DE3719553A1

DE3719553A1 - Verfahren und vorrichtung zur bildkorrektur

Info

Publication number: DE3719553A1
Application number: DE19873719553
Authority: DE
Inventors: Naofumi Yamamoto; Tutomu Saito; Hidekazu Sekizawa
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1987-06-11
Publication date: 1987-12-17
Anticipated expiration: 2007-06-12
Also published as: DE3719553C2; US4806780A; JPS62293384A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildkorrektur zur Durchführung einer Schattierungskorrektur von Bildsignalen, die mittels einer optischen Detektoranordnung in einer Abtasteinheit zum Abtasten und Lesen eines Bildes auf einem Original erfaßt wurden.

Eine Vorrichtung zum Lesen von Bildern, die eine eindimensionale optische Detektoranordnung verwendet, ist als zweite Ausführungsform in der japanischen Patentanmeldung 59-1 92 663 der Anmelderin beschrieben.

In dieser Vorrichtung werden zweidimensionale Bilder durch linienweises Abtasten des Originals mittels der Abtasteinrichtung, die eine Linse und eine optische Detektoranordnung umfaßt, in vertikaler Richtung zur Oberfläche des Originals abgetastet, wobei eine Linie des Originalbildes durch ein Linsensystem auf die Detektoranordnung fokussiert wird und wobei das so fokussierte Bild in aufeinanderfolgende elektrische Signale umgewandelt wird. Die so erhaltenen Bildsignale werden, nachdem sie in digitale Signale umgewandelt wurden, schattierungskorrigiert.

Die Schattierungskorrektur des Gegenstandes wird durchgeführt, um die Streuung des Verstärkungsfaktors und der Versetzung in Richtung der Abtastung zu korrigieren, die durch die Streuung der Empfindlichkeit der optischen Detektoranordnung, des Dunkelstroms, der Schwankungen der Beleuchtungsstärke einer Lichtquelle bewirkt wird, und um die Streuungen der Werte zu standardisieren, die dem Reflexionsindex von Bildelementen entsprechen.

Im einzelnen wird ein schwarzes Korrektursignal von einem Bildsignal subtrahiert, und das sich ergebende Signal wird durch Division durch ein weißes Korrektursignal korrigiert.

Die schwarzen und weißen Korrektursignale sind Repräsentanten des Verstärkungsfaktors und der Versetzungskomponenten eines gelesenen Systems der Bildelemente in jeder Abtastrichtung, und sie werden in zwei unterschiedlichen Linienspeichern eines Schattierungskorrekturschaltkreises gespeichert. Diese Signale werden von den Bezugssignalen erzeugt, die man durch Lesen von schwarzen und weißen Bezugszeichen (Platten) am Original mittels der Detektoranordnung vor der Abtastung des Bildes auf dem Original erhält, und sie werden, wie oben beschrieben, gespeichert. Entsprechend kann irgendeine Schwankung des Verstärkungsfaktors und der Versetzung im Laufe der Zeit durch Lesen der Bezugszeichen gerade vor dem Lesen des Originalbildes ausgeschaltet werden.

Wenn jedoch irgendein Fehler in einem Korrektursignal auftritt, wird ein streifenähnliches Rauschen parallel zu der vertikalen Abtastlinie zu den Bildsignalen hinzugefügt, das zu einer Verschlechterung der Bildqualität führt. Aus diesem Grund tritt eine Verschlechterung infolge der Korrektur auf, wenn das Korrektursignal nicht ausreichend niedriger als das Bildsignal ist. Andererseits besteht die Neigung, daß das Rauschen manchmal in ein Signal eintritt, das von den Bezugszeichen stammt, und zwar infolge der Verschmutzung der Bezugszeichen, als auch als Rauschen in einem Analogsystem.

Um diese Art des Rauschens in dem Korrektursignal zu vermindern, wird die Korrektur durch mehrmaliges Lesen der Bezugszeichen durchgeführt, und dann die mehrmals erfaßten Bezugssignale für jedes Bildelement gemittelt. Das Mitteln wird durch Linienspeicher und Additionselemente durchgeführt. Der gesamte Inhalt der Bildelemente in den Linienspeichern wird nämlich zuerst geklärt, und dann werden die Bildelemente der Bezugssignale, die von den Bezugszeichen gelesen werden, zum Inhalt jedes Bildelements in den Linienspeichern hinzugefügt und in die gleichen Bildelemente in den Linienspeichern eingeschrieben.

Da die Gesamtheit der so mehrmals addierten Bildelemente der Bezugszeichen in den Linienspeichern gespeichert wird, wird sie dann durch die Anzahl der Lesevorgänge dividiert, wodurch man auf diese Weise ein gemitteltes Signal erhält. Wenn man in diesem Fall die Anzahl der Lesevorgänge als 2 annimmt, kann die durchzuführende Division allein durch eine Bitverschiebung durchgeführt werden.

Ein Problem des oben beschriebenen Schattierungskorrekturschaltkreises nach dem Stand der Technik besteht darin, daß die Arbeitsgeschwindigkeit der Linienspeicher beim Lesen der Bezugssignale im einzelnen spezifiziert werden kann. Wenn das Bildsignal korrigiert ist, wird nur der Zugriff zu den Adressen der Linienspeicher als auch ein Lesen der Datenwerte während eines Zyklus des Bildsignals durchgeführt. Wenn das Lesen der Bezugssignale jedoch durchgeführt wird, müssen verschiedene Operationen durchgeführt werden, wie z. B. der Zugriff zu einer Speicheradresse der Linienspeicher, das Lesen des Datenwertes, das Addieren und Schreiben des Datenwertes, wobei eine hohe Geschwindigkeit der Linienspeicher erforderlich ist.

Andererseits beträgt die Anzahl der Bildelemente in einer Linie normalerweise etwa 1000 bis 10 000, so daß Hochgeschwindigkeitsspeicher mit einer entsprechend hohen Kapazität erforderlich sind. Es ist möglich, diese Art der Linienspeicher mit der heutzutage zur Verfügung stehenden Technik zu realisieren. Die Verwendung von Linienspeichern mit hoher Geschwindigkeit, die eine hohe Speicherkapazität aufweisen, führt jedoch zu einer Steigerung des Energieverbrauchs, zu höheren Herstellungskosten und zu einer Verschlechterung der Zuverlässigkeit. Weiter ist der Schaltkreiswirkungsgrad nicht gut, wenn er mit einer hohen Geschwindigkeit nur dann arbeitet, wenn er die Bezugssignale liest.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schattierungskorrektur von Bildsignalen, die mittels einer optischen Detektoranordnung erfaßt wurden, zu schaffen, wobei die Zeitdauer des Bildsignals durch Abtasten der Speichersignalereferenz verlängert werden kann, wenn die Bezugssignale gelesen werden, und die Geschwindigkeit der Linienspeicher vermindert werden kann, wenn eine zusammenfassende Addition der Bildelemente durchgeführt wird, wodurch es möglich ist, Linienspeicher niedriger Geschwindigkeit zu verwenden.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in einem Verfahren zur Bildkorrektur, das folgende Schritte umfaßt:
Lesen von schwarzen und weißen Bezugszeichenplatten, so daß man schwarze und weiße Bezugssignale erhält;
mehrmaliges Berechnen der schwarzen und weißen Bezugssignale;
Abtasten von n-Bildelementen aus jedem p-Bildelement (p<n) in bezug auf z. B. das schwarze Bezugssignal und
Berichtigen der Helligkeit x _i des Bildes an einer Stellung i des Originals durch einen Schattierungskorrekturschaltkreis entsprechend folgender Gleichung:

wobei

y _i = das in den Schattierungskorrekturschaltkreis eingegebene Bildsignal, b _i = das schwarze Korrektursignal, a _i = das weiße Korrektursignal.

Weiter wird mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Bildkorrektur geschaffen, mit der eine Schattierungskorrektur von Bildsignalen durchgeführt wird, die eine optische Detektoranordnung zur Erfassung eines Bildes auf einem Original durch Abtasten des Originals, einen Wandler zum Umwandeln der so abgetasteten Bildsignale in entsprechende digitale Signale, eine Einrichtung zum Abtasten von Bezugssignalen, die man von in bezug zu den Bildelementen schwarzen und weißen Bezugszeichenplatten erhält, eine Einrichtung zum Speichern des Ergebnisses der Addition, und eine Schattierungskorrektureinrichtung zur Durchführung einer Schattierungskorrektur der so umgewandelten Bildsignale umfaßt.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 den allgemeinen Aufbau einer Vorrichtung zur Bildkorrektur gemäß einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 ein Verfahren zum Abtasten der Bildelemente für jede folgende Linie,

Fig. 3 den genauen Aufbau eines Schattierungskorrekturschaltkreises gemäß der Ausführungsform von Fig. 1,

Fig. 4 ein Schaltbild eines Abtastschaltkreises gemäß der ersten Ausführungsform,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des Abtastschaltkreises,

Fig. 6 eine andere Ausführungsform der Bildkorrekturvorrichtung,

Fig. 7 ein Zeitablaufdiagramm der Arbeitsweise des Schattierungskorrekturschaltkreises gemäß Fig. 6 und

Fig. 8 eine Anordnung der Farbfilter der Bildlesevorrichtung, die bei einer Vorrichtung zur Korrektur eines farbigen Bildes verwendet werden.

In Fig. 1 ist die Vorrichtung zur Bildkorrektur dargestellt, die einen Schlitten mit einer Lichtquelle 3, eine zylindrische Linsenanordnung 4, eine optische Detektoranordnung 5, einen Verstärker 6 und einen A/D-Wandler 7 und einen Schattierungskorrekturschaltkreis 10 umfaßt, dessen genauer Aufbau weiter unten beschrieben wird, ebenso wie das Original 1 abgetastet wird, das schwarze und weiße Bezugszeichen (Platten) aufweist. Die optische Detektoranordnung 5 ist vorgesehen, um das reflektierte Licht einer Lichtquelle zu erfassen, wenn das Original entsprechend der Bewegung des Schlittens 2 in transversaler Richtung gegenüber dem Original abgetastet wird.

Im Betrieb wird die Oberfläche des Originals 1 durch die Lichtquelle 3 beleuchtet, und die abgetastete Zone einer Linie des Originals wird auf eine optische Detektoranordnung 5 über die Linsenanordnung 4 projiziert, und das an der optischen Detektoranordnung 5 fokussierte Bild wird beispielsweise durch CCD-Elemente (charge coupled device elements) der Detektoranordnung als aufeinanderfolgende Zeitsignale erfaßt.

Die so erfaßten Signale werden dem Verstärker 6 zugeführt, und nach der Verstärkung der Signale werden sie in digitale Signale 101 durch den A/D-Wandler 7 umgewandelt. Während des Abtastens des Originals 1 durch eine Bewegung des Schlittens in seitlicher Richtung parallel zur Oberfläche des Originals 1 wird das Bild des Originals Linie für Linie gelesen, bis die optische Detektoranordnung 5 des Schlittens 2 alle Informationen der gesamten Oberfläche des Originals 1 gelesen hat. Dann werden die so abgetasteten analogen Signale in digitale Signale 101 umgewandelt, die dem Schattierungskorrekturschaltkreis 10 zugeführt werden, wo dann die Schattierungskorrektur durchgeführt wird.

Der Verstärkungsfaktor und die Versetzung der so erhaltenen Bildsignale haben eine gewisse Streuung infolge der Streuung der Empfindlichkeit jedes Bildelements der optischen Detektoranordnung 5, des Mangels der Gleichförmigkeit der Beleuchtung durch die Lichtquelle, als auch durch den Dunkelstrom. Nimmt man nämlich an, daß die Helligkeit der Abtaststellung n des Bildes auf dem Original x _n ist, so kann das Bildsignal y _n davon ausgedrückt werden als:

y _n = a _n x _n + b _n , (1)

wobei a _n und b _n den entsprechenden Wert der Verstärkungsfaktor- und Versetzungskomponenten jedes Bildelementes des Systems als schwarze und weiße Korrektursignale darstellen.

Um diese Streuungen zu korrigieren, wird eine Standardisierung der Bildsignale im Schattierungskorrekturschaltkreis 10 durchgeführt, der folgende Funktion hat:

(a) Vor dem Lesen des Bildes auf dem Original 1 werden vorher mehrere Linien auf den schwarzen und weißen Bezugszeichen gelesen, die an dem Ende des Originals vorgesehen sind, und es werden entsprechende schwarze und weiße Bezugssignale erzeugt. Das schwarze Bezugssignal wird dann mehrmals jedem gleichen Bildelement hinzuaddiert, und das entsprechende Signal wird von dem weißen Bezugssignal subtrahiert, und das entsprechende Signal wird erzeugt, und dann wird das letztere Signal mehrmals jedem gleichen Bildelement hinzuaddiert, und das sich ergebende Signal, als auch das vorherige Signal wird dann in Linienspeichern (im einzelnen weiter unten beschrieben) als schwarzes Korrektursignal b _n bzw. als das weiße Korrektursignal a _n gespeichert.

(b) Beim Lesen des Originals wird das erhaltene Bildsignal von dem schwarzen Korrektursignal, das im Linienspeicher gespeichert war, subtrahiert, und das sich ergebende Signal wird mit einem reziproken Wert des weißen Korrektursignals multipliziert. In diesem Fall wird die oben beschriebene Funktion als "Lesevorgang" und die letztere Funktion als "Korrekturvorgang" bezeichnet.

Beim Lesevorgang ist es für die Verminderung des Rauschens der Korrektursignale wichtig, daß irgendein Bezugssignal zusammenfassend zu jedem der Bildelemente hinzuaddiert wird. Das heißt, wenn das Rauschen zu dem Korrektursignal hinzuaddiert wird, wird ein streifenähnliches Rauschen in dem so korrigierten Bildsignal erzeugt, das der seitlichen Abtastrichtung parallel ist, wodurch die Qualität der erzeugten Bilder sehr stark verschlechtert wird. Entsprechend ist ein ausreichend hohes S/N-Verhältnis des Korrektursignals gegenüber dem Bildsignal erforderlich. Das heißt, es ist wesentlich, daß die Addition in einem Bildlesesystem durchgeführt wird, das kein ausreichend hohes S/N-Verhältnis aufweist.

Wenn das zusammenfassende Addieren der Bildsignale mehrerer Linien für jedes Bildelement durchgeführt wird, müssen in bezug auf ein Bildelement in irgendeinem der Bezugssignale vier Funktionen durchgeführt werden:

I)Zugriff zu einer Adresse des Linienspeichers, II)Lesen des Inhaltes des Linienspeichers, III)Addition des Inhaltes des Linienspeichers zu irgendeinem Bezugssignal und IV)Einschreiben des Ergebnisses in den Linienspeicher.

Andererseits müssen zwei Funktionen beim Korrekturvorgang durchgeführt werden:

I′)Zugang zu einer Adresse des Linienspeichers und II′)Auslesen des Inhaltes des Linienspeichers.

Die Arbeitszeit des ersten ist verglichen zu letzterem groß.

Fig. 2 zeigt, wie die zusammenfassende Addition im Schattierungskorrekturschaltkreis 10 durchgeführt wird, wobei das Bezugssignal im Lesevorgang für jedes vierte Bildelement abgetastet wird, und die zusammenfassende Addition durch Verminderung der Häufigkeit des Signals auf 1/4 durchgeführt wird, während die Anzahl der über dem Bezugssignal zu lesenden Linien um das Vierfache durch aufeinanderfolgendes Ändern der Phase der Bildelemente, die für jede Linie abgetastet werden, gesteigert wird.

In Fig. 2 zeigt das Kreuz (×) die nicht abzutastenden Bildelemente. Die erste Linie wird nämlich an dem (4i+1)ten Bildelement (d. h. 1, 5, 9 . . .), die zweite Linie an dem (4i+2)ten Element (d. h. 2, 6, 10 . . .) usw. abgetastet, und die fünfte Linie wird an dem (4i+1)ten Element abgetastet, wobei dieses Verfahren jeweils alle 4n Linien wiederholt wird. Entsprechend wird die akkumulative bzw. zusammenfassende Addition n-mal über alle Bildelemente durchgeführt.

Fig. 3 zeigt den genauen Aufbau des Schattierungskorrekturschaltkreises 10. Das digitalisierte Bildsignal 101 von dem A/D-Wandler 7 von Fig. 1 wird dem Schattierungskorrekturschaltkreis 10 in Synchronisation mit einem Taktsignal 141 zugeführt, und dann in einem selbsthaltenden Schalter 11, bestehend aus nicht dargestellten Registern, gehalten. Der Zeitablauf des selbsthaltenden Schalters 11 wird entsprechend einem Taktsignal 1022 bestimmt, wie es im folgenden beim Korrekturvorgang beschrieben wird.

Das Bildsignal 102, das in dem selbsthaltenden Schalter 11 geformt wurde, wird von dem schwarzen Bezugssignal 105 in einer Subtraktionsschaltung 13 subtrahiert, und das sich ergebende Signal 103 wird durch ein reziprokes Signal 107 des weißen Korrektursignals 106 in einer Multiplikationsschaltung 14 multipliziert, so daß man ein korrigiertes Bildsignal 104 erhält.

Das schwarze Korrektursignal 105 und das weiße Korrektursignal 106 werden als b _n und a _n bezeichnet und sind in den Linienspeichern 17 und 18 gespeichert. Der Ausgang von einem Adressenzähler 1073 wird der Adressenleitung 151 der Linienspeicher 17 und 18 über einen selbsthaftenden Adressenschalter 1071 im Korrekturvorgang zugeführt.

Da der Adressenzähler 1073 das Taktsignal 141 zählt, werden die entsprechenden schwarzen und weißen Korrektursignale aus den Linienspeichern 17 und 18 synchronisiert mit dem Bildsignal ausgelesen. Weiter wählt im Korrekturvorgang der Wähler 21 immer den Ausgang des Linienspeichers 18. Durch ein ROM wird ein reziproker Ausdruck 16 gebildet, und der reziproke Wert des weißen Korrektursignals 106 wird als Signal 107 erzeugt.

Der folgende Vorgang bzw. die folgende Operation wird hinsichtlich des Bildsignals y _i durchgeführt, das dem Schattierungskorrekturschaltkreis 10 zugeführt wird, und die Streuung der Versetzung und des Verstärkungsfaktors werden in Abtastrichtung korrigiert:

Hierdurch erhält man das korrigierte Bildsignal entsprechend der Helligkeit des Bildes auf dem Original 1 unabhängig von den Abtastpositionen.

Der Lesevorgang wird wie folgt durchgeführt: Der Schlitten 2 wird zu einer Stelle bewegt, an der das schwarze Bezugszeichen 8 am Ende des Originals angeordnet ist, bevor er beginnt, das Bild auf dem Original 1 zu lesen, und das Bild wird durch die optische Abtastanordnung 5 abgetastet, wobei die Lichtquelle abgeschaltet ist, woraufhin das erfaßte Signal durch den Verstärker 6 verstärkt wird und dann in ein digitales Signal durch den A/D-Wandler 7 umgewandelt wird. Dieses Signal ist das schwarze Bezugssignal.

Der Reflexionsindex des schwarzen Bezugszeichens 8 beträgt nahezu 0 oder ist ausreichend klein. Da die optische Abtast- bze. Detektoranordnung 5 Signale im unbeleuchteten Zustand erfaßt, umfaßt das schwarze Bezugssignal den Dunkelstrom des Auslesesystems, das den Verstärker 6 umfaßt, der als b _n bezeichnet wird. Bei dieser Ausführungsform wird das schwarze Bezugszeichen 8 ohne Einschalten der Lichtquelle 3 gelesen. Es ist jedoch ebenfalls möglich, das Zeichen 8 bei eingeschalteter Lichtquelle 3 zu lesen, oder daß das schwarze Bezugszeichen 8 einen Reflexionsindex aufweist, der nicht 0 ist, ohne Abschalten, nur bei einem Zustand, bei dem die durch die Detektoranordnung 5 erfaßte Lichtmenge 0 ist bzw. ausreichend klein ist.

Da das Bezugssignal zur Korrektur des Bildsignals 101 dient, ist es erforderlich, das Bezugssignal in der gleichen Zeitdauer wie das Bildsignal zu lesen. Das schwarze Bezugssignal 105, das für den Schattierungskorrekturschaltkreis 10 verstärkt wurde, wird in dem, selbsthaltenden Schalter 11 gehalten.

Beim Lesevorgang wird das Bezugssignal für jedes vierte Bildelement abgetastet, und die zusammenfassende Addition durch Vermindern der Häufigkeit des Signals um 1/4 der Häufigkeit.

Bei dieser Ausführungsform wird die Abtaststeuerung mittels eines Abtastprozeßschaltkreises 1072 durchgeführt. Ein Taktsignal 1022 zur Durchführung der Abtastung der Bildelemente wird von dem Abtastprozeßschaltkreis 1072 erzeugt. Der Zeitablauf der Abtastung eines Registers 1051 und eines selbsthaltenden Adressenschalters 1071 wird durch das Taktsignal 1022 gesteuert, das das Bezugssignal 1001 und das Ausgangssignal 1023 eines Adressenzählers 1073 abtastet.

Der Adressenzähler 1073 zählt synchronisiert mit einem Bildelement ein Synchronisationssignal, während der Adressenzählerausgang 1023 die Abtaststellung des Bezugssignals anzeigt. Entsprechend entsprechen die Abtaststellung des verbleibenden Bezugssignals nach dem Abtasten und das Adressensignal 1021 immer einander.

In dem Abtastprozeßschaltkreis 1072 (siehe Fig. 4) werden die unteren zwei Bits 1101 und der Adressenzähler mit den unteren zwei Bits 1102 des Linienzählers in einem Vergleichsschaltkreis 1004 verglichen. Wenn beide Datenwerte der Bits gleich sind, wird von dem Vergleichsschaltkreis eine "1" erzeugt, und der Ausgang "1" wird am Ende mit dem Taktsignal in einem UND-Verknüpfungsglied getaktet, wodurch ein Abtasttakt 1105 erzeugt wird. Der Linienzähler 1102 dient zum Zählen des Liniensynchronisationssignals, das die Anzahl der gelesenen Linien anzeigt. Entsprechend werden die unteren zwei Bits des Linienzählers 00 in der 4n-ten Linie und ein Abtasttakt erzeugt, nur wenn die unteren zwei Bits des Adressenzählers 00 sind, d. h. das 4m-te Bildelement. Ähnlich wird ein Abtasttaktsignal an jeder (4n+1)ten Linie, (4n+2)ten, (4n+3)ten Linie entsprechend (4m+1)-, (4m+2)- ten und dem (4m+3)ten Bildelement erzeugt. Entsprechend werden alle Bildelemente beim vierzeiligen Auslesen ausgelesen.

Beim Lesevorgang des schwarzen Bezugssignals, wenn der Subtraktionseingang der Subtraktionsschaltung 13 durch den Wähler 21 auf "0" gewählt wurde, wird das schwarze Bezugssignal, das in dem selbsthaltenden Schalter 11 abgetastet wurde, direkt einer Additionsschaltung 19 zugeführt, ohne daß es in der Subtraktionsschaltung 13 subtrahiert wurde. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet einen selbsthaltenden Schalter des Linienspeichers 17. Die zusammenfassende Addition wird über die schwarzen Bezugssignale für mehrere Linien pro gleichem Bildelement durchgeführt.

In diesem Fall müssen die Inhalte des Linienspeichers 17 vor dem Lesen des schwarzen Bezugssignals gelöscht werden. Wenn das schwarze Bezugssignal gelesen wurde, werden die den Bildelementen entsprechenden Signal aus dem Linienspeicher 17 ausgelesen, und die so ausgelesenen Signale werden in dem selbsthaltenden Schalter 15 gehalten. Nach diesem Vorgang wird der Inhalt des selbsthaltenden Schalters 15 dem entsprechenden Bezugssignal in der Additionsschaltung 19 hinzugefügt, und dann in der gleichen Stellung wieder in den Linienspeicher 17 eingeschrieben.

Durch Auslesen des schwarzen Bezugssignals aller 4n Linien, wird ein n-faches zusammenfassend addiertes Signal in den Linienspeicher 17 für jedes der Bildelemente des schwarzen Bezugssignals eingeschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl n als n=16 ausgewählt, so daß der Linienspeicher 17, der selbsthaltende Schaltkreis 15 und die Additionsschaltung 19 entsprechend aus 12 Bits zu dem Bildsignal aus 8 Bits gebildet wird.

Beim Auslesen des schwarzen Bezugssignals wird ein Gate 20 eingeschaltet, und das in den Linienspeicher 17 einzuschreibende Signal wird ebenfalls in den Linienspeicher 18 eingeschrieben. Als Ergebnis wird ein zusammenfassend addiertes Signal des schwarzen Bezugssignals in dem Linienspeicher 18 gespeichert. Das zusammenfassend addierte Signal wird dann durch 16 dividiert, und das so gemittelte Signal wird das schwarze Bezugssignal 105. In diesem Fall wird die Division durch 16 durch eine Schiebeapparation durchgeführt, und der Inhalt des Linienspeichers kann als Wert angesehen werden, der das schwarze Bezugssignal 105 so darstellt, wie es ist.

In dieser Ausführungsform wird jedes der unteren zwei Bits des Linienzählers und des Adressenzählers miteinander verglichen, wodurch der Abtasttakt erzeugt wird. Es ist jedoch ebenfalls möglich, den Abtasttakt durch Verwendung eines ROM (siehe Fig. 5) in einer willkürlichen Reihenfolge zu erzeugen. Der Ausgang des Adressenzählers und des Linienzählers werden nämlich dem ROM als seine Adresse zugeführt, und jeder Abtasttakt wird entsprechend mit dem Datenausgang von dem ROM erzeugt. Wenn bei der Erzeugung des Abtasttaktes in der gleichen Zeit in bezug auf jedes der Bildelemente und in dem Intervall des Abtasttaktes bei der zusammenfassenden Addition erfüllt sind, kann der Abtasttakt in einer willkürlichen Reihenfolge erzeugt werden.

Nachdem der Lesevorgang des schwarzen Bezugssignals beendet ist, wird der Schlitten 2 zu der Stellung des weißen Bezugssignals 9 bewegt, wobei die Lichtquelle eingeschaltet wird, und der Lesevorgang des weißen Bezugssignals wird in der gleichen Weise wie der des schwarzen Bezugssignals durchgeführt. Bei dieser Ausführungsform ist ein nicht gefärbtes Zeichen gleich einem weißen Papier, das einen gleichförmigen Reflexionsindex hat, als weißes Bezugszeichen 9 verwendet worden. Dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig, wenn das weiße Bezugszeichen keinen einem weißen Papier entsprechenden Reflexionsindex hat oder etwas gefärbt ist, wobei dann die Korrektur durch Ändern des Inhaltes des reziproken Wertes 16 in diesem Fall durchgeführt werden kann.

Das weiße Bezugssignal entspricht der Summe aus der Verstärkungskomponente a _n und der Versetzungskomponente b _n, die von der Streuung der Empfindlichkeit jedes fotosensitiven Elements in der optischen Detektoranordnung 5 und der Schwankung der Helligkeit der Lichtquelle 3 herrühren. In diesem Fall ist der Reflexionsindex des weißen Bezugszeichens 9 als 1 angenommen.

Das weiße Bezugssignal wird dann dem Schattierungskorrekturschaltkreis 10 zugeführt und wird zusammenfassend für jedes Bildelement addiert. Die Verarbeitung des weißen Bezugssignals entspricht im wesentlichen der des schwarzen Bezugssignals, mit der Ausnahme folgender Punkte. Der Subtraktionseingang 105 des Subtraktionsschaltkreises 13 wird zuerst durch den Wähler 21 ausgewählt, so daß der Inhalt des Linienspeichers 18 ausgewählt wird, und zweitens wird das Gate 20 abgeschaltet, so daß das Signal nicht in den Linienspeicher 18 in der zusammenfassenden Addition eingeschrieben wird. Entsprechend wird das Signal, das durch Subtraktion des schwarzen Bezugssignals von dem weißen Bezugssignal erzeugt wird, zusammenfassend bzw. akkumulativ addiert, wodurch sich das weiße Korrektursignal ergibt, das dem oben beschriebenen Wert a _n entspricht.

Wenn das Lesen der schwarzen und weißen Bezugssignale beendet ist, werden das weiße und das schwarze Korrektursignal a _n und b n in den Linienspeichern 17 und 18 gespeichert. Entsprechend kann beim Lesen des Bildes eines Originals eine sehr genaue Korrektur des Bildes durch Verwendung des Korrektursignals durchgeführt werden.

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform der Bildkorrekturvorrichtung. Die Bildkorrekturvorrichtung 10′ umfaßt im Teil oberhalb der gestrichelten Linie eine Einrichtung zur Durchführung einer zusammenfassenden Addition der Bezugssignale und eine Einrichtung zur Durchführung einer Korrektur des Bildsignals, die der ersten Ausführungsform (siehe Fig. 3) entspricht. Der Unterschied besteht lediglich im unteren Teil, d. h. dem Teil unterhalb der gestrichelten Linie, der den Abtastvorgang durchführt.

Im Lesevorgang wird das dem selbsthaltenden Schalter 11 zugeführte Taktsignal durch den Wähler 12 von jedem Taktsignal 141 oder einem 1/4-Taktsignal 144 des Takts 141, der durch 1/4 der Häufigkeit durch den Divisionsschaltkreis 35 dividiert wurde, ausgewählt, und wird durch einen Wähler 34 (siehe Fig. 7) ausgewählt. Jedes der durch die Häufigkeit bzw. Frequenz dividierten Signale 143 a bis 143 d entspricht dem Signal, das mit dem (4n+1)ten Bildelement, (4n+2)ten Element, (4n+3)ten und dem (4n+4)ten Element synchronisiert wurde, wobei (n0) ist. In diesem Fall wird, wenn z. B. nur das Signal 143 a als das 1/4-Taktsignal 144 ausgewählt wurde, nur das schwarze Bezugssignal des (4n+1)ten Bildelements im selbsthaltenden Schalter 11 gehalten.

Das heißt, jedes vierte Bildelement wird abgetastet. Der Wähler 34 wird auf jede Linie gewechselt, die Phase des Bildelements oder die Stellungen der abzutastenden Bildelemente wird gewechselt, und alle Bildelemente werden abgetastet, nachdem vier Linien gelesen wurden.

Beim Lesevorgang des schwarzen Bezugssignals wird, da der Subtraktionseingang des Subtraktionsschaltkreises 13 als "0" durch den Wähler 21 ausgewählt wurde, das schwarze Bezugssignal, das in dem selbsthaltenden Schalter 11 abgetastet wurde, direkt einem Additionsschaltkreis 19 zugeführt, ohne daß es in dem Subtraktionsschaltkreis 13 subtrahiert wurde. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet einen selbsthaltenden Schalter des Linienspeichers 17. Die zusammenfassende Addition wird über die schwarzen Bezugssignale für mehrere Linien für jedes gleiche Bildelement durchgeführt.

In diesem Fall müssen die Inhalte des Linienspeichers 17 vor dem Lesen des schwarzen Bezugssignals gelöscht werden. Wenn das schwarze Bezugssignal ausgelesen wurde, werden die den Bildelementen entsprechenden Signale von dem Linienspeicher 17 gelesen, und die so ausgelesenen Signale werden in dem selbsthaltenden Schalter 15 gehalten. Nach diesem Vorgang wird der Inhalt des selbsthaltenden Schalters 15 dem entsprechenden Bezugssignal im Additionsschaltkreis 19 hinzugefügt, und dann in der gleichen Stellung wieder in den Linienspeicher 17 eingeschrieben.

Beim Lesevorgang wird das Adressensignal 151 des Linienspeichers 17 so ausgewählt, daß das Adressensignal für den Ausgang des Adressenzählers 33 in bezug auf die oberen 11 Bits und die Phase der Bildelemente, die zwischen den vier Bildelementen ausgelesen werden sollen, in bezug zu den unteren zwei Bits durch den Wähler 31 ausgewählt werden. Der Adressenzähler 33 zählt für jedes 1/4 frequenzgeteilte Taktsignal 144 um eins nach oben, so daß die Bildelemente in den Positionen entsprechend jenen des schwarzen Bezugssignals im Linienspeicher 17 verarbeitet werden. Durch das Auslesen des scharzen Bezugssignals um 4n Linien wird ein n-fach zusammenfassend addiertes Signal in den Linienspeicher 17 für jedes der Bildelemente des schwarzen Bezugssignals eingeschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl n=16, so daß der Linienspeicher 17, der selbsthaltende Schalter 15 und der Additionsschaltkreis 19 aus 12 Bits zu dem Bildsignal aus 8 Bits gebildet sind.

Beim Lesen des schwarzen Bezugssignals wird ein Gate 20 eingeschaltet, und das in den Linienspeicher 17 einzuschreibende Signal wird ebenfalls in den Linienspeicher 18 eingeschrieben. Hierdurch wird ein akkumulativ addiertes Signal des schwarzen Bezugssignals im Linienspeicher 18 gespeichert. Das akkumulativ addierte Signal wird dann durch 16 dividiert, und das so gemittelte Signal wird das schwarze Bezugssignal 105. In diesem Fall wird die Division durch 16 durch einen Verschiebevorgang durchgeführt, und der Inhalt des Linienspeichers kann als das schwarze Bezugssignal 105 angesehen werden, so wie er ist.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird ein Bildelement als jedes vierte Bildelement abgetastet. Es ist jedoch offensichtlich, daß dies nicht auf diese Zahl begrenzt ist. Es ist ebenfalls möglich, daß ein Bildelement als jedes zweite Bildelement, jedes fünfte Bildelement, n- Bildelemente für jedes p-Bildelement (p<n) usw. möglich ist.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde der Abtastvorgang innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer durchgeführt. Es ist jedoch ebenfalls möglich, den Abtastvorgang unregelmäßig durchzuführen, d. h. nur, wenn die Bedingung erfüllt ist, daß jede Anzahl der akkumulativen Additionen für jedes Bildelement gleich ist. Wenn beispielsweise ein Datenwert, ob eine Abtastung durchgeführt wird, oder nicht, in bezug auf bestimmte Bildelemente und die Linienanzahl und Bildelementanzahl vorher in dem ROM gespeichert wurden, kann der Abtastvorgang entsprechend diesem Datenwert durchgeführt werden.

Es ist ebenfalls möglich, vorliegende Erfindung bei einer Farbbildeingabevorrichtung (siehe Fig. 8) zu verwenden, die eine optische Detektoranordnung mit drei Farbelementen oder Farbfiltern aufweist, nämlich Rot (R), Grün (G) und Blau (B), und zwar für jedes Bildelement, wobei der gleiche Schattierungskorrekturschaltkreis bei Farbbildern verwendet werden kann, die von einem Farbauslesesystem erhalten wurden. Bei diesem System ist die vorliegende Erfindung besonders wirksam, wenn das Farbsignal die gleiche Konzentration im Bildelement aufweist, da die Häufigkeit des Farbbildsignals dreimal höher ist, als die der schwarzen und weißen Signale.

Wie bei den obigen Ausführungsformen beschrieben, ist die Arbeitsgeschwindigkeit der Linienspeicher gleich der Geschwindigkeit des Korrekturvorgangs, d. h. die Zeitdauer des Bildsignals durch Abtasten der Bezugssignale beim Lesen des Bezugssignals im Schattierungskorrekturschaltkreis. Hierdurch kann die Arbeitsgeschwindigkeit der Linienspeicher erhöht werden, auch wenn Linienspeicher niedriger Geschwindigkeit für die Korrektur verwendet werden, wodurch die Herstellungskosten des Schattierungskorrekturschaltkreises und der Energieverbrauch gesenkt werden können, und man eine höhere Zuverlässigkeit erhält.

Claims

1. Verfahren zur Bildkorrektur, gekennzeichnet durch

- Lesen von zumindest einer Bezugszeichenplatte, um mindestens ein Bezugssignal zu erhalten;
- Abtasten von n-Bildelementen von jeweils p-Bildelementen (p<n) in bezug auf das Bezugssignal; und
- Berechnen eines Korrektursignals durch mehrmaliges zusammenfassendes Addieren jedes der abgetasteten Bildelemente des Bezugssignals;
- Berichtigen des Bildsignals entsprechend dem Korrektursignal.

2. Verfahren zur Bildkorrektur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal ein weißes Bezugssignal W _i ist, das man durch Lesen einer weißen Bezugszeichenplatte erhält, daß ein weißes Korrektursignal a _i durch zusammenfassendes Addieren des abgetasteten weißen Bezugssignals W _i berechnet wird, und daß das Bildsignal Y _i entsprechend folgender Gleichung berechnet wird: wobeiX _i = das korrigierte Bildsignal.

3. Verfahren zur Bildkorrektur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugssignale ein weißes Bezugssignal W _i, das man durch Lesen einer weißen Bezugszeichenplatte erhält, und ein schwarzes Bezugssignal B _i, das man durch Lesen ohne Licht erhält, sind, daß ein schwarzes Korrektursignal b _i durch zusammenfassendes Addieren des abgetasteten schwarzen Bezugssignals B _i berechnet wird, und daß man ein weißes Korrektursignal a _i durch Subtrahieren des schwarzen Korrektursignals b _i von einem durch zusammenfassendes Addieren des abgetasteten weißen Bezugssignals W _i erhaltenes Signal erhält, und daß das Bildsignal Y _i entsprechend folgender Gleichung: wobeiX _i = das berichtigte Bildsignalberichtigt wird.

4. Verfahren zur Bildkorrektur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelle oder die Positionen der abzutastenden Bildelemente für jede der aufeinanderfolgenden Linien verschoben wird, wenn die zusammenfassende Addition durchgeführt wird.

5. Verfahren zur Bildkorrektur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildelement n und die abzutastenden Elemente P wie folgt sind:
p=2 und n=1, p=4 und n=1 oder p=5 und n=1.

6. Vorrichtung zur Bildkorrektur zur Durchführung einer Schattierungskorrektur von Bildsignalen, gekennzeichnet durch

- eine optische Detektoranordnung (5) zur Erfassung eines Bildes auf einem Original (1) durch Abtasten des Originals (1);
- einen Wandler (7) zum Umwandeln der so erfaßten Bildsignale in entsprechende digitale Signale;
- eine Einrichtung zum Abtasten von Bezugssignalen, die man von in bezug zu den Bildelementen schwarzen und weißen Bezugszeichen erhält;
- eine Einrichtung zum zusammenfassenden Addieren der so abgetasteten Bezugssignale;
- einen Speicher zum Speichern des Ergebnisses der Addition und durch
- eine Schattierungskorrektureinrichtung zur Durchführung einer Schattierungskorrektur der so umgewandelten digitalen Bildsignale.

7. Vorrichtung zur Bildkorrektur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal ein weißes Bezugssignal ist, das man durch Lesen des weißen Bezugszeichens erhält.

8. Vorrichtung zur Bildkorrektur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugssignale ein weißes Bezugssignal, das man durch Lesen des weißen Bezugszeichens und ein schwarzes Signal, das man durch Lesen ohne Licht erhält, sind.

9. Vorrichtung zur Bildkorrektur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung weiter eine Häufigkeitsdivisionseinrichtung zum Teilen der Bildelemente von mindestens einem der Bezugssignale in eine vorbestimmte geteilte Häufigkeit umfaßt.

10. Vorrichtung zur Bildkorrektur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionen der abzutastenden Bildelemente n regelmäßig für jede der vorbestimmten Linien verschoben werden, und daß dann die zusammenfassende Addition durchgeführt wird.

11. Vorrichtung zur Bildkorrektur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionen der zwischen p-Bildelementen abzutastenden Bildelemente n=1 und p=4 sind.