DE3750533T2

DE3750533T2 - Farbbildabtaster.

Info

Publication number: DE3750533T2
Application number: DE3750533T
Authority: DE
Inventors: Yigal Accad; Avraham Bachar; Yehoshua Garibi; Eli Israeli; Avinoam Livni; Haim Melman; Michael Nagler; Yossi Ronen; William Schreiber; Amir Segev; Danial Seidner; Eli Shalev; Moshe Yanai
Original assignee: Scitex Corp Ltd
Current assignee: Kodak IL Ltd
Priority date: 1986-05-02
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1995-01-12
Anticipated expiration: 2007-05-01
Also published as: JP2633850B2; IL78674A0; EP0265362A3; EP0265362A2; EP0605402B1; DE3752334T2; EP0605402A1; DE3752334D1; JPS63139470A; JPH09172523A; JP2889860B2; ATE111666T1; EP0265362B1; DE3750533D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Farbseparationsscanner.

STAND DER TECHNIK

Farbseparationsscanner sind gut bekannt und dienen dazu, zweidimensionale Farbbilder wie Drucke oder Transparente abzutasten und elektrische Signale, die Farbauszüge derselben darstellen, zum anschließenden Gebrauch beim Prozeßfarbdruck zu erzeugen.
Herkömmliche Scanner wie diejenigen, die von Hell, Deutschland, und Dainippon Screen Seizo, Japan, hergestellt werden, arbeiten üblicherweise mit einer umlaufenden Trommel, auf der das zweidimensionale Farbbild befestigt wird. Die Trommel dreht sich an einem Abtastkopf vorbei, der ein CCD-Array aufweisen kann, wie es in dem US-Patent 4 256 969 angegeben ist. Gemäß diesem Patent wird für jeden Auszug eine separate Abtastung durchgeführt.
Zur Farbseparation in Systemen auf Arraydetektorbasis sind gegenwärtig verschiedene Techniken zur Farbseparation bekannt. Bei einer Technik werden drei Primär-Rot-, -Grün- und -Blau-Filter benutzt, die über dem Abtastkopf eines einzelnen CCD-Linear- oder -Flächenarray angebracht sind. Ein Farbbild kann durch wiederholtes Abtasten des Bildes, jedesmal mit einem anderen Filter, aufgebaut werden.
Bei einer zweiten Technik werden drei farbige Leuchtstofflampen benutzt. Das Bild wird wiederholt abgetastet, jedesmal unter der Beleuchtung einer anderen Lampe.
Bei einer dritten Technik werden drei Sensoren und dichroitische Spiegel oder Filter zum Trennen der drei Farbelemente benutzt, von denen jedes durch einen separaten Sensor erfaßt wird. In ihrem gegenwärtigen Stand der Technik hat diese dritte Technik keine Bilder erbracht, deren Qualität hoch genug ist, um die Forderungen von Pre-Press-Verarbeitung zu erfüllen.
Bei einer anderen Technik wird ein einzelner CCD-Chip benutzt, der drei lineare Arrays aufweist, auf denen jeweils ein anderer Farbfilter angeordnet ist. Zeilen werden in drei Farben gelesen und unter Verwendung von elektronischer Hardware verknüpft. Eine Verzögerung von mehreren Zeilen ist zwischen den Zeilen vorgesehen, die in den verschiedenen Farben gelesen werden.
Den bekannten Stand der Technik zusammenfassend kann allgemein gesagt werden, daß die bekannten Scanner im Betrieb relativ langsam sind und nicht die Möglichkeit zur Bildmodifikation und -einstellung in der Abtastphase bieten. Die gesamte derartige Bildmodifikation, -rotation, -beschneidung, -einstellung und - verbesserung muß ausgeführt werden, nachdem das abgetastete Bild in einem Computerspeicher abgespeichert worden ist, was diese Schritte zeitraubend und relativ teuer macht.
Die DE-A-2949102 beschreibt einen Farbseparationsscanner mit einem beweglichen Träger, auf dem ein abzutastendes zweidimensionales Eingangsbild befestigt wird; und
einer Farbauszugerfassungseinrichtung, die dazu dient, das zweidimensionale Eingangsbild zu erfassen, um elektrische Signale zu liefern, welche Farbauszüge des zweidimensionalen Bildes darstellen,
wobei jeder Farbauszug seine eigene Fokalebene hat.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Farbseparationsscanner zu schaffen, der durch einen Betrieb mit relativ hoher Geschwindigkeit und durch die Fähigkeit zur Eingangsbildmodifikation in der Abtastphase geeignet ist. Der Begriff "Eingangsbild", wie er hier für die Zwecke dieser Patentanmeldung und zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung benutzt wird, beinhaltet nicht nur Halbtonelemente, sondern auch Strichteile.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gelöst, die im beigefügten Anspruch 1 angegeben ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung können eines der, einige der oder alle folgenden Merkmale beinhalten:
a) Der bewegliche Halter hat eine Einrichtung zum Verschieben des abzutastenden zweidimensionalen Bildes in einer Ebene in zwei zueinander rechtwinkeligen Achsen;
b) der bewegliche Halter hat eine Einrichtung zur Rotation des abzutastenden zweidimensionalen Bildes in einer Ebene;
c) die Farbauszugerfassungseinrichtung hat wahlweise betätigbare Lichtquellen, die in Lichtrichtbeziehung mit entgegengesetzten Oberflächen des beweglichen Trägers angeordnet sind, so daß der Farbseparationsscanner entweder an reflektive oder an transmissive Abtastung angepaßt werden kann;
d) wenigstens eine der wahlweise betätigbaren Lichtquellen weist einen Lichtleiter auf;
e) der bewegliche Träger ist so ausgebildet, daß auf ihm lichtundurchlässige und transparente zweidimensionale Bilder wahlweise befestigt werden können;
f) der bewegliche Träger hat einen Kassettenhalter, und der Scanner hat ebenfalls mehrere Kassetten, einschließlich Kassetten, die so aufgebaut sind, daß sie zum Befestigen von Transparenten geeignet sind, und Kassetten, die so aufgebaut sind, daß sie zum Befestigen von lichtundurchlässigen zweidimensionalen Bildern geeignet sind;
g) die Kassetten sind mit optischen Markierungen (74) versehen, so daß sie eine automatisch erfaßbare Fokusanzeige zur Erfassung durch die Fokussiereinrichtung liefern;
h) die Kassetten sind mit optischen Markierungen versehen, so daß sie eine automatisch erfaßbare Vergrößerungsanzeige zur Erfassung durch die Fokussiereinrichtung liefern;
i) eine adaptive Scharfeinstelleinrichtung zum Verbessern des Hochfrequenzgehalts des zweidimensionalen Eingangsbildes ist vorgesehen;
j) eine adaptive Scharfeinstelleinrichtung zum Verbessern des Hochfrequenzgehalts von durch die Bedienungsperson auswählbaren Gebieten des zweidimensionalen Eingangsbildes ist vorgesehen;
k) eine Einrichtung (94) zum Korrigieren von räumlichen Ungenauigkeiten in dem Abtastkopf und mit einer empirisch geeichten Suchtabelle ist vorgesehen;
l) eine Einrichtung zur automatischen Fokussierung des Eingangsbildes ist vorgesehen;
m) eine Einrichtung (94) zur Vergrößerungseinstellung des Eingangsbildes ist vorgesehen;
n) die dichroitischen Filter (54, 55) umfassen gefärbte Gläser, die einen dichroitischen Überzug auf ihren Einfallsoberflächen haben;
o) die dichroitischen Filter haben einen Antireflexüberzug auf ihren Austrittsoberflächen;
p) die dichroitischen Filter sind so angeordnet, daß auf ihnen der Lichteinfallswinkel kleiner als 45 Grad ist;
q) eine Interpolationseinrichtung, die in der Lage ist, für Registerhaltigkeit zwischen den Ausgangssignalen der wenigstens zwei CCD-Arrays in unterschiedlichen Farben zu sorgen und außerdem eine elektronische Vergrößerungseinstellung zu bewirken, ist vorgesehen;
r) die Kassetten haben eine Einrichtung zum Liefern einer maschinenlesbaren Anzeige der Eingangsbildgröße;
s) eine Einrichtung zum elektronischen Beschneiden ist vorgesehen;
t) eine Vorabtasteinrichtung mit einer Einrichtung zum automatischen Einstellen der Vergrößerung während der Vorabtastung eines Eingangsbildes ist vorgesehen;
u) die Kassette hat eine geätzte Glasoberfläche benachbart zu dem Eingangsbild zum Verhindern der Erzeugung von Newtonschen Ringen;
v) eine Lichttabellenbaugruppe zum Anzeigen des Eingangsbildes ist vorgesehen;
w) die wenigstens zwei CCD-Arrays sind durch ein einzelnes CCD- Array ersetzt, und die dichroitische Filtereinrichtung weist mehrere verschiedene Filter auf, die in auswählbarer optischer Verbindung mit dem einzelnen CCD-Array angeordnet sind;
x) die Farbauszugerfassungseinrichtung hat mehrere CCD-Arrays, die längs Achsen angeordnet sind, welche zu einer gemeinsamen Achse parallel sind;
y) Abbildungslinsen (28), eine Einrichtung (30) zum auswählbaren Festlegen einer der unter den Abbildungslinsen ausgewählten längs einer optischen Achse des Farbseparationsscanners, um dadurch eine gewünschte optische Vergrößerung zu schaffen, und eine Einrichtung (46) zum auswählbaren Festlegen der Farbseparationseinrichtung (Fig. 2) in einer Fokalebene der ausgewählten Abbildungslinse sind vorgesehen; und
z) der Abtastkopf ist auch zum Fokussieren in der Lage.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser verständlich und beurteilbar, in welchen:
Die Fig. 1A und 1B eine bildliche schematische Darstellung bzw. eine Seitenansichtdarstellung der optischen und optomechanischen Merkmale des Farbseparationsscanners gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;
Fig. 2 eine detaillierte Schnittdarstellung des optischen Kopfes ist, der einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1 bildet;
die Fig. 3A und 3B eine Draufsicht- bzw. eine Seitenansichtdarstellung einer Kassette sind, die in der Vorrichtung nach Fig. 1 zur transmissiven Abtastung brauchbar ist;
die Fig. 4A und 4B eine Draufsicht bzw. Seitenansichtdarstellung einer alternativen Ausführungsform einer Kassette sind, die in der Vorrichtung nach Fig. 1 zur reflektiven Abtastung brauchbar ist;
Fig. 5 ein elektronisches Blockschaltbild der elektronischen Merkmale des Farbseparationsscanners nach der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 6 ein vereinfachtes Blockschaltbild der CCD-Steuerkarte ist, die in der Vorrichtung nach Fig. 5 benutzt wird;
Fig. 7 ein detailliertes Blockschaltbild der CCD-Steuerkarte ist, die in der Vorrichtung nach Fig. 5 benutzt wird;
die Fig. 8A, 8B, 8C, 8D, 8E und 8F gemeinsam ein detailliertes Blockschaltbild der Eingangskarte und der Interpolationskarte sind, die in der Vorrichtung nach Fig. 5 benutzt werden; Fig. 9 ein vereinfachtes Blockschaltbild der Zeilenspeicherkarte ist, die einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 5 bildet:
Fig. 10 ein detailliertes Blockschaltbild der Scharfeinstellkarte ist, die in der Vorrichtung nach Fig. 5 benutzt wird; Fig. 11 ein detailliertes Blockschaltbild des Mikroprozessors ist, der in der Vorrichtung nach Fig. 10 benutzt wird;
Fig. 12 ein detailliertes Blockschaltbild eines Multiplikationskanals ist, der in der Vorrichtung nach Fig. 10 benutzt wird;
Fig. 13 ein detailliertes Blockschaltbild einer 3-dimensionalen Suchtabellenkarte ist, die in der Vorrichtung nach Fig. 5 benutzt wird;
Fig. 14 ein detailliertes Blockschaltbild einer Ausgangskarte ist, die in der Vorrichtung nach Fig. 5 benutzt wird;
die Fig. 15A und 15B Darstellungen einer Abtastung in einer Layoutfunktion sind, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist;
Fig. 16 eine bildliche Darstellung eines Kassettenhalters ist, auf dem Fokussier- und Kalibriermuster gebildet sind;
Fig. 17 eine Draufsichtdarstellung einer Kassette ist, auf der Fokussier- und Kalibriermuster gebildet sind;
Fig. 18 eine detaillierte Schnittdarstellung eines alternativen Entwurfes des optischen Kopfes ist, der dem nach Fig. 2 gleicht, aber einen gerillten Lichtweg hat;
Fig. 19 eine detaillierte Schnittdarstellung eines Teils des gerillten Lichtweges des optischen Kopfes nach Fig. 18 ist;
die Fig. 20A und 20B Diagramme sind, welche zwei alternative Typen der Bewegung des Bildes während der Abtastung zeigen;
Fig. 21 ein Diagramm ist, das die Zeilenmittelung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 22 ein Diagramm ist, das einen Stoppe-Spiralabtastung-Zyklus zeigt, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
Fig. 23 eine Darstellung einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. IB ist, bei der Faseroptiklichtleiter benutzt werden;
die Fig. 24A und 24B zwei alternative Farbseparationskonfigurationen veranschaulichen, bei denen ein umlaufendes Farbfilterrad benutzt wird;
Fig. 25 eine Anordnung von CCD-Arrays zum Erzielen des besten Fokus gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht; und
Fig. 26 eine Blockschaltbilddarstellung einer Anordnung zum Erzielen von scharfen Bildern gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Die Fig. 1A und 1B, auf die nun Bezug genommen wird, zeigen einen Farbseparationsscanner, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und arbeitet. Der Scanner hat ein Unterteil, das der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist und auf dem die in den Fig. 1A und 1B dargestellten Elemente befestigt sind.
Ein beweglicher X-Y-Schlitten 10 mit herkömmlichem Aufbau ist zum Tragen und gewünschten Positionieren eines abzutastenden zweidimensionalen Eingangsbildes vorgesehen. Der Bewegungsbereich des Schlittens 10 ist so gewählt, daß der Schlitten und das darauf befestigte Eingangsbild in einem Vorabtasthauptrahmen 12 wahlweise angeordnet werden können, dem eine Fernsehkamera 14 zugeordnet ist, die längs einer optischen Achse 15 angeordnet ist, oder in einem Farbauszugabtasthauptrahmen 16, dem ein CCD-Array-Abtastkopf 18 zugeordnet ist, welcher längs einer optischen Achse 19 angeordnet ist.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der Vorabtasthauptrahmen 12 eliminiert werden.
Der Schlitten 10 ist mit einem drehbaren Kassettenhalter 20 versehen, der vorzugsweise zur 360-Grad-Drehung in der Ebene des zweidimensionalen Eingangsbildes angeordnet ist und bei dieser Drehung üblicherweise durch einen Elektromotor (nicht gezeigt) angetrieben wird. Auf dem Kassettenhalter 20 ist eine ausgewählte Kassette 22 lösbar befestigt, die üblicherweise von dem in den Fig. 3A und 3B gezeigten Typ ist.
Der Vorabtasthauptrahmen 12 hat einen Lichtkasten oder eine andere Quelle diffuser Beleuchtung 24 zum Beleuchten von Transparenten und eine Umfangsanordnung von Leuchtstofflampen 26 zum Beleuchten von lichtundurchlässigen zweidimensionalen Eingangsbildern, die im folgenden als "Reflektive" bezeichnet werden. Die Vorabtastung wird ausgeführt, indem der Wagen 10 veranlaßt wird, die Mitte des längs der optischen Achse 15 abzutastenden Bildes unter dem gewünschten Drehwinkel auszurichten.
Das Bild wird durch die Fernsehkamera 14 längs der optischen Achse 15 über ein unter drei Objektiven 28 ausgewähltes Objektiv betrachtet, das eine gewünschte Vergrößerung hat. Die Auswahl des passenden Objektivs erfolgt durch geeignete Positionierung eines Objektivschlittens 30 in einer Ebene, die zu der Ebene des Bildes insgesamt parallel ist, durch eine herkömmliche X-Y-Positioniervorrichtung, welche nicht gezeigt ist. Der Objektivschlitten 30 kann zur richtigen Fokussierung auch parallel zu der optischen Achse 15 mittels einer geeigneten Positioniereinrichtung bewegt werden, z. B. einer langgestreckten, vertikal angeordneten Positionierspindel 31.
Der Farbseparationshauptrahmen 16 umfaßt einen gekrümmten Lichtleiter 32, der oberhalb des Schlittens 10 angeordnet ist und Licht aus einer Schlitzblendenleuchtstofflampe 34 zu einem beleuchteten Streifen leitet, der die optische Achse 19 schneidet, um Transparente abzutasten. Zwei Leuchtstofflampen 36 und zugeordnete Lichtleiter 37 sind unterhalb des Schlittens 10 angeordnet und dienen zum Beleuchten von Reflektiven. Der Schlitten 10 dient außer zum auswählbaren Positionieren des Eingangsbildes an den beiden Hauptrahmen zur schrittweisen Abtastbewegung an dem Farbseparationshauptrahmen 16.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 23 dargestellt ist, können Faseroptiklichtleiter 39 statt der Lichtleiter 32 und 37 benutzt werden.
Bei den Abtastschritten der oben beschriebenen Verfahren kann entweder mit kontinuierlicher oder mit schrittweiser Bewegung des Bildes gearbeitet werden. Bei einer schrittweisen Betriebsart, die schematisch in Fig. 20A dargestellt ist, bewegt sich der das Bild tragende Schlitten eine gewisse Strecke, nachdem eine Zeile freigelegt worden ist, und hält dann an, bis die Vibration, die durch die Bewegung erzeugt wird, beendet ist, legt eine neue Zeile frei und bewegt sich dann wieder. Bei einer kontinuierlichen Betriebsart, die schematisch in Fig. 20B dargestellt ist, werden Aufnahmen gemacht, während sich der Schlitten kontinuierlich bewegt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Rauschen in dem Bild, das durch den Scanner erzeugt wird, reduziert, indem das Original mit einer Auflösung abgetastet wird, die um einen gewissen ganzzahligen Faktor k höher ist als die verlangte endgültige Auflösung, und indem k aufeinanderfolgende Zeilen gemittelt werden, um eine Ausgangszeile zu bilden. Diese Technik ist schematisch in Fig. 21 veranschaulicht.
Eine Stop-Spiralabtasttechnik ist vorgesehen, um mit Situationen fertig zu werden, in denen das Computersystem die hohe Datenrate des Scanners nicht handhaben kann, wenn der Scanner in einer kontinuierlichen Abtastbetriebsart arbeitet. Die Stop-Spiralabtasttechnik, die schematisch in Fig. 22 veranschaulicht ist, beinhaltet die folgenden Schritte:
Stoppe Bewegung;
Bewege Rückwärts;
Warte, bis der Computer bereit ist, Daten zu empfangen;
Beginne Vorwärtsbeschleunigung;
Nimm Abtasten wieder auf, wenn die Stopstelle erreicht wird.
Die Farbseparationsabtastung wird an dem Farbseparationshauptrahmen 16 ausgeführt, indem veranlaßt wird, daß das Eingangsbild in der optischen Achse 19 durch den Abtastkopf 18 über ein ausgewähltes der Vergrößerungsobjektive 42 zeilenweise abgetastet wird.
Der Abtastkopf 18 und die Fernsehkamera 14 sind auf einem gemeinsamen Befestigungsteil 44 befestigt, das nach Bedarf durch eine geeignete Positioniervorrichtung wie eine Positionierspindel 46 nach oben und unten bewegt werden kann. Es ist klar, daß eine geeignete Auswahl der Vergrößerung und Fokussierung getroffen werden kann, wenn das Bild in dem Vorabtasthauptrahmen ist, wodurch die Optiken in dem Farbseparationsabtasthauptrahmen automatisch fokussiert werden.
Für jede Wahl des Objektivs 28 und jede z-Achsenposition des Objektivschlittens 30 und jede z-Achsenposition des gemeinsamen Befestigungsteils 44 während der Fernsehvorabtastung existiert ein entsprechender Satz von Parametern zur Farbseparationsabtastung. Eine Suchtabelle, die in einem Hostcomputer 103 enthalten sein kann, der unten beschrieben ist, speichert die Daten, die sich auf diese Entsprechung beziehen und liefert so Betriebsbefehle zur automatischen Fokussier- und Vergrößerungseinstellung auf der Basis von Parametern, die während der Fernsehvorabtastung bestimmt werden.
Es ist ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß der Abtaster sowohl für Transparente als auch für Reflektive benutzt werden kann. Es ist außerdem ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Rotation des abzutastenden Eingangsbildes ohne weiteres erreicht werden kann, indem der Kassettenhalter 20 körperlich gedreht wird.
Aufgrund der Benutzung von Eingangsbildbefestigungskassetten und eines leicht austauschbaren Schlittens kann der Bereich von Eingangsbildgrößen, der abgetastet werden kann, sich bis zu Transparenten und Reflektiven von 28 · 28 cm (11 · 11 Zoll) erstrecken. Der Scanner hat üblicherweise einen kontinuierlichen Bereich der optischen Verstärkung, die über einem Faktor 30 mittels mehrerer Vergrößerungsobjektive 42 variiert.
Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, die den Abtastkopf 18 nach den Fig. 1A und 1B veranschaulicht. Lichtstrahlen aus einem der Objektive 42 (Fig. 1) gehen durch ein Eingangsfenster 50 hindurch, das auch als ein Infrarotstrahlungsunterdrückungsfilter dient, und treffen auf eine erste Oberfläche 51 eines ersten dichoritischen Filters 52 auf. Der Filter 52 läßt den Blauauszug des Spektrums auf ein lineares CCD-Array 54 gelangen.
Der Gelbauszug, der den Grün- und Rotauszug vereinigt, wird an der ersten Oberfläche 51 auf eine erste Oberfläche 55 eines zweiten dichroitischen Filters 56 reflektiert. Der Filter 56 leitet den Grünauszug über einen Spiegel 57 auf ein weiteres lineares CCD-Array 58. Der Rotauszug wird an der ersten Oberfläche 55 auf einen dritten Filter 60 reflektiert, der ihn zu noch einem weiteren linearen CCD-Array 62 gelangen läßt.
Der Aufbau des optischen Kopfes, der oben beschrieben und in Fig. 2 dargestellt ist, hat die folgenden besonderen Merkmale:
Die Einfallswinkel auf allen Farbseparationsfiltern betragen weniger als 25 Grad. Dieses Merkmal reduziert optische Aberrationen, die in einem größeren Ausmaß bei größeren Einfallswinkeln wie 45 Grad auftreten würden.
Die Farbseparation erfolgt an den ersten Oberflächen 51 und 55 der Filter 52 bzw. 56. Dieses Merkmal reduziert stark das Einfallen von Geisterbildern, die aus mehrfachen Reflexionen an den doppelten Oberflächen der Filter resultieren könnten.
Das Licht, das jedem der Farbauszüge entspricht, geht in einer bevorzugten Ausführungsform durch ein nur 2 mm dickes Glas hindurch, wobei das Eintrittsfenster 50 eine Dicke von 1 mm und jeder der Filter 52, 56 und 60 eine Dicke von 1 mm hat. Die relativ geringe Dicke des Glases, durch das das Licht hindurchgeht, hält optische Aberrationen auf einem Minimum, wodurch der Bildkontrast verbessert wird.
Der optische Abtastkopf 18 ist durch eine relativ hohe numerische Apertur (F-Zahl 1,85) in einer kompakten Konfiguration gekennzeichnet, die eine optische Distanz von 50 mm zwischen dem Eintrittsfenster 50 und den verschiedenen CCD-Arrays aufweist.
Der optische Kopf begrenzt nicht die Länge des benutzten optischen Detektors.
Die Filter 52, 56 und 60 werden hier gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung benutzt, um den gesamten Spektralbereich in eine Anzahl von Teilen "zu zerschneiden", die alle benutzt werden sollen, hier Rot, Grün und Blau. Geisterbilder können erzeugt werden, wenn Licht unter einem von 90 Grad verschiedenen Winkel auf einen Filter auftrifft und durch die zweite Oberfläche des Filters zurück reflektiert und anschließend durch die erste Oberfläche desselben vorwärts auf einen Detektor reflektiert wird, was zu der Erzeugung eines zweiten, relativ schwachen und unfokussierten Bildes zusätzlich zu dem ersten Bild führt.
Die dichroitischen Filter, die bei der Erfindung benutzt werden, umfassen gefärbtes Glas, das einen dichroitischen Mehrschichtüberzug auf seinen ersten Oberflächen und einen herkömmlichen optischen Antireflexüberzug auf seinen zweiten Oberflächen hat.
Der Antireflexüberzug oder die Vergütung ist bestrebt, die Reflexion an der zweiten Oberfläche zu minimieren, und bewirkt, daß Geisterbilder reduziert werden. Angesichts der Tatsache, daß Geisterbilder hauptsächlich aus parasitären Farben bestehen, d. h. das Geisterbild des Blauauszugs enthält hauptsächlich grüne und rote Farben, usw., bewirkt darüber hinaus das gefärbte Glas, daß diese parasitären Farben gedämpft werden. Zum Beispiel absorbiert in dem Blauauszug ein blaugefärbtes Glassubstrat in dem Filter 52 die grüne und rote Farbe, und der Antireflexüberzug auf der zweiten Oberfläche desselben kann für den blauen Abschnitt des Spektrums optimiert werden, um die Möglichkeit eines Geisterbildes in blauer Farbe zu eliminieren.
Die Verwendung von gefärbten Glasfiltern erlaubt auch, weniger teuere optische Überzugstechniken zu benutzen, weil die Glasfiltersubstrate Farben absorbieren, die andernfalls durch die Überzüge übertragen werden müßten.
Es ist ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die hier benutzten Lichtleiter 32 und 37, wie sie oben mit Bezug auf die Fig. 1A und 1B beschrieben worden sind, als Licht-Raum- Mittelungsvorrichtungen dienen. Auf der Ausgangsseite jedes Lichtleiters repräsentiert jeder Punkt einen Beitrag von sämtlichen Punkten längs der Leuchtstofflampe. Das Licht wird viele Male innerhalb des Lichtleiters reflektiert, um eine neue Lichtquelle zu erzeugen, d. h. das Lichtleiterausgangssignal, das eine räumlich flache Intensitätsverteilung hat. Deshalb wird die räumliche Verteilung der Intensität des Ausgangssignals des Lichtleiters nicht durch Änderungen in der räumlichen Verteilung der Intensität der Leuchtstofflampen nachteilig beeinflußt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die inneren Oberflächen des optischen Kopfes so ausgebildet, daß der Effekt von Lichtreflexion reduziert wird. Gemäß der allgemeinen Darstellung in Fig. 29 und der Einzeldarstellung in Fig. 30 können die inneren Oberflächen des optischen Kopfes wie der Lichtweg zwischen dem Filter 52 und dem CCD-Array 54 gerillt sein, um die Reflexionswirkung von Streulicht zu reduzieren.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Farbseparation alternativ erreicht werden, indem eine einzelne CCD 59 und ein umlaufendes Farbfilterrad 61, das zu der CCD benachbart angeordnet ist, benutzt werden. Eine solche Konfiguration ist in Fig. 24A dargestellt. Alternativ kann das umlaufende Farbfilterrad 61 benachbart zu einer Lichtquelle 63 angeordnet werden, wie es in Fig. 24B dargestellt ist.
Die Konfiguration, die in Fig. 24B dargestellt ist, gleicht insgesamt der in Fig. IB dargestellten, mit der Ausnahme, daß die Konfiguration nach Fig. 24B auch eine Leuchttischbaugruppe beinhaltet, um zu ermöglichen, daß das abgetastete Transparent zwischen den Abtastzyklen betrachtet werden kann. Zusätzlich zu der Lichtquelle 63 und dem Filterrad 61 beinhaltet die Leuchttischbaugruppe auch einen Diffusor 65 und einen Schirm 67.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die CCD-Arrays in dem optischen Kopf gemäß der Darstellung in Fig. 25 angeordnet, so daß jede CCD in der besten Fokalebene für den Farbauszug, den sie erfaßt, angeordnet ist. Aufgrund von longitudinalen Farbabberationen der Objektive sind die Vergrößerungen der CCDs nicht gleich, wenn sie jeweils in der besten Fokussierung sind. Das wird durch geeignete elektronische Verarbeitung korrigiert.
Es wird nun auf die Fig. 3A und 3B Bezug genommen, die eine Kassette 22 (Fig. 1) veranschaulichen, welche in Verbindung mit Transparenten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung brauchbar ist. Die Kassette 22 besteht üblicherweise aus zwei ebenen Glasteilen 70 und 72, deren innere Oberflächen derart aufgerauht sind, z. B. durch Ätzen, daß der Bildkontrast nicht verringert wird, daß aber Newtonsche Ringe eliminiert werden, die erzeugt werden würden, wenn die Transparente auf ungeätztem Glas plaziert würden. Die vorstehende Technik eliminiert die Notwendigkeit von Brechungsindexanpaßöl zwischen den Transparenten und den Glasplatten wie in herkömmlichen Scannern.
Die beiden Glasteile werden durch geeignete Befestigungselemente 73 wie "Nylatches" miteinander verbunden und umschließen ein Transparent, das abgetastet werden soll (nicht dargestellt).
Eine innere Opalmaske 74, die eine typische optische Dichte von 0,6 hat, ist vorgesehen, um den Bereich außerhalb des Films abzudecken. Die Maske gewährleistet, daß die hellste Stelle innerhalb des Transparents sein wird, gestattet aber trotzdem, Teile des Transparents, die durch die Maske bedeckt sind, zu betrachten, so daß Referenzpunkte außerhalb des abzutastenden Bildes gesehen werden können.
Eine äußere lichtundurchlässige schwarze Maske 76 ist außerdem in Kombination mit der Opalmaske 74 vorgesehen und so angeordnet, daß sie Gruppen von abwechselnden schwarzen und weißen Mustern 77 an dem Transparent definiert. Diese Muster werden zur automatischen Fokussierung benutzt, wie es unten beschrieben wird.
Befestigungsschienen 78 sind auf dem Glas 70 befestigt und dienen zum Befestigen der gesamten Kassette auf dem Kassettenhalter 20 (Fig. 1A und 1B).
Ein Strichcode oder ein anderer erfaßbarer Code ist üblicherweise auf einem aufrechten Element 80 vorgesehen, das auf dem Glas 70 befestigt ist, um die Eingangsbildgröße zu identifizieren. Aus diesem Parameter und der von der Bedienungsperson festgelegten gewünschten Ausgangsgröße berechnet der Scanner automatisch das gewünschte Objektiv 42, das zu wählen ist, und die gewünschte Lage des Schlittens 30 und des gemeinsamen Teils 44, so daß die richtige Vergrößerung und der richtige Fokus erzielt werden. Die Feinabstimmung der Vergrößerung und des Fokus werden automatisch ausgeführt, wie es unten beschrieben ist.
Es wird nun auf die Fig. 4A und 4B Bezug genommen, die eine Kassette veranschaulichen, welche zur Verwendung bei der Reflexionsabtastung geeignet ist. Die Kassette gleicht insgesamt der oben in Verbindung mit den Fig. 3A und 3B beschriebenen. Sie ist jedoch zur Beleuchtung von unterhalb angeordnet und daher mit einem Griff 82 versehen, der auf dem oberen Glasteil derselben angeordnet ist. Der Übersichtlichkeit halber sind diejenigen Teile der Kassette, die denjenigen der Kassette nach den Fig. 3A und 3B gleichen, mit denselben Bezugszahlen bezeichnet, die dabei benutzt werden, ohne daß die entsprechende Erläuterung wiederholt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Feinabstimmung der optischen Vergrößerung und des Fokus vorgesehen. Das Fokussiermuster 77 (Fig. 3A) wird mit Hilfe eines CCD- Array (typischerweise des Grün-Array) oder durch die Fernsehkamera, wenn eine Fernsehvorabtastung vorgesehen ist, optisch erfaßt. Eine Pixelzählung über der bekannten Mustergröße wird benutzt, um eine verlangte Vergrößerung einzustellen. Anschließend wird das gemeinsame Teil 44 in eine Position gebracht, in welcher der optimale Fokus erreicht wird. Die Methoden, durch die eine optimale Fokussierung erreicht wird, sind unten beschrieben. Wenn bei der Vergrößerungseinstellung hohe Präzision verlangt wird, verlangt das Auffinden des optischen Fokus ein Verändern der Vergrößerung, und deshalb könnte eine zweite Iteration der Positionierung der Elemente 30 und 44 erforderlich sein
Eine Anzahl von alternativen Fokussiertechniken kann im Rahmen der Erfindung benutzt werden, um das Fokusmuster zum Erzielen des geeigneten Fokus zu benutzen.
Gemäß einer ersten Methode können bei dem Fokusmuster transparente schmale Schlitze benutzt werden, die auf einem lichtundurchlässigen schwarzen Hintergrund angeordnet sind. Die Schlitze sind so ausgebildet, daß sie ausreichend schmal sind, um eine Gaußsche Intensitätsverteilung für jeden Schlitz festzulegen, wie er durch den Detektor gesehen wird. Die zentrale Intensität und Breite des Signals sind äußerst abhängige Funktionen des Fokus und sind daher gute Fokusparameter. Durch Messen entweder der zentralen Intensität oder seiner Breite kann der Computer die Fokussierausrichtung finden, wo entweder die Intensität maximiert oder die Breite minimiert ist.
Ein iterativer Prozeß kann benutzt werden, um die Fokussierung mit schrittweisen Bewegungen der Objektive in einer zu den optischen Achsen 15 und 19 (Fig. 1A und 1B) parallelen Richtung zu bewirken.
Gemäß einer alternativen Fokussiermethode werden bei dem Fokussiermuster abwechselnde schwarze und weiße Balken benutzt. Herkömmliche digitale Methoden werden benutzt, um die Ränder der Balken zu erfassen, die auf dem Detektor abgebildet werden.
Gemäß einer dritten Fokussiermethode werden abwechselnde schwarze und weiße Balken als ein Fokussiermuster benutzt. Daten, die aus dem Detektor empfangen werden, werden benutzt, um ein Histogramm zu definieren. Die Schärfe der Scheitel des Histogramms ist eine Anzeige der Schärfe des Fokus. Die Schärfe der Scheitel kann ausgewertet werden, indem statistische Populationen gezählt werden oder indem alternativ die Standardabweichung des Histogramms berechnet wird. Diese Technik ist äußerst genau.
Es ist ein besonderes Merkmal von allen oben beschriebenen Fokussiertechniken, daß derselbe Detektor benutzt werden kann, um eine automatische Fokussierung zu bewirken und das Bild tatsächlich abzutasten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können ein Fokussiermuster und ein Kalibriermuster, die gemeinsam mit der Bezugszahl 99 bezeichnet sind, auf dem Kassettenhalter 20 gebildet werden, wie es bin Fig. 16 gezeigt ist. Alternativ können das Fokussiermuster und das Kalibriermuster 99 auf der Kassette 22 gebildet werden, wie es in Fig. 17 gezeigt ist.
Die Abtasttechnik wird nun kurz beschrieben. Wenn ein neues Bild abgetastet werden soll, wird es zuerst einer Vorabtastung unterzogen, wodurch die Fernsehkamera 14 (Fig. 1A und 1B) auf einem geeigneten Monitor (nicht gezeigt) ein Abbild des Bildes über dem vollen Schirm liefert. Alternativ wird, wenn keine Fernsehvorabtastung benutzt wird, eine Vorabtastung ausgeführt, indem der CCD-Array-Abtastkopf 18 benutzt wird.
Die operativen Parameter der Vorabtastung wie Fokus, reflektive oder transmissive Abtastung und nominelle Eingangsgröße werden am Anfang durch Ablesen des Strichcodes auf dem aufrechten Element 80 (Fig. 3A) eingestellt.
Der Dynamikbereich der CCD wird durch Belichtungssteuerung der CCDs bestimmt. Das wird erreicht durch Vorsehen einer Motorsteuerung der Irisblenden der Objektive 42 und Steuern der Integrationszeit der CCDs. In der Praxis wird die Analogverstärkung so kalibriert, daß die Sättigung der CCDs bei einer bestimmten Spannung erfolgt, was in eine digitale Information umgewandelt und durch den Computer gelesen wird. Diese Ablesung ermöglicht dem Computer zu entscheiden, wie die Irisblende zu betätigen ist und wie die Belichtungszeit einzustellen ist.
Die Abtastsequenz ist insgesamt folgende:
Eine erste Vorabtastung wird eingeleitet durch Plazieren einer geladenen Kassette in dem Kassettenhalter 20. Der Kassettencode wird gelesen, und der Scanner wird darauf eingestellt, das Eingangsbild vorabzutasten. Vor dieser Vorabtastung werden jedoch die CCD-Arrays dem Lichtquellenausgangssignal der Lichtleiter ausgesetzt, und die Irisöffnungen und die Integrationszeiten der CCD-Arrays werden auf den vollen Dynamikbereich eingestellt. Die Lichtquelle wird dann maskiert, um eine Kalibrierung der Dunkelheit mit derselben Integrationszeit vorzunehmen und eine Dunkelkorrekturinformation zu erzeugen. Anschließend wird eine mittlere Lichtdichte zur Kalibrierung der Empfindlichkeit der einzelnen CCD-Zellen geliefert.
Die Vorabtastung wird dann ausgeführt, und das Bild wird der Bedienungsperson auf einem Monitor angezeigt. Die Helligkeit des hellsten Punktes wird im Speicher festgehalten.
Eine zweite Vorabtastung wird dann bei Bedarf ausgeführt, die die Forderungen der Bedienungsperson wie Beschneidung von Zeilen, Rotationen und spätere Verschiebungen umfaßt. Empfindlichkeits- und Dunkelsignalkalibrierungen werden dann ausgeführt, um eine Empfindlichkeitskorrekturdatei zu erstellen, die von der Integrationszeit unabhängig ist. Eine neue Integrationszeit wird dann berechnet, wobei der hellste Bildpegel, der zuvor gemessen worden ist, berücksichtigt wird, um diesen Pegel auf den maximalen Dynamikbereich des Detektors zu strecken. Dunkelsignalkalibrierungen werden dann auf der Basis der neuen Integrationszeit erneut ausgeführt.
Das Abbild des Bildes, das nach einer Vorabtastung auf dem Schirm gesehen wird, hat eine geringe Auflösung, so daß es möglich ist, seine Schärfe zu beurteilen. Unter Verwendung eines Cursors, der durch eine Maus betätigt wird, kann dann ein Punkt auf dem Schirm ausgewählt werden, um den eine zweite Vorabtastung ausgeführt werden kann, so daß das Abbild nun mit der vollen Auflösung erscheinen wird und seine Schärfe ausgewertet werden kann.
Ein Verfahren zum Einpassen eines Bildes in ein Layout einer Seite während der Abtastung, wodurch das Bild bewegt, gedreht, vergrößert oder verkleinert werden kann, während es abgetastet wird, so daß es präzise in einen gewünschten Ort in dem abgetasteten Layout passen wird, wird benutzt. Das Verfahren beinhaltet vorzugsweise folgende Schritte:
Abtasten eines Bildes und Anzeigen desselben für eine Bedienungsperson auf einem Fernsehschirm;
Anzeigen des Seitenlayouts auf dem Schirm, so daß es mit Markierungen wie dünnen Linien am oberen Ende des Bildes betrachtet wird (Fig. 15A);
Verwenden eines Tabletts und einer Maus oder von ähnlichen Vorrichtungen, Markieren von zwei Punkten auf dem angezeigten Bild und von zwei entsprechenden Punkten auf dem Layout, wo die Bildpunkte eingepaßt werden sollen; und
Ausführen von Computerberechnungen der geometrischen Parameter, so daß das Bild gemäß diesen Parametern erneut abgetastet wird (Fig. 15B).
Das Layout kann in den Hostcomputer entweder vor oder während der obigen Prozedur, entweder durch Abtasten einer Layoutzeichnung oder durch Empfangen derselben aus einer anderen Workstation eingegeben werden.
Als eine Alternative zum Anzeigen des gesamten Layouts auf dem Schirm ist es möglich, dem Computer Koordinaten der beiden Punkte zu liefern, indem ein Tablett für die Layoutzeichnung benutzt und mit einer Maus oder ähnlichen Vorrichtung auf diese gezeigt wird.
Fig. 5 zeigt ein elektronisches Blockschaltbild der elektronischen Merkmale der vorliegenden Erfindung. Der Farbseparationsabtastkopf 18 (Fig. 1) gibt Rot-, Grün- und Blau- Farbauszugausgangssignale an eine CCD-Steuerkarte 90 ab und verkehrt anderweitig mit derselben. Die CCD-Steuerkarte 90 gibt Rot-, Grün- und Blau-Farbauszugausgangssignale an eine Auflösungsbestimmungsschaltungsanordnung ab, die eine Eingangskarte 92 umfaßt, welche ihrerseits Ausgangssignale an eine Interpolationskarte 94 abgibt.
Das Ausgangssignal der Auflösungsbestimmungsschaltungsanordnung wird in Form von Rot-, Grün- und Blau-Farbauszugsignalen an eine adaptive Scharfeinstellschaltungsanordnung abgegeben, die eine Zeilenspeicherkarte 96 enthält, deren Ausgang mit einer Scharfeinstellkarte 98 verbunden ist. Das Ausgangssignal der Scharfeinstellkarte 98 in Form von Rot-, Grün- und Blau-Farbauszugsignalen wird an eine Farbbestimmungsschaltungsanordnung abgegeben, die eine 3-dimensionale Suchtabellenkarte 100 enthält.
Das Ausgangssignal der dreidimensionalen Suchtabellenkarte 100 wird als Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-Farbauszugsignale an eine Datenformatschaltungsanordnung abgegeben, die eine Ausgangskarte 102 enthält. Die Datenformatausgangskarte 102 liefert die Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-Farbauszugsignale im verlangten Format an einen Hostcomputer 103 zur Speicherung und weiteren Verarbeitung. Der Hostcomputer 103, der die Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-Farbauszugsignale speichert, liegt außerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung und ist üblicherweise ein Computer, der auf einem Intel 80286 basiert, wie z. B. die Workstation Scitex Softproof, die von Scitex Corporation Ltd., Herzlia, Israel, hergestellt wird.
Eine Indexerkarte 104 steht mit der CCD-Steuerkarte 90 für Steuerzwecke in Verbindung und liefert mehrere Steuerausgangssignale, die in Fig. 5 angegeben sind.
Jede der oben beschriebenen Karten 92-102 ist mit einem Mehrfachbus 105 verbunden. Die CCD-Steuerkarte 90 und die Indexerkarte 104 sind jeweils mit einem Mehrfachbus 107 verbunden. Die Mehrfachbusse 105 und 107 sind über NLT-Treiberschaltungen 109 verbunden, die jedem Mehrfachbus zugeordnet sind. Die Karten 92- 102 sind jeweils zusätzlich mit einem Eingangs- und Ausgangsbus 111 verbunden, der eine Verbindung zwischen den verschiedenen Karten herstellt. Die Ausgangskarte 102 kann darüber hinaus mit einem LBX-Bus zur Verbindung mit einem externen Computer verbunden sein.
Die CCD-Steuerkarte 90 ist in Form eines vereinfachten Blockschaltbildes in Fig. 6 und in Form eines ausführlicheren Blockschaltbildes in Fig. 7 dargestellt. Es ist zu erkennen, daß die CCD-Steuerkarte 90 eine Analogeingangsschaltungsanordnung 110 aufweist, welche drei Videoeingangssignale aus den Rot-, Grün- und Blau-CCD-Arrays empfängt und jedes derselben in einen 12- Bit-Digitalwert umwandelt.
Die Ausgangssignale aus der Analogeingangsschaltungsanordnung 110 werden einem Pixelpuffer 112 zugeführt, dessen Ausgang mit einer Dunkelkorrekturschaltungsanordnung 114 verbunden ist. Das Ausgangssignal der Dunkelkorrekturschaltungsanordnung 114 wird an eine Verstärkungs- und Lichtkorrekturschaltungsanordnung 116 abgegeben, deren Ausgang mit der Eingangskarte 92 (Fig. 5) verbunden ist. Ein Ausgangspuffer 118, der eine Kapazität von einer Zeile hat, empfängt ebenfalls ein Ausgangssignal aus der Verstärkungs- und Lichtkorrekturschaltung 116 und ist an seinem Ausgang mit dem Mehrfachbus 107 verbunden. Eine Takt- und Steuerschaltungsanordnung 122 gibt Takt- und Steuerausgangssignale an die verschiedenen Schaltungselemente der Schaltungsanordnung nach Fig. 6 und auch an die CCD-Arrays ab.
Die Ausgangssignale aus dem CCD-Array werden in der CCD-Steuerkarte 90 hinsichtlich Dunkel- und Verstärkungsverschiebungen korrigiert, die durch die Ungleichförmigkeit der CCD-Arrays verursacht werden. Aufgrund der Tatsache, daß die einzelnen Zellen in jeder CCD auf identische Beleuchtungsbedingungen unterschiedlich ansprechen und außerdem unterschiedliche Dunkelladungserzeugungseigenschaften aufweisen, ist es notwendig, das Ansprechen jeder CCD-Zelle in jedem Array zu messen, ein mittleres Ansprechen für alle Zellen zu berechnen und dann einen Korrekturfaktor bei jeder Zelle anzuwenden, damit das Gesamtarray gleichmäßig anspricht. Diese Korrektur wird sowohl unter dunklen als auch hellen Bedingungen folgendermaßen ausgeführt:
a. Eine Abtastung von sämtlichen Zellen in den CCD-Arrays wird in totaler Dunkelheit ausgeführt, und das Ausgangssignal wird über die Mehrfachbusse 107 und 105 an den Hostcomputer 103 angelegt. Der Hostcomputer mißt den Verschiebungswert jeder Zelle, berechnet einen Korrekturfaktor für diese Zelle auf der Basis des mittleren Ansprechens von sämtlichen Zellen und sendet dann einen Verschiebungswert zu der Dunkelkorrekturschaltungsanordnung 114, um ihn jeder Zelle zuzuführen, wenn ihr Ausgangssignal während der normalen Abtastung gelesen wird.
b. Dieselbe Prozedur wird wiederum ausgeführt, aber diesesmal werden die CCD-Arrays mit einer Lichtquelle belichtet, deren Intensität halb so groß ist wie der normale Betriebswert. Der Computer mißt den Verschiebungswert, jeder Zelle, berechnet den Korrekturfaktor für diese Zelle auf der Basis des mittleren Ansprechens von sämtlichen Zellen und überträgt dann einen Verschiebungswert zu der Verstärkungs- und Lichtkorrekturschaltungsanordnung 116, um ihn jeder Zelle zuzuführen, wenn ihr Ausgangssignal während der normalen Abtastung gelesen wird.
Es wird nun zusätzlich auf Fig. 7 Bezug genommen, die ein detailliertes Blockschaltbild der CCD-Steuerkarte 90 nach Fig. 6 ist. Es ist zu erkennen, daß die RGB-Signale aus den CCD-Arrays in drei identische Schaltungen eingegeben werden, eine für jeden Rot-, Blau- und Grün-Kanal. Jede Schaltung enthält einen Eingangsoperationsverstärker 124, eine Nachlauf-Halte-Abtastschaltung 126 und einen A/D-Wandler 128.
Der Operationsverstärker 124 in jeder Schaltung puffert und konditioniert den Eingangsstrom aus dem CCD-Array und legt das Ausgangssignal an die Nachlauf-Halte-Abtastschaltung 126 an, die die Information in einem stetigen Zustand hält, lange genug, damit sie durch den sich direkt anschließenden A/D-Wandler 128 verarbeitet werden kann. Die Information wird dann in einem Puffer 130 gespeichert, wo sie durch den Hostcomputer 103 analysiert und hinsichtlich Differenzen im Ansprechen der einzelnen Zellen auf Hell und Dunkel korrigiert wird.
Ein Offset- oder Verschiebungswert, der durch den Hostcomputer 103 geliefert wird, wird in ein Register 132 geladen und durch einen Vorspannungs-D/A-Wandler, 134 verarbeitet, um eine Gleichstrom-Offset-Spannung an den Eingang des Operationsverstärkers 124 anzulegen. Diese Offset-Spannung ist gleich der und verschiebt die Betriebsspannung, welche das CCD-Array ansteuert, und ermöglicht dem Betriebsverstärker, nur die Differenzspannung an seinen Eingängen zu messen, die den Ausgangsladungen der Zellen der CCD-Arrays entspricht.
Der Eingangs-A/D-Wandler 128 der Analogeingangsschaltungsanordnung 110 wandelt den Eingangsstrom in 4096 Grauwerte (12-Bit-Daten) um und überträgt diese über einen Puffer 130 in eine 16-Bit-ALU 136, die Teil der Dunkelkorrekturschaltungsanordnung 114 (Fig. 6) ist, welche die Dunkelkorrektur des ursprünglichen Eingangsstroms vornimmt.
Der Ein-Pixel-Puffer 112 zwischen der Analogeingangseinheit 110 und der Dunkelkorrekturschaltung 114 (Fig. 6) wird tatsächlich durch drei Puffer 130 verkörpert, von denen jeder ein einzelnes Pixel der R-, G- und B-Information in einem stetigen Zustand zur Verarbeitung durch die Dunkelkorrekturschaltungsanordnung 114 hält.
Die Dunkelkorrekturschaltgung 114 kompensiert Differenzen zwischen den Zellen der CCD-Arrays unter dunklen (Abwesenheit von Licht) Bedingungen. Während des Abtastens lädt der Hostcomputer die Dunkelkorrekturtabelle, die während der Einrichtperiode des Scanners berechnet worden ist, in den Dunkelspeicher, und die 16-Bit-ALU 136 addiert den Offset zu jedem Pixel, wenn es empfangen wird. Die korrigierte Information wird in die Verstärkungskorrekturschaltung zur weiteren Verarbeitung übertragen.
Die Verstärkungs- und Lichtkorrekturschaltung 116 kompensiert die ungleichmäßige Verteilung der Lichtquelle im Raum und über der Zeit und die Differenz im Ansprechen der einzelnen CCD-Zellen auf die Lichtquelle. Eine Temporallichtfaktorkalibrierschaltungsanordnung 139 liefert einen Kalibrierfaktor zum Korrigieren der Verstärkungspixeldaten für jegliche Änderungen der Lichtquellenintensität über der Zeit.
Während des Abtastens lädt der Hostcomputer die Pixeloffsettabelle, die während der Einrichtperiode des Scanners berechnet worden ist, in einen Verstärkungsspeicher 138. Der Datenstrom, der aus der Analogeingangsschaltung 110 ankommt, wird mit den Daten multipliziert, die in dem Verstärkungsspeicher gespeichert sind, und das resultierende korrigierte Signal wird über einen Begrenzer 140 und ein Ausgangsregister 142 zu einem Leitungsausgangspuffer 118 (Fig. 6) und einem Treiber 144 übertragen.
Der Ausgangspuffer 118 ist ein Einzelzeilenpuffer, der die korrigierte Information aus den CCD-Arrays empfängt und sie über die Mehrfachbusse 107 und 105 zu dem Hostcomputer 103 überträgt. Der Puffer gestattet auch dem Hostcomputer, auf die Information direkt zuzugreifen, bevor sie die Eingangskarte 92 für Diagnosezwecke oder zur Verarbeitung durch verschiedene andere Arten von Computern erreicht. Die CCD-Kalibrierinformation wird ebenfalls zu der Eingangskarte 92 zur weiteren Verarbeitung durch die Scannerschaltungsanordnung in den Karten 92-102 übertragen.
Für den Takt und die Steuerung der CCD-Arrays und der Schaltungsanordnung in der CCD-Steuerkarte 90 sorgt die Takt- und Steuerschaltungsanordnung 122 (Fig. 6), die durch die Hostcomputersoftware gesteuert wird.
Eine Bitkartendarstellung, die die Adressen von toten Zellen, von Zellen mit halber Ansprechempfindlichkeit, von hellen und dunklen Zellen in den CCD-Arrays enthält, wird durch den Hostcomputer 103 in einen RAM-Speicher 146 in der Takt- und Steuerschaltungsanordnung 122 geladen. Die Schaltungsanordnung 122 arbeitet mit der Bitkartendarstellung in dem RAM 146 und wählt die korrekten Zellen zum Einrichten und Abtasten aus.
Die Takt- und Steuerschaltungsanordnung 122 benutzt auch die Bitkartendarstellung, um die Steuer- und Taktsignale an die Indexerkarte 104 (Fig. 5) zum Positionieren des optischen Abtastkopfes an der korrekten Stelle für jede Abtastzeile abzugeben. Ein Steuersignal aus der Indexerkarte informiert den Hostcomputer 103, wenn eine Leitung abgetastet worden ist und diese Daten gelesen werden können.
Es wird nun auf die Fig. 8A-8F Bezug genommen, die gemeinsam ein ausführliches Blockschaltbild der Eingangskarte 92 und der Interpolationskarte 94 nach Fig. 5 bilden. Eine Bildreduktion in dem Scanner erfolgt zuerst durch die Objektive in dem Strahlengang und wird durch den Typ des benutzten Objektivs begrenzt. Eine weitere Reduktion wird durch die Eingangskarte 92 und die Interpolationskarte 94 folgendermaßen elektronisch ausgeführt:
Pixeldaten, die aus der CCD-Steuerkarte 90 ankommen, werden mit einem Faktor von 2n · 2m sowohl in der x- als auch in der y- Richtung gemittelt.
Wenn das erste Pixel aus der CCD-Steuerkarte 90 ankommt, wird es gepuffert und in eine Eingangsauswähl-FIFO-Schaltungsanordnung 150 geladen. Eine FIFO-Schaltung ist für jeden der Rot-, Blau- und Grün-Kanäle vorgesehen. Der Wert des Pixels wird dann durch ein Schreibsteuerspeicher (Writable Control Storage oder WCS)- Element 151 in ein FIFO-Register 152 eingeschrieben.
Ein Mikroprogramm in dem WCS 151 übernimmt das erste Eingangspixel aus dem FIFO-Register 152 über eine ALU 154 in einen Zeilenspeicher 172. Das Pixel wartet dann auf das nächste Eingangspixel, um an dem Ausgang des entsprechenden FIFO verfügbar zu sein. Wenn das Pixel verfügbar wird, liest das Mikroprogramm es aus dem FIFO-Register 152 aus und sendet es zu der ALU 154.
Gleichzeitig wird das erste Pixel über ein Speicherregister 158 zurück in die ALU 154 bewegt, wo es mit dem zweiten Pixel akkumuliert und dann zurück zu dem Leitungsspeicher 172 gesendet wird. Dieser Prozeß wird wiederholt, bis die Anzahl der Pixel, die durch einen vorgewählten Reduktionsfaktor bestimmt wird, erreicht ist. Der Prozeß wird für jede Gruppe von Pixels erneut wiederholt, bis das Ende der Zeile erreicht ist.
Eine Gradationssuchtabelle (look-up table oder LUT) 160 nimmt eine Grauwertkorrektur an dem Datenstrom gemäß einer Tabelle vor, die aus dem Hostcomputer 103 ferngeladen wird. Die korrigierte Information wird dann über einen nächsten Kartenpuffer 162 zu einer weiteren Karte in dem System über den Ausgangsbus 111 übertragen.
Ein Mikroprogramm, das aus dem Hostcomputer 103 in das WCS 151 ferngeladen wird, steuert den Betrieb und die Taktsteuerung der Eingangskarte 92.
Zwei Schaltungen, ein Maximumdetektor 164 und ein Sättigungsdetektor 166, sind zwischen dem FIFO-Register 152 und der ALU 154 angeordnet und dienen dazu, den Maximalwert der Eingangspixel zu messen und zu zählen, wieviele Pixel einen vorbestimmten Sättigungswert erreicht haben. Diese beiden Schaltungen sind nicht in der Lage, zwischen R-, G- und B-Pixeln zu unterscheiden, und dienen dazu, einen Wert für entweder eine Einzelzeile oder ein ganzes Bild zu liefern. Die gewonnene Information dient nur für Einrichtzwecke und wird nicht während der normalen Abtastung benutzt.
Ein Steuerregister 170 liefert ein Zeilenendesignal sowie Steuer- und Löschsignale an die Maximumdetektorschaltungen 166 bzw. 164 und an Speicheradreßzähler 173.
Ein Statusregister 171 versorgt den Hostcomputer mit Statusinformation auf einer Interrupt-Basis.
Jeder Eingang oder Ausgang auf der Eingangskarte 92 ist mit dem Mehrfachbus 105 über einen Treiber/Empfänger 176 verbunden und gestattet dem Hostcomputer, jedes Eingangs- oder Ausgangssignal für Diagnosezwecke unabhängig zu laden oder zu lesen.
Zum Beispiel, ein Puffer zwischen dem Mehrfachbus 105 an dem Hostcomputer 103 und den Eingangs-FIFO-Schaltungen 150 gestattet, Daten aus dem Hostcomputer für Diagnosezwecke in die FIFOs zu laden. Das bedeutet, daß die Diagnose stattfinden kann, ohne daß die Scanner-CCD-Steuerkarte 90 angeschlossen ist.
Eine Mehrfachbusschnittstelle 180 macht die Zuteilung zwischen dem Mehrfachbus 105 in dem Hostcomputer 103 und der Eingangskarte 92. Zum Beispiel, sie akzeptiert Steuerdaten aus dem Hostcomputer und wählt die Quelle der Eingangsdaten aus. Daten können der Eingangskarte aus drei Quellen zugeführt werden: aus der CCD-Steuerkarte 92, aus dem Mehrfachbus 105 direkt oder aus dem Eingangsbus 111. Steuerdaten wie Daten zur Vergrößerung, Verschiebung, Gradation sowie WCS-Mikroprogramme aus dem Hostcomputer werden ebenfalls durch die Mehrfachbusschnittstelle 180 gehandhabt.
Die Interpolationskarte 94 erfüllt zwei Funktionen. Eine besteht darin, die optische/mechanische Fehlausrichtung der Rot-, Grün- und Blau(RGB)-Bilddatenauszüge zu korrigieren, und die zweite besteht darin, für eine Grobeinstellung der Bildgröße unter Verwendung von elektronischen Interpolationstechniken zu sorgen.
Die obigen beiden Operationen werden ausgeführt, indem neue Pixelwerte aus Daten von benachbarten Pixeln interpoliert werden, indem eine zweidimensionale Faltungstechnik benutzt wird. Daher können Operationen zu einer einzelnen Operation kombiniert werden, um das gewünschte Ergebnis zu liefern. Das wird erreicht, indem mathematische Präparationsalgorithmen zum Laden von Suchtabellen (LUT) benutzt werden, die während der gesamten Bildverarbeitung benutzt werden.
Der erste Präparationsschritt definiert die Misregistration der Rot- und Blau-Daten in bezug auf die Grün-Daten (was als die Referenzseparation definiert ist). Da die Misregistration auf der X-Achse des Scanners auftritt und längs der Y-Achse (der Abtastachse) nicht geändert wird, ist eine Abbildung nur längs dieser Achse erforderlich. Der zweite Präparationsschritt bestimmt das Ausmaß der Grobbildeinstellung, die das Gewicht von jedem der benachbarten Pixels definiert. Nachdem die obigen beiden Operationen vollendet worden sind, wird die Information in die geeigneten LUTs geladen.
Aus dem Blockschaltbild in den Fig. 8B-8F, auf das nun Bezug genommen wird, ist zu erkennen, daß die Interpolationskarte 94 Eingangs-FIFOs 181 für jede der RGB-Datenseparationen enthält, die alle aus der Eingangskarte 92 mit Hilfe von multiplexierten Datenübertragungstechniken zugeführt werden. Aus den Eingangs- FIFOs 181 werden die Daten in den Zeilenpufferspeicher 182 geladen, der üblicherweise acht Zeilen (erweiterbar auf 16 Zeilen) für jede einzelne der RGB-Separationen enthält.
Ein Interpolationsprozessor 183 berechnet für jede Separation die nächste Eckpunktlage (mit einer Genauigkeit von 1/16 eines Pixels) der interpolierten Bereichsmatrix. Das wird unterschiedlich für die Grün-Separation im Vergleich zu den Rot- und Blau- Separationen ausgeführt, weil die Grün-Separation keine Fehlausrichtungskorrekturen erfährt, in Anbetracht der Tatsache, daß sie als Referenz dient.
Für die Grün-Separation werden die Eckpunktkoordinaten direkt aus XO- und YO-LUTs 184 bzw. 185 entnommen, die durch den X-Achsenpunktzähler 186 und den y-Achsenzeilenzähler 187 adressiert werden, um die korrigierte Adresse des Eckpixels innerhalb des Zeilenspeichers 182 zu bestimmen.
Der Fraktionsteil des Ortes, der interpoliert wird (PXO, PYO) wird benutzt, um Koeffizienten-LUTS 188 zu adressieren, welche einem Multiplizierer 189 mit dem passenden Gewicht für jedes einzelne Pixel versorgen, das in der Faltungsmatrix benutzt wird. Die Summe von sämtlichen Multiplikationen des gefalteten Bereiches ist das endgültige korrigierte Pixel, das dann außerhalb der Interpolationskarte über den Ausgangsbus 111 multiplexiert wird.
Die Registration oder Registerhaltigkeit der Rot- und der Blau- Separationen in bezug auf die Grün-Separation wird durch das, Vorsehen einer Delta-y-LUT 190 und einer ALU 191 für jede der Rot- und Blau-Separationen erzielt. Das ermöglicht eine Feinkorrektur längs der Y-Achse, die in Echtzeit während der Interpolation längs der X-Achse (d. h. der CCD-Pixelachse) berechnet wird.
Sequenzer 192 sind vorgesehen, um den Betrieb der Interpolationskarten zu steuern. Einer der Sequenzer 192, der als Mikrocodesequenzer bezeichnet ist, steuert den Gesamtbetrieb der Interpolationskarte und den Betrieb des Einschreibens in den geeigneten Zeilenspeicher 182. Ein zweiter Sequenzer 192, der als Faltungssequenzer bezeichnet ist, steuert nur die Rechenoperation, die zur Faltung benötigt wird.
Eine Mehrfachbusschnittstelle 193 sorgt für die Koordination zwischen den Interpolationskartenbussen und dem Hostcomputer 103 vor und nach dem Interpolationsprozeß und kann auch für diagnostische Zwecke benutzt werden.
Die Scharfeinstellschaltungsanordnung enthält typischerweise zwei Karten, eine Zeilenspeicherkarte 96 und eine Scharfeinstellkarte 98.
Die Scharfeinstellkarte 98 führt alle mathematischen Bildscharfeinstellfunktionen an Daten aus, die aus der Eingangskarte 92 oder der Interpolationskarte 94 empfangen werden. Die Zeilenspeicherkarte 96 versorgt die Scharfeinstellkarte 98 mit dem Intensitätswert des zentralen Pixels, mit dem gearbeitet wird, und mit einer Matrix von Intensitätswerten von benachbarten Pixels.
Es wird nun auf die Fig. 9 und 10 Bezug genommen, welche die Zeilenspeicherkarte 96 und die Scharfeinstellkarte 98 beschreiben. Wenn die Scharfeinstellkarte die Pixelmatrix aus der Zeilenspeicherkarte 96 empfängt, beginnt sie, den Mittelwert jeder Pixelmatrix um das zentrale Pixel in der Matrix zu berechnen, und vergleicht ihn mit den Werten der Pixel, welche es umgeben, um die Lage des Randes des unscharfen Bildes zu bestimmen. Die Scharfeinstellkarte subtrahiert dann den zentralen Pixelwert, der zuvor aus den ankommenden Daten berechnet worden ist, um die Ränder des Bildes innerhalb der Matrix scharfeinzustellen.
Eine Anzahl von Faktoren geht in die Berechnung ein. Die Farbe, der Kontrast und die Helligkeit der Daten, welche das zentrale Pixel umgeben, beeinflussen alle die Schärfe des Bildes. Die Helligkeit und die Farbe (Luminanz und Chrominanz) werden als lineare Transformationen des ursprünglichen RGB-Signals berechnet, das an der Scharfeinstellkarte ankommt. Der Kontrast wird als eine Summe von allen lokalen Rändern in der Matrix berechnet.
Daten aus der Eingangskarte 92 oder der Interplationskarte 94 werden den Eingängen von drei Eingangs-FIFO-Schaltungen 200 (Fig. 9) in der Zeilenspeicherkarte 96 zugeführt. Multiplexierte Daten, die auf dem Eingangsbus 111 definiert und durch Signale aus der Eingangskarte 92 oder der Interpolationskarte 94 gesteuert werden, trennen die Eingangsinformation in drei separate R-, G- und B-Signale und laden sie in drei Eingangs-FIFOs 200.
Ein Eingangssequenzer 202, der durch ein Mikroprogramm gesteuert wird, das aus dem Hostcomputer 103 ferngeladen wird, bewegt die R-, G- und B-Daten in drei Speicher 204, MEM 1, MEM 2 und MEM 3 und entlädt dann die Daten in eine Serie 206 von FIFOs, die als NEUE FIFOs bezeichnet werdend.
Ein erster Zyklus eines Ausgangssequenzers 208 entlädt die NEUEN FIFOs 206 über Multiplexer 210 in drei weitere FIFOs 212, die als ALTE FIFOs bezeichnet werden. Ein Ausgangssequenzer 208 sendet außerdem dieselben Daten über einen Satz von Doppelpuffern 214 an dem Ausgang der Zeilenspeicherkarte 96 zu der Scharfeinstellkarte 98.
Der nächste Zyklus des Ausgangssequenzers 208 frischt die ALTEN FIFOs 212 mit neuen Daten aus der Matrix wieder auf, die durch die NEUEN FIFOs 206 gesendet werden. Diese Daten bestehen nur aus den Daten, die nicht in der vorherigen Matrix waren. Mit anderen Worten, die FIFOs 212 werden nicht vollständig gelöscht und dann wieder aufgefrischt, sondern sie werden statt dessen nur mit neuen Daten gefüllt. Die vorherigen Daten, die noch gültig sind, bleiben während der Wiederauffrischung. Diese Methode eliminiert jedwede zeitraubenden Overheads, die sich aus speicherintensiven Operationen ergeben.
Der Multiplexer 210 gestattet die Auswahl eines spezifischen Kanals von RGB-Daten zur Verwendung als eine Basis für die Separation und die Scharfeinstellung der anderen Farbkanäle. Üblicherweise wird der Grün-Kanal als eine Basis für die anderen Separationen benutzt, aber durch Nebeneinanderanordnen der Adressen der anderen Kanäle können sowohl der Blau- als auch der Rot-Kanal alternativ als eine Basis benutzt werden.
Ein Zentrum-FIFO 216 gestattet, die zentralen Daten der steuernden Matrix als einen Index für die Lage und die Registration der Matrizen auf die beiden anderen Farben zu legen, so daß der Scharfeinstellfaktor in dem korrekten Punkt addiert werden kann.
Jeder der drei Datenkanäle aus den Puffern der Zeilenspeicherkarte 96 wird in die Eingänge von zwei arithmetischen Eingängen 220 (Fig. 10), die an dem Eingang der Scharfeinstellkarte 98 angeordnet sind, geführt, und zwar folgendermaßen:
Kanal 1 - arithmetische Einheiten 1 und 4.
Kanal 2 - arithmetische Einheiten 2 und 5.
Kanal 3 - arithmetische Einheiten 3 und 6.
In dem ersten Durchlauf berechnen die arithmetischen Einheiten die unscharfen Werte der Eingangsdaten, bei dem zweiten Durchlauf berechnen sie die Kontrastwerte, und bei dem dritten Durchlauf berechnen sie die Farbwerte.
Es wird nun auf Fig. 12 Bezug genommen, die die arithmetische Einheit 220 beschreibt. Daten werden aus der Zeilenspeicherkarte 96 direkt einem Multiplizierer 201 zugeführt. Die Summation der Pixelmatrixelementwerte wird ausgeführt, und der Mittelwert derselben wird dann bestimmt. Diese Daten werden dann zu einer ALU 203 übertragen und von den Rohdaten derselben Matrix subtrahiert.
Das Ergebnis dieser Operation ist eine Matrix, deren Werte die Abweichung des Wertes jedes Pixels von dem Mittelwert darstellen. Diese Matrix wird zusammen mit dem Mittelwert zu einer Gruppe von Eingangsdoppelpuffern 226 (Fig. 11) übertragen. Dieselbe Hardware kann auch eine Transformation in einem anderen Farbraum (z. B. LHS) ausführen, indem ein anderer Satz von Koeffizienten verwendet wird.
Sequenzer 1 und 2, die mit den Bezugszahlen 222 bzw. 224 (Fig. 10) bezeichnet sind, steuern den Takt, die Sequenz und den Fluß von Daten auf der Scharfeinstellkarte. Nachdem die Daten durch die arithmetischen Einheiten 220 verarbeitet worden sind, leiten die Sequenzer 222 und 224 die Daten zu Doppelpuffern 226, wo die Daten zur Verwendung durch einen Mikroprozessor 228 vorübergehend gespeichert werden.
In Fig. 11, auf die nun Bezug genommen wird, ist zu erkennen, daß der Mikroprozessor 228 adaptive LUTs 229, eine Koordinaten- LUT 235, einen Multiplizierer 231 und eine ALU-Schaltung 233, welche den endgültigen Ausgangswert der Karte berechnet, aufweist.
Die Information, die durch die arithmetischen Einheiten 220 (Fig. 10) verarbeitet wird, wird gleichzeitig den LUTs 229 und der ALU 223 zugeführt. Die LUT 229 liefert die Korrekturfaktoren für Farbe, Helligkeit, Kontrast und Rand und leitet sie dann weiter zu dem Multiplizierer 231. Der Multiplizierer 231 wendet die Korrekturfaktoren auf die Daten an und leitet dann die korrigierten Daten zu der ALU 233. Daten aus einer Koordinaten-LUT 235 steuern der Scharfeinstellfaktor und seine Abhängigkeit von der Lage des Merkmals, das scharfeingestellt werden soll. Die ALU 233 führt die letzte Addition und Subtraktion der Daten aus, und die scharfeingestellten Daten werden schließlich zu der 3- dimensionalen Suchtabellenkarte 100 (Fig. 5) gesendet.
Es wird nun auf Fig. 13 Bezug genommen, die ein detailliertes Blockschaltbild einer 3-dimensionalen Suchtabellen (LUT) -Karte 100 ist. Die Farbverarbeitung erfolgt durch die 3-D LUT-Karte 100, die auch die folgenden Funktionen erfüllt:
- Umwandlung von RGB in CMYB.
- Umwandlung von CMYB in RGB.
- CMYB-Gradation.
- Division des Farbraums in diskrete Zeilenarbeitsfarben.
- Translation von RGB-Signalen in jeden verlangten Farbraum wie XYZ oder LHS (Luminanz, Farbton (hue), Sättigung) unter Verwendung eines Interpolationsprozesses.
Information aus der vorherigen Karte (Eingangskarte 92, Interpolationskarte 94, Zeilenspeicherkarte 96 oder Scharfeinstellkarte 98) gelangt in einen Eingangs-FIFO 300 und geht durch zu einer Eingangs-LUT 302, welche die Gradation von Daten vornimmt. Die vier höchstwertigen Bits jedes Auszuges (Rot, Grün und Blau) dienen als Zeiger, die die acht Ecken eines Würfels, der um den verlangten Punkt zentriert ist, in einem dreidimensionalen Farbraum definieren. Diese Ecken werden durch die ALUs 304 berechnet und durch einen PROM-Sequenzer 306 gesteuert.
Jede der acht Ecken dient als eine Adresse für einen 3-D Speicher 308, der durch eine äußere/innere.Adreßlogik 310 adressiert wird. Die vier niederwertigiten Bits jedes Auszuges dienen als Adressen für eine Koeffiziententabelle, die in einem PROM 312 gespeichert ist. Diese Tabelle definiert die Gewichtung jedes Eckpunktes des vorgenannten Farbwürfels um den berechneten Pixel farbwert.
Der aktuelle Punktwert wird erzielt durch Summieren jedes Eckpunktes, multipliziert mit seinem proportionalen Gewicht. Diese Operation wird in einem Multiplizierer-Akkumulator 314 ausgeführt. Es sei angemerkt, daß ein separater 3-D Speicher 308 und ein separater Multiplizierer-Akkumulator 314 für jeden der Ausgangsfarbauszüge, Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz, vorgesehen ist.
Es wird nun auf Fig. 14 Bezug genommen, die in Form eines Blockschaltbildes die Ausgangskarte 102 (Fig. 5) veranschaulicht. Die Ausgangskarte dient zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem Scanner und einem Mehrfachbus oder einem LBX-Bus. Information aus irgendeiner der vorhergehenden Karten 92, 94, 96, 98 und 100 wird in eine der Gruppen eines Doppelpufferspeichers 330 eingeschrieben, während Information aus der anderen Gruppe in den LBX-Bus oder einen Mehrfachbus ausgelesen wird
Die Information kann innerhalb des Puffers organisiert werden oder kann in mehreren Formen ausgelesen werden, z. B. 8-Bit-ungepackt, 8-Bit-gepackt, 12-Bit-ungepackt oder 12-Bit-gepackt. Die besondere Organisation wird durch den PROM-Lesesequenzer 332 gemäß einem Format gesteuert, das aus dem Hostcomputer 103 geladen wird.
Ein Controller 334 des Typs Intel 8051 regelt die Kommunikation zwischen der Ausgangskarte 102 und einem der verfügbaren Busse.
Die besondere Pixellage längs einer abgetasteten Zeile wird durch eine Lauflängenlogikschaltung 336 überwacht.
Die Information kann auch in die Ausgangskarte 102 aus dem Hostcomputer 103 über den LBX- oder Mehrfachbus eingegeben werden. Das ist in Fig. 14 unten schematisch gezeigt, wo LBX- oder Mehrfachbusdaten in einen Doppelpufferspeicher 338 eingegeben und durch einen PROM-Lesesequenzer 340 auf eine Weise gesteuert werden, die der oben in Verbindung mit den Elementen 330 und 332 beschriebenen gleicht. Diese Daten können über den Eingangsbus 111 zu irgendeiner der Bildverarbeitungskarten 90-100 zurückgeleitet werden.
Die adaptive Scharfeinstellanordnung nach der vorliegenden Erfindung hat eine Schaltungsanordnung des in Fig. 26 dargestellten Typs für jeden der drei Farbauszüge. Der Hostcomputer bestimmt die Größe und die Form der scharfen und unscharfen Merkmale, die durch digitale Verarbeitung entweder automatisch oder gemäß Befehlen einer Bedienungsperson emuliert werden. Diese Merkmale werden gesteuert, indem die passenden Matrixglieder in den Speicher der arithmetischen Kanäle geladen werden, die in Fig. 10 dargestellt sind.
Die adaptive Scharfeinstellanordnung kann einen Farbauszug von jeder Farbseparation gemäß den unscharfen Werten liefern, die auf der Basis der verfügbaren Daten für diese Separation berechnet werden. Alternativ können alle Auszüge scharfeingestellt werden, damit sie den unscharfen Werten von einem besonderen Auszug entsprechen, der mit Hilfe der Multiplexereinheiten 210 in der Zeilenspeicherschaltungsanordnung, die in Fig. 9 dargestellt ist, ausgewählt worden ist.
Das Ausmaß der Scharfeinstellung in jedem Punkt des Bildes kann durch dessen Intensität, Farbe, Lage, Steilheit der Flanken und dem Rauschpegel in der Nachbarschaft des Punktes adaptiv gesteuert werden. Das wird durch Berechnen dieser Eigenschaften in den arithmetischen Kanälen (Fig. 12) und durch Anwenden derselben in den adaptiven LUTs (Fig. 11) in dem Scharfeinstellprozessor erreicht. Der Rauschwert, der bei der adaptiven Scharfeinstellung zu benutzen ist, wird durch eine Approximation der "Standardabweichung"-Formel in den arithmetischen Kanälen (Fig. 12) berechnet.
Dem Fachmann ist klar, daß sich die vorliegende Erfindung nicht auf das beschränkt, was oben besonders gezeigt und beschrieben worden ist.

Claims

1. Farbseparationsscanner mit:

einem beweglichen Träger (10, 20, 22), der so ausgebildet ist, daß auf ihm ein abzutastendes zweidimensionales Eingangsbild befestigt werden kann;

einer Farbauszugerfassungseinrichtung (Fig. 2), die dafür ausgebildet ist, das zweidimensionale Eingangsbild zu erfassen, um elektrische Signale zu liefern, welche Farbauszüge des zweidimensionalen Bildes darstellen, wobei jeder Farbauszug seine Fokalebene hat und wobei die Farbauszugerfassungseinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie enthält:

eine Fokussiereinrichtung (31, 46), die eine erste Befestigungseinrichtung (44) für die Farbauszugerfassungseinrichtung und eine Fernseherfassungseinrichtung aufweist;

eine zweite Befestigungseinrichtung (30) für Abbildungsobjektive (28, 42); und

eine Einrichtung (30, 31, 46) zum wahlweisen Anordnen der zweiten Befestigungseinrichtung derart, daß ein ausgewähltes der Abbildungsobjektive längs einer optischen Achse des Farbseparationsscanners plaziert wird, und zum wahlweisen Anordnen der Farbauszugerfassungseinrichtung und der Fernseherfassungseinrichtung,

wobei die Fokussiereinrichtung einen Abtastkopf aufweist, und wobei der Abtastkopf aufweist:

wenigstens zwei CCD-Arrays (54, 58, 63), von denen jedes dazu dient, einen der Farbauszüge zu erfassen, und jedes in der Fokalebene seines zugeordneten Farbauszuges angeordnet ist; und

eine dichroitische Filtereinrichtung (52, 56), die vor den CCD- Arrays angeordnet und dafür vorgesehen ist, Licht aus einer einzelnen Zeile des zweidimensionalen Eingangsbildes in die Farbauszüge zu trennen.

2. Farbseparationsscanner nach Anspruch 1 und wobei der bewegliche Träger eine Einrichtung aufweist zum Verschieben des abzutastenden zweidimensionalen Eingangsbildes in einer Ebene längs zwei zueinander rechtwinkeliger Achsen.

3. Farbseparationsscanner nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 und wobei der bewegliche Träger eine Einrichtung aufweist zum Drehen des abzutastenden zweidimensionalen Eingangsbildes in einer Ebene.

4. Farbseparationsscanner nach Anspruch 1 und wobei die Farbauszugerfassungseinrichtung wählbar betätigbare Lichtquellen (34, 36) aufweist, die in Lichtrichtbeziehung mit entgegengesetzten Oberflächen des beweglichen Trägers angeordnet sind, um den Farbseparationsscanner entweder auf reflektive oder auf transmissive Abtastung einzustellen.

5. Farbseparationsscanner nach Anspruch 4 und wobei wenigstens eine der wählbar betätigbaren Lichtquellen einen Lichtleiter (32) enthält oder enthalten.

6. Farbseparationsscanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wobei der bewegliche Träger dafür ausgebildet ist, daß auf ihm lichtundurchlässige und transparente zweidimensionale Bilder wahlweise befestigbar sind.

7. Farbseparationsscanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wobei der bewegliche Träger einen Kassettenhalter (20) aufweist und der Scanner außerdem mehrere Kassetten (22) hat, zu denen Kassetten gehören, die so ausgebildet sind, daß sie zum Befestigen von Transparenten geeignet sind, und Kassetten, die so ausgebildet sind, daß sie zum Befestigen von lichtundurchlässigen zweidimensionalen Bildern geeignet sind.

8. Farbseparationsscanner nach Anspruch 7 und wobei die Kassetten mit optischen Anzeigen (74) versehen sind, um so eine automatisch erfaßbare Anzeige des Fokus zur Erfassung durch die Fokussiereinrichtung zu liefern.

9. Farbseparationsscanner nach Anspruch 7 und wobei die Kassetten mit optischen Anzeigen versehen sind, so daß sie eine automatisch erfaßbare Anzeige der Vergrößerung zum Erfassen durch die Fokussiereinrichtung liefern.

10. Farbseparationsscanner nach einem der Ansprüche 1 - 9 und außerdem mit einer adaptiven Scharfeinstelleinrichtung (98) zum Steigern des Hochfrequenzgehalts des zweidimensionalen Eingangsbildes.

11. Farbseparationsscanner nach einem der Ansprüche 1-9 und außerdem mit einer adaptiven Scharfeinstelleinrichtung (98) zum Steigern des Hochfrequenzgehalts von durch die Bedienungsperson auswählbaren Gebieten des zweidimensionalen Eingangsbildes.

12. Farbseparationsscanner nach einem der Ansprüche 1-11 und außerdem mit einer Einrichtung (94) zum Korrigieren von räumlichen Ungenauigkeiten in dem Abtastkopf und mit einer empirisch kalibrierten Suchtabelle.

13. Farbseparationsscanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche und außerdem mit einer Einrichtung zum automatischen Fokussieren des Eingangsbildes.

14. Farbseparationsscanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche und außerdem mit einer Einrichtung (94) zur Vergrößerungseinstellung des Eingangsbildes.

15. Farbseparationsscanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wobei die dichroitischen Filter (54, 55) gefärbtes Glas mit einem dichroitischen Überzug auf ihren Eingangsoberflächen aufweisen.

16. Farbseparationsscanner nach Anspruch 15 und wobei die dichroitischen Filter einen Antireflexüberzug auf ihren Ausgangsflächen haben.

17. Farbseparationsscanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wobei die dichroitischen Filter so angeordnet sind, daß der Winkel des Einfalls von Licht auf ihnen weniger als 45 Grad beträgt.

18. Farbseparationsscanner flach einem der vorhergehenden Ansprüch und außerdem mit einer Interpolationseinrichtung (94), die in der Lage ist, für Registration zwischen den Ausgangssignalen der wenigstens zwei CCD-Arrays in unterschiedlichen Farben zu sorgen und außerdem eine elektronische Vergrößerungseinstellung vorzunehmen.

19. Farbseparationsscanner nach einem der Ansprüche 7-9 und wobei die Kassetten eine Einrichtung (80) aufweisen zum Liefern einer maschinenlesbaren Anzeige der Eingangsbildgröße.

20. Farbseparationsscanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche und außerdem mit einer Vorabtasteinrichtung, die eine Einrichtung aufweist zum automatischen Einstellen der Vergrößerung während der Vorabtastung eines Eingangsbildes.

21. Farbseparationsscanner nach Anspruch 20 und außerdem mit einer Einrichtung zum elektronischen Beschneiden.

22. Farbseparationsscanner nach einem der Ansprüche 7-9 und wobei die Kassette eine geätzte Glasoberfläche an dem Eingangsbild aufweist, um die Erzeugung von Newtonschen Ringen zu verhindern.

23. Vorrichtung nach Anspruch 1 und außerdem mit einer Lichttabellenbaugruppe zum Anzeigen des Eingangsbildes.

24. Farbseparationsscanner nach Anspruch 1 und wobei die wenigstens zwei CCD-Arrays durch ein einzelnes CCD-Array (59) ersetzt sind und wobei die dichroitische Filtereinrichtung mehrere unterschiedliche Filter (61) aufweist, die in wählbarer optischer Kommunikation mit dem einzelnen CCD-Array angeordnet sind.

25. Farbseparationsscanner nach einem der Ansprüche 1-23 und wobei die Farbauszugerfassungseinrichtung mehrere CCD-Arrays (54, 58, 62) aufweist, die längs Achsen angeordnet sind, welche zu einer gemeinsamen Achse parallel sind.

26. Farbseparationsscanner nach den Ansprüchen 2 und 3 und außerdem mit Abbildungsobjektiven (28), einer Einrichtung (30) zum wählbaren Anordnen eines ausgewählten der Abbildungsobjektive längs einer optischen Achse des Farbseparationsscanners, um dadurch eine gewünschte optische Vergrößerung zu schaffen, und einer Einrichtung (46) zum wählbaren Anordnen der Farbseparationseinrichtung (Fig. 2) in einer Fokalebene des ausgewählten Abbildungsobjektives.

27. Farbseparationsscanner nach Anspruch 26 und wobei der Abbildungskopf außerdem zum Fokussieren ausgebildet ist.