenzwerten um den Gradienten der Kennlinie.

Die Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild der Vorrichtung nach der Erfindung.

Ein Graukeil 1 befindet sich über zwei Leuchten 2 und 3, welche ein Licht eines Spektrums aussenden, das im Empfindlichkeitsbereich der Photosensoren 4 und 5 liegt. Der Photosensor 4 ist als Meßkopf ausgebildet, dessen Ausgangswerte durch entsprechende Bausteine 6 logarithmiert und durch 7 digitalisiert werden. Dem Hauptschalter 8 sind eine Reihe Schalter 9 parallel geschaltet, wobei in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils drei Speicher 10, 11 und 12 einem Schalter 9 zugeordnet sind. Der Photosensor 5 ist als Referenzgeber ausgebildet und erkennt die auf dem Graukeil angeordneten Meßbereichsmarkierungen. Beim Durchgang dieser Meßbereichsmarkierungen durch den Lichtstrahl der Lampe 3 wird im Referenzgeber 5 jeweils ein Meßimpuls erzeugt, welcher durch die Zähler 13 und 14 gezählt wird. Der Zähler 14 schaltet bei jedem eingehenden Meßimpuls den Schalter 9 um eine Stufe weiter, so daß ein weiterer Speicher 11 durch den Meßkopf 4 mit einem Meßwert beaufschlagt werden kann. Die Speicher 10, 11 und 12 bilden eine Speichergruppe. Ist eine solche Gruppe mit Meßwerten beaufschlagt, erhält der Hauptschalter 8 vom Zähler 13 einen Schaltimpuls, so daß der nächste und nicht näher dargestellte Gruppenschalter beaufschlagt wird, der seinerseits die Verbindung zum ersten Speicher dieser Gruppe herstellt. Die Meßwerte der Speicher 10, 11 und 12 stellen Werte einer Graustufe dar, welche dem elektronischen Bauteil 15 zur Mittelwertbildung zugeführt werden. Die Anzahl der Speicher kann natürlich noch erhöht werden, so daß weitere Meßwerte einer Graustufe zur Errechnung eines repäsentativen Wertes herangezogen werden können, wodurch sich die Genauigkeit der Messung erheblich erhöht.

Damit lassen sich auch Fehlmessungen durch beispielsweise Kratzer in der Graustufe des Films rein rechnerisch eliminieren.

Dem elektronischen Element 15 zur Mittelwertbildung schließen sich Subtraktions- und Multiplikationsglieder in Hintereinanderschaltung an. Zur Durchführung dieses Rechnungsvorganges wird ein Basis- oder Nullsignal benötigt, welches von den Speichern 16, 17 und 18 über das elektronische Element 19 geliefert wird, das eine Mittelwertbildung durchführt. Über einen sich anschließenden Hauptspeicher 20 und ein Rechenwerk 21, welches durch die Differentiation und Nullsetzung des Differentialquotienten definierter Meßwerte der Kennlinie die Gradation und Empfindlichkeit als Kennwerte ermittelt, werden diese Ergebniswerte einer Anzeige 22, beispielsweise einem Bildschirm oder einer Fluidkristallanzeige oder/und Drucker zugeführt. Diese erhalten gleichzeitig die Werte für den Grauschleier und die Endschwärzung aus dem Hauptspeicher 20, weil diese Werte nicht dem Rechenprozeß des Rechenwerks 21 zu unterwerfen sind.

Mit dieser Vorrichtung nach der Erfindung werden alle vom Graukeil 1 aufgenommenen Meßwerte automatisch und ohne weiteren Einfluß durch die Bedienungsperson verarbeitet und graphisch dargestellt. Es werden die Kennwerte berechnet und für eine Toleranzrechnung automatisch zur Verfügung gestellt. Die Anzahl der Messungen bezogen auf eine Graukeilstufe können auf drei und mehr Werte erhöht werden, so daß mit diesen Werten eine Fehlerberechnung durchgeführt und der reprä­ sentative Wert für die weitere Berechnung zur Verfügung gestellt wird. Auf diese Weise wird die Genauigkeit der Messung erheblich erhöht und Materialfehler mechanischer Art bleiben unberücksichtigt. Eine solche Maßnahme ist deswegen sinnvoll und zulässig, weil mechanische Fehler, wie Kratzer auf dem Graukeil, nichts über die Gradation des Filmes aussagen, andererseits aber die Messung fehlerhaft gestalten würden.

Claims (12)

1. Verfahren zur Bestimmung verschiedener Kenngrößen von optisch veränderbaren Test- oder Reagenzflächen, vorzugsweise eines technischen Filmes, mit Hilfe eines aus dem zu bestimmenden Film mit einer Vielzahl von Graustufen hergestellten Graukeils, welcher lichtoptisch abgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus jeder Grau- oder Farbstufe, welche durch optisch lesbare Grenz­ markierungen definiert sind, mindestens ein Meßwert aufgenommen, in einen elektrischen Wert umgewandelt und gespeichert wird und die repräsentativen Meßwerte jeder Grau- oder Farbstufe zur Darstellung der Filmkennlinie einem Drucker zugeführt und/oder zur rechne­ rischen Ermittlung der spezifischen Filmkenngrößen einem Rechner zur Durchführung definierter Rechenoperationen eingespeist und die Ergebnisse zur Anzeige gebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ermit­ telten Filmkenngrößen einer Vielzahl Filme in einem Rechner gespei­ chert und miteinander verglichen werden und daß eine Signalgabe oder Anzeige jener Größen erfolgt, welche eine vorgegebene Tole­ ranzgröße im positiven und/oder negativen Bereich über- oder unterschreiten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Graukeil mit einem Meßstreifen hergestellt wird, welcher die Grauanteile des Filmes aufweist, und parallel zu diesem Meßstreifen auf einem durchgehend weißen oder geringste, über den gesamten Bereich gleichbleibende Grauwerte aufweisenden Untergrund optisch erkennbare Meßmarken aufgetragen sind, welche jede zu messende Grundstufe durch einen Meßmarkenbereich kennzeichnen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Meßmarkenbereich eine Graustufe zugeordnet ist, welche von einer Meßmarke zur nächsten innerhalb der gleichen Graustufe gleiche oder unterschiedliche Grauwerte aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verwen­ dete Graukeil mit einem Meßstreifen hergestellt wird, welcher die Grauanteile des Filmes aufweist, und daß diesem Meßstreifen optisch erkennbare Meßmarken überlagert sind, welche jede zu messende Graustufe durch einen Meßmarkenbereich kennzeichnen.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden, dadurch gekennzeichnet, daß aus jeder Graustufe, welche durch optisch lesbare Grenzmarkierungen voneinander getrennt sind, eine Reihe von Meßweren aufgenommen wird, die in elektrische Werte umgewandelt werden, aus denen mittels einer Fehlerrechnung ein repräsentativer Meßwert jeder Graustufe ermittelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem als Meßkopf ausgebildeten Photosensor aufgenommenen elektrischen Meßwerte logarithmiert und digitalisiert über mindestens einen steuerbaren Schalter jeweils einem Speicher zugeführt werden und daß die von einem als Referenzgeber ausgebildeten Photosensor gleichzeitig aufgenommenen Referenzwerte zur Zahlung und Steuerung der Schalter diesen zugeführt werden.

8. Verfahren zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Meßkopf (4) ausgebildeter Photosensor über ein Logarithmier- und ein Digitalisierglied (6, 7) mit einem Hauptschalter (8) verbunden ist, welcher eine Vielzahl parallelliegender Speicher (10, 11, 12) beaufschlagt, die über hintereinanderliegende Rechenglieder (15, 24, 25) mit einem Hauptspeicher (20) und über ein weiteres Rechenwerk (21) mit einer zuschaltbaren Anzeigevorrichtung (22) und einem parallelliegenden Drucker (23) verbunden sind, und daß ein als Referenzgeber (5) ausgebildeter Photosensor dem Meßkopf (4) parallel liegt und über einen Zähler (13, 14) zur Steuerung der Schalter mit diesen verknüpft ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptschalter (8) zur Ansteuerung einer Vielzahl von Speicher­ gruppen (10, 11, 12) mit parallelliegenden Schaltern (9) verbunden ist, wobei jeder Speichergruppe (10, 11, 12) ein Rechenglied (15) zur Mittelwertbildung nachgeschaltet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Referenzgeber (5) und dem Hauptschalter (8) und jedem nachfolgenden Schalter (9) zur Ansteuerung ein Zähler (13 bzw. 14) geschaltet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Rechenglied (15) zur Mittelwertbildung ein Subtraktionsglied (24) nachgeschaltet ist, welches mit einem Nullsignal beauf­ schlagbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß den Subtraktionsgliedern (24) Multiplikationszylinder (25) nachgeschaltet sind, welche mit dem Hauptspeicher (20) verknüpft sind.