DE3910035C3 - Farbbildabtasteinrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Farbbildabtasteinrichtung
gemäß der Oberbegriffe der Patentansprüche 1 oder 2.
Fig. 1 zeigt schematisch eine bekannte Farbbildabtasteinrichtung.
Dabei liegt eine Vorlage bzw. ein Original 1 auf
einer Auflageplatte 2. Unter der Auflageplatte 2 ist eine
Leuchtstoffröhre 3 angeordnet, die als Beleuchtungsquelle
für die Vorlage 1 dient. Ferner ist nahe der Leuchtröhre 3
eine Stablinsenanordnung 5 angeordnet, die als Fokussiereinheit
zur Fokussierung des Farbbildes der Vorlage 1 auf
einen Bildwandler 4 dient.
Bei dieser bekannten Farbbildabtasteinrichtung wird die auf
der Auflageplatte 2 liegende Vorlage 1 von der Leuchtstoffröhre
3 beleuchtet, und das Farbbild auf der Vorlage 1 wird
von der Stablinsenanordnung 5 in eine aufrechtes reelles
Bild mit derselben Größe wie das Farbbild auf den Bildwandler
4 fokussiert. Die Leuchtstoffröhre 3, der Bildwandler 4
und die Stablinsenanordnung 5 werden als Einheit relativ zu
der Vorlage 1 und der Auflageplatte 2 in Richtung eines
Pfeils A verschoben. Daher werden die Bildinformationsteile
der Vorlage 1 sequentiell in jeder Abtastzeile in elektrische
Signale umgewandelt.
Die Fig. 2 und 3 sind eine Draufsicht auf den Bildwandler 4
bzw. eine Draufsicht auf die Anordnung der Farbfilter im
Lichtempfangsbereich des Bildwandlers 4. In Fig. 2 besteht
der Bildwandler 4 aus einem Isolatorsubstrat 41 und einer
Mehrzahl von ladungsgekoppelten bzw. CCD-Bildsensoren 42,
die gerade auf dem Isoliersubstrat 41 angeordnet sind. Nach
Fig. 3 ist ein Bildelement 43 aus Bilddetektoren 431-434
zusammengesetzt, die auf einem CCD-Bildwandler 42 angeordnet
sind. Der Detektor 431 hat kein Farbfilter (W), und die
Frontseiten der Detektoren 432, 433 bzw. 434 weisen ein
Gelbfilter (Y), ein Grünfilter (G) bzw. ein Zyanfilter (C)
auf. Auf die Detektoren 431-434 auftreffendes Licht wird in
elektrische Signale umgewandelt, die extern durch CCD-
Kanäle (nicht gezeigt) abgeleitet sind, die zu beiden
Seiten der Detektoranordnung vorgesehen sind.
Nachstehend wird ein Verfahren erläutert, mit dem in der
oben erläuterten Weise abgeleitete Ausgangswerte in R-,
G- und B-Werte umgewandelt werden, die normale Farbbildsignale
sind. Wenn man mit Anw, Any, Ang und Anc die Ausgangswerte
von Digitalsignalen bezeichnet, die durch A-D-
Umsetzung der Ausgangssignale der das n-te Bildelement 43
bildenden Detektoren 431-434 gewonnen sind, erhält man die
R-, G-, B-Werte durch die nachstehende Gleichung (1):
Die in Gleichung (1) verwendete Matrix aus drei Zeilen und
vier Spalten wird als "Transformationsmatrix M" bezeichnet,
die beispielsweise folgende Elemente hat:
Anschließend wird die Funktionsweise der bekannten Farbfilteranordnung
erläutert. Wenn man annimmt, daß gelbes
Licht, dessen Größe "2" ist, in ein Bildelement 43 eingetreten
ist, so werden die Ausgangswerte Anw, Any, Ang und
Anc der jeweiligen Detektoren 431-434 innerhalb des Bildelements
43:
Anw = 2, Any = 2, Ang = 1, Anc = 1.
Durch Substitution dieser Werte in Gleichungen (1) und (2)
werden die R-, G- und B-Werte wie folgt erhalten:
R = 1, G = 1, B = 0,
und es wird gefunden, daß die Farbe des in das Bildelement
43 eingetretenen Lichts Gelb ist.
Die Abbildung der Vorlage 1 ist jedoch nicht auf eine Farbart
begrenzt, sondern hat jedenfalls auch Farbgrenzen. Wie
in diesem Fall die R-, G- und B-Werte aussehen, wird unter
Bezugnahme auf einen Fall erläutert, in dem die Farbgrenzen
im wesentlichen in der Mitte des Bildelements liegen (auf
einer Linie L in Fig. 3). Wenn man beispielsweise annimmt,
daß weißes Licht einer Größe "3" in die Detektoren 431 und
433 eingetreten ist und daß schwarzes Licht einer Größe "0"
in die Detektoren 432 und 434 eingetreten ist, sind die
Ausgangswerte Anw, Any, Ang und Anc der jeweiligen Detektoren
431-434 wie folgt:
Anw = 3, Any = 0, Ang = 1, Anc = 0.
Entsprechend den Gleichungen (1) und (2) werden die Werte
für R, G und B wie folgt errechnet:
Rn = 3, Gn = 1, Bn = 3.
Diese Werte bezeichnen eine Farbe der Magentafarbgruppe,
und es ist bekannt, daß Rauschen auftritt, in das sich
Magenta auf der Grenzlinie zwischen Weiß und Schwarz einmischt.
Wie oben angegeben, ist die bekannte Farbbildabtasteinrichtung
mit dem Problem behaftet, daß in einem Fall, in
dem beim Lesen eines Farbbilds die Farbgrenze auf der Vorlage
1 in die Mitte des Bildelements 43 zu liegen kommt,
die Ausgangswerte der fotoelektrischen Umwandlung des Bildelements
43 eine Farbe aufweisen, die gegenüber den Farben
der Vorlage 1 vollständig verschieden ist, so daß im Umriß-
bzw. Konturteil eines gelesenen Bildes Rauschen auftritt.
Um dieses Rauschen zu vermindern, wird manchmal die Methode
angewandt, die Anfangszeiten der Speicherperioden des CCD-
Bildwandlers verschieden zu machen und Pufferspeicherkreise
vorzusehen, die die damit einhergehenden Verschiebungen der
Ausgangssignale ausgleichen. Diese bekannte Maßnahme wird unter
Bezugnahme auf die Fig. 4-9 erläutert.
In Fig. 4, die ein detaillierterer Konstruktionsplan entsprechend
Fig. 3 ist, sind Transfergates 141 und 142 vorgesehen,
durch die Ladungen, die von Eingangslicht in den
Detektoren 431, 432 bzw. 433, 434 erzeugt werden, zu CCD-
Kanälen 151 und 152 übertragen werden.
Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm, das die konventionelle Funktionsweise
des CCD-Bildwandlers 42 verdeutlicht.
Der CCD-Bildwandler 42 funktioniert wie folgt: Wenn das
Transfergate 141 den Aus-Zustand hat, wird das in die
Detektoren 431, 432 eintretende Licht in die Ladungen umgewandelt,
die in diesen Detektoren gespeichert werden. Wenn
anschließend das Transfergate 141 den Ein-Zustand annimmt,
werden die gespeicherten Ladungen zum CCD-Kanal 151 übertragen.
Im CCD-Kanal 151 sind den einzelnen Detektoren 431,
432 entsprechende Potentialmulden (nicht gezeigt) vorgesehen.
Durch Anlegen von Zweiphasen-Taktimpulsen Φ1 und
Φ2 an den CCD-Kanal 151 werden die von den Detektoren in
den Kanal übertragenen Ladungen sukzessive zu den angrenzenden
Potentialmulden verschoben, bis sie als Analogsignale
aus dem CCD-Bildwandler 42 durch einen in der Endstufe
des CCD-Kanals 151 vorgesehenen Float-Diffusionsverstärker
(nicht gezeigt) entnommen werden. Tatsächlich werden,
wie das Zeitdiagramm von Fig. 5 zeigt, Transfergateimpulse
ΦT mit einer Periode TS (Fig. 5(a))
angelegt, während die Zweiphasentaktimpulse Φ1 und Φ2
(Fig. 5(b) und 5(c)) kontinuierlich angelegt werden. In
diesem Fall sind die vom zweiten Transfergateimpuls ΦT
zum CCD-Kanal 151 übertragenen Ladungen gleich den in den
Detektoren 431, 432 während der vorhergehenden Zeit zwischen der Transfergateimpulsen ΦT
gespeicherten Ladungen. Infolgedessen können Signale, deren
Größen proportional den Lichtmengen sind, die in den farbfilterfreien
Detektor 431 und in den Gelbfilterdetektor 432
eingetreten sind, abwechselnd nacheinander als zeitlich
aufeinanderfolgende Signale vom Float-Diffusionsverstärker
in der Endstufe des CCD-Kanals 151 abgeleitet werden. Die
Funktionsweisen der Detektoren 433, 434, des Transfergates
142 und des CCD-Kanals 152 auf der anderen Seite entsprechen
den vorstehend beschriebenen Funktionsweisen.
Bei einem Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik
läuft das Verfahren zur Rauschunterdrückung an der Farbgrenze des
gelesenen Bildes wie folgt ab:
Mit Φ1 und Φ2 sind in Fig. 6(a) und 6(b) Zweiphasentaktimpulse bezeichnet, die normalerweise und kontinuierlich an die CCD-Kanäle 151 und 152 von Fig. 4 angelegt werden. ΦTGA und ΦTGB in Fig. 6(c) und 6(d) bezeichnen Transfergateimpulse, die an die Transfergates 142 bzw. 141 angelegt werden. Die Periode TSA und TSB der jeweiligen Transfergateimpulse ΦTGA und ΦTGB werden zu Speicherzeiten. Wenn der untere Teil von Fig. 4 in bezug auf eine Mittenlinie L′ als Kanal A und der obere Teil als Kanal B definiert ist, kann man sagen, daß die Speicherzeit des Kanals A die Zeit TSA reduziert um die Transferzeit ist, während die Speicherzeit des Kanals B die Zeit TSB reduziert um die Transferzeit ist. Bei diesem bekannten Beispiel sind die Perioden TSA und TSB gleich, aber die Anfangszeitpunkte der Speicherzeiten der einzelnen Kanäle unterscheiden sich durch ein Zeitintervall TD. Wie in Fig. 6(e) bzw. 6(f) gezeigt ist, werden somit Ausgangssignale DA und DB vom Kanal A und vom Kanal B jeweils in der Signalfolge A1g, A1c, A2g, A2c; . . . und in der Signalfolge A1w, A1y, A2w, A2y, . . . unmittelbar nach dem Anlegen der Transfergateimpulse ΦTGA und ΦTGB erzeugt.
Mit Φ1 und Φ2 sind in Fig. 6(a) und 6(b) Zweiphasentaktimpulse bezeichnet, die normalerweise und kontinuierlich an die CCD-Kanäle 151 und 152 von Fig. 4 angelegt werden. ΦTGA und ΦTGB in Fig. 6(c) und 6(d) bezeichnen Transfergateimpulse, die an die Transfergates 142 bzw. 141 angelegt werden. Die Periode TSA und TSB der jeweiligen Transfergateimpulse ΦTGA und ΦTGB werden zu Speicherzeiten. Wenn der untere Teil von Fig. 4 in bezug auf eine Mittenlinie L′ als Kanal A und der obere Teil als Kanal B definiert ist, kann man sagen, daß die Speicherzeit des Kanals A die Zeit TSA reduziert um die Transferzeit ist, während die Speicherzeit des Kanals B die Zeit TSB reduziert um die Transferzeit ist. Bei diesem bekannten Beispiel sind die Perioden TSA und TSB gleich, aber die Anfangszeitpunkte der Speicherzeiten der einzelnen Kanäle unterscheiden sich durch ein Zeitintervall TD. Wie in Fig. 6(e) bzw. 6(f) gezeigt ist, werden somit Ausgangssignale DA und DB vom Kanal A und vom Kanal B jeweils in der Signalfolge A1g, A1c, A2g, A2c; . . . und in der Signalfolge A1w, A1y, A2w, A2y, . . . unmittelbar nach dem Anlegen der Transfergateimpulse ΦTGA und ΦTGB erzeugt.
Nachstehend wird die Problematik an Farbgrenzen innerhalb der Bildelemente
erläutert. Fig. 7 zeigt die Positionen (in Vertikalabtastrichtung)
der Vorlage 1 (in Fig. 1), an denen die Detektoren
des Kanals A und des Kanals B in der Farbtasteinrichtung
mit dem Ablauf der Zeit vorhanden sind. Mit P in
Fig. 7 ist ein Vertikalabtastabstand bezeichnet. Es wird
angenommen, daß zu einem Zeitpunkt t₀ in Fig. 7 die Detektoren
433, 434 des Kanals A sich in einer Position y0
befinden, während sich die Detektoren 431, 432 des Kanals B
auf einer Position y0-(P/2) befinden. In der Farbbildabtasteinrichtung
werden die einzelnen Detektoren 431-434
relativ zur Vorlage 1 bewegt. Eine Gerade S1 in Fig. 7
bezeichnet die jeweiligen Bewegungszustände der Detektoren
433, 434 des Kanals A, während eine Gerade S2 die jeweiligen
Bewegungszustände der Detektoren 431, 432 des Kanals B
bezeichnet. Wenn die Speicherzeit zum Zeitpunkt t₀ beginnt,
ist Licht, das auf die Detektoren 433, 434 des Kanals A
während der Speicherzeit TSA trifft, das reflektierte Licht
von einem Teil der Position y0 zu einer Position y0+P auf
der Oberflkäche der Vorlage 1. Die Detektoren 431, 432 des
Kanals B wandeln die Abbildung eines Teils von Position
y0-(P/2) zu Position y0+(P/2) auf der Oberfläche der
Vorlage 1 fotoelektrisch um. Dieser Vorgang ist der Hauptgrund
für die Erzeugung von Rauschen an der Farbgrenze.
Daher wird der Startzeitpunkt der Speicherzeit TSB des
Kanals B mit t₀+(TSA/2) eingestellt. Damit kann der Teil
von der Position y0 zur Position y0+P auf der Oberfläche
der Vorlage 1 auch für den Kanal B fotoelektrisch umgesetzt
werden, wie Fig. 7 zeigt. Selbst wenn also die Farbgrenze
der Vorlage 1 zwischen den Positionen y0 und y0+P liegt,
erscheint nur der neutrale Farbton der Farben auf beiden
Seiten der Grenze, und es wird kein Rauschen erzeugt.
Die Ausgangssignale der einzelnen Kanäle, die vom CCD-Bildwandler
42 auf diese Weise geliefert werden, werden wie
nachstehend angegeben verarbeitet: Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm,
das die Speicherzeiten TSA, TSB der jeweiligen
Kanäle sowie die Zeitpunkte der Bildung der Ausgangssignale
DA, DB wiedergibt.
Die jeweiligen Ausgangssignale DA, DB werden unmittelbar
nach Beendigung der entsprechenden Speicherzeiten sukzessive
abgegeben. In Fig. 8 sind die Abgabeintervalle der
Ausgangssignale DA, DB schraffiert wiedergegeben. Die Bildelementsignale
der Bildelemente G, C des Ausgangssignals DA
und diejenigen der Bildelemente W, Y des Ausgangssignals DB
sind um ein Zeitintervall TD verschoben. Bei der Umsetzung
der Ausgangssignale in die R-, G-, B-Werte auf der Grundlage
der Gleichung (1) muß daher das Ausgangssignal DA um
das Zeitintervall TD als Signal DA′ verzögert werden, wie
Fig. 8 zeigt, wonach die Gleichung (1) unter Nutzung der
Signale DA′ und DB berechnet wird.
Fig. 9 ist ein prinzipielles Blockschaltbild einer bekannten Farbumsetzungsschaltung,
die die Bildelementsignale G, C, W und
Y in die R-, G- und B-Werte umsetzt. Das vom CCD-Kanal 151
abgegebene Ausgangssignal DA (Fig. 5(a)) wird nur hinsichtlich
seiner Ausgangssignalkomponenten abgetastet und in
einem Abtast-Haltekreis 171 (Fig. 9) gespeichert. Danach
werden die zeitseriellen Signale G und C von einem Demultiplexer
181 in Einzelsignale G und C zerlegt. Pufferkreise
119 und 192 haben die Funktion, die jeweiligen Einzelsignale
G und C um das Zeitintervall TD zu verzögern. G′ und
C′ sind Bildsignale, die um das Zeitintervall TD in bezug
auf die jeweiligen Signale G und C verzögert sind.
Das vom CCD-Kanal 152 abgegebene Ausgangssignal DB (Fig. 5(e))
wird in gleicher Weise von einem Abtast-Haltekreis
172 und einem Demultiplexer 182 in zwei Einzelsignale W und
Y aufgetrennt. Die Einzelsignale G′, C′, W und Y, die durch
die vorstehend erläuterte Verarbeitung abgetastet und
gespeichert sind, werden in ein Matrixrechenglied 110 eingegeben,
um Gleichung (1) zu berechnen, so daß sie in die
R-, G- und B-Werte umgesetzt werden.
Wie bisher angegeben, läuft das bekannte Signalverarbeitungsverfahren
so ab, daß die Startzeiten der Speicherintervalle
der jeweiligen Kanäle des CCD-Bildwandlers verschieden
gemacht werden, um die Störsignale des Farbgrenzteils
zu verringern, und daß die damit einhergehende Verschiebung
der Ausgangssignale durch die externen Pufferspeicherkreise
ausgeglichen wird.
Da die bekannte Einrichtung wie angegeben aufgebaut ist,
benötigt sie Pufferspeicherkreise, die die verschiedenen
Startzeiten der Speicherintervalle des CCD-Bildwandlers
realisieren können, um die Störsignale des Farbgrenzteils
zu verringern, und die die damit einhergehende Verschiebung
der Ausgangssignale ausgleichen. Daher ergeben sich hier
die Probleme, daß der Schaltungsaufbau komplex ist und daß
die Abtasteinrichtung teuer wird.
Eine Farbbildabtasteinrichtung, insbesondere gemäß des Oberbegriffes
des Patentanspruches 1, ist auch aus der US-PS
4 672 433 entnehmbar. Insbesondere weist diese bekannte Farbbildabtasteinrichtung
eine Helligkeitssignal-Extraktionseinheit
und eine Interpolationseinheit auf.
Die bekannte Farbbildabtasteinrichtung weist pro Bildsegment
Detektoren auf, die jeweils ein gelbes, grünes oder cyanfarbenes
Farbfilter aufweisen. Dabei geht die bekannte Farbbildabtasteinrichtung
von einer älteren Einrichtung aus, bei der bereits
eine Helligkeitssignal-Extraktionseinheit bekannt war.
Diese Helligkeitssignal-Extraktionseinheit basiert auf schwarzen
und weißen Referenzplatten, die abgetastet werden, bevor
das eigentliche Bild abgetastet wird. Das Bildrauschen an Farbgrenzen
soll bei der bekannten Farbbildabtasteinrichtung dadurch
vermindert werden, daß die Ausgangssignale der Farbfilter-
Detektoren interpoliert werden, ohne daß an der bereits
vorher bekannten Helligkeitssignal-Extraktionseinheit irgendetwas
geändert wird. Die Interpolation erfolgt bei der bekannten
Farbbildabtasteinrichtung vorzugsweise bereits vor der
Helligkeitssignal-Extraktionseinheit. Die Interpolation kann
aber auch nach oder in der Helligkeitssignal-Extraktionseinheit
erfolgen, aber praktisch unabhängig von der Helligkeitssignal-
Extraktionseinheit.
Aus der US-PS 45 10 524 ist eine Bildleseeinrichtung entnehmbar,
bei der unter Berücksichtigung von das aktuelle Bildelement
umgebenden Bildelementen eine Entscheidung darüber getroffen
wird, welche Farbe das aktuelle Bildelement erhalten
soll. Die bekannte Einrichtung gemäß dieser Druckschrift verfügt
somit über eine Vergleichseinheit und eine Auswahleinheit
im Sinne des Oberbegriffes des Patentanspruches 2.
Die US-PS 4 626 902 offenbart ein Verfahren, mit dem Bildpunkte
an Konturrändern unterdrückt werden können.
Die EP-OS 202 536 offenbart einen Signalprozessor-Schaltkreis
für einen Farbvideoprinter mit ersten und zweiten Speichern,
einem Dateninterpolationskreis und einem Printer. Der erste
Speicher speichert ein Farbsignal, welches unter den Signalen
der drei Primärfarben eines Videosignals die meiste Information
erfordert. Der zweite Speicher speichert die anderen beiden
Farbsignale. Der Dateninterpolationskreis reproduziert die
Farbsignale von fehlenden Teilen unter Verwendung der im zweiten
Speicher gespeicherten Farbsignale. Die Farbsignale, die
vom ersten Speicher oder von dem Dateninterpolationskreis geliefert
werden, werden nacheinander (sukzessive) zum Printer
gesandt, um ausgedruckt zu werden.
Auch der DE-Z "Bildmessung und Luftbildwesen", Heft 2, März
1976, Seite 53 bis 61, kann in dem Artikel "Methoden zur Bildverbesserung"
von F. Holdermann eine Kontrastverschärfung von
Farbbildern entnommen werden. Hierbei wird zur Vermeidung von
Farbstichen an den Objektkonturen vorgeschlagen, aus der Primärfarbendarstellung
des Farbbildes zunächst eine Darstellung
kodiert nach Farbhelligkeit, Farbsättigung und Farbton zu erzeugen.
Danach werden die kodierten Farbbilder einer Kontrastverschärfung
unterzogen, indem lediglich die Farbhelligkeits-
und die Farbsättigungs-Auszüge unabhängig voneinander kontrastverschärft
werden, der Farbton-Auszug jedoch unverändert
bleibt.
Ausgehend von dem Stand der Technik, insbesondere von einer
Farbbildabtasteinrichtung der in der US-PS 4 672 433 aufgezeigten
Gattung, liegt der Erfinung die Aufgabe zugrunde, eine
Farbbildabtasteinrichtung bereitzustellen, bei der in einer anderen
Weise Rauschen an den Farbgrenzen eines ausgelesenen
Bildes verringerbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß und unabhängig voneinander
jeweils durch die Merkmale der Patentansprüche 1 oder 2 gelöst.
Anhand der Zeichnung werden die Erfindungen beispielsweise
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht, die schematische eine
bekannte Farbbildabtasteinrichtung zeigt;
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Bildwandler, der bei
der Farbbildabtasteinrichtung von Fig. 1
einsetzbar ist;
Fig. 3 eine vergrößerte Draufsicht auf den Detektorbereich
des Bildwandlers von Fig. 2;
Fig. 4 eine vergrößerte Draufsicht, die den Detektorbereich
von Fig. 3 mehr im einzelnen zeigt, um
eine bekannte Ausführungsform zu erläutern;
Fig. 5 ein Zeitdiagramm, das ein Verfahren zur Ansteuerung
des Bildwandlers von Fig. 4 zeigt;
Fig. 6 ein Zeitdiagramm, das ein Verfahren zur Ansteuerung
des Bildwandlers bei einer bekannten
Einrichtung zeigt;
Fig. 7 ein Diagramm, das die Lagebeziehungen zwischen
dem Bildwandler und einer Vorlage bei der
bekannten Einrichtung zeigt;
Fig. 8 ein Diagramm, das die Lagebeziehungen zwischen
den Speicherintervallen und den Ausgangserzeugungszeitpunkten
der Detektoren bei der
bekannten Einrichtung zeigt;
Fig. 9 ein Blockschaltbild, das ein bekanntes Verfahren zur
Umsetzung von Farben in der bekannten Einrichtung
zeigt;
Fig. 10 ein Blockschaltbild, das eine Farbsignalumsetzungsschaltung
in einem Ausführungsbeispiel
gemäß der ersten Lösung zeigt;
Fig. 11 eine Funktionstabelle zur Erläuterung der
Operationen von Selektoren, die in der Farbsignalumsetzungsschaltung
von Fig. 10 enthalten sind;
Fig. 12 ein Blockschaltbild, das Interpolationsmittel
zeigt;
Fig. 13 eine vergrößerte Draufsicht auf die Anordnung
der Detektoren eines Bildwandlers zur Verwendung
bei der Anordnung nach Fig. 12;
Fig. 14 ein Blockschaltbild, das einen Signalverarbeitungsteil
der zweiten Lösung
zeigt;
Fig. 15 ein Diagramm zur Erläutertung der Funktionsweise
des Signalverarbeitungsteils von Fig. 14
und
Fig. 16 eine größere Draufsicht, die die Kombination
von Detektoren zeigt, die das n-te Bildelement
bilden.
In den Zeichnungen sind identische oder gleiche Teile mit
denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm einer Farbsignalumsetzungsschaltung,
die der Signalverarbeitungsteil der Farbbildabtasteinrichtung
eines Ausführungsbeispieles gemäß erster Lösung ist.
Diese Farbsignalumsetzungsschaltung 6 besteht
aus Haltekreisen 611-613, die Helligkeitssignal-Extraktionsmittel
61 bilden; aus Subtraktionsgliedern 621, 622,
Absolutwertrechengliedern 623, 624, Vergleichern 625, 626
und einem Vorzeichenentscheidungsglied 627, die einen
Detektor 62 bilden; aus Haltekreisen 631-636 und Interpolationskreisen
637, 638, die Interpolationsmittel 63
bilden; aus Selektoren 641, 642, die Auswahlmittel 64 bilden;
und aus Haltekreisen 651, 652, die Grün-Signale
vorübergehend halten, um sie zu verzögern. Ferner
wird einem Eingang 661 ein Signal W zugeführt, das durch
die Analog-Digital- bzw. A-D-Umsetzung eines Signals von
einem farbfilterlosen Detektor 431 (vgl. Fig. 3) gewonnen
ist, und Eingängen 662, 663 bzw. 664 werden jeweils Y-, C-
und G-Signale zugeführt, die in ähnlicher Weise durch die
A-D-Umsetzung von Ausgangssignalen der Detektoren 432, 434
und 433 gewonnen sind, deren Frontseiten mit einem Gelb-
bzw. Y-, einem Zyan- bzw. C- sowie einem Grün- bzw. G-Filter
versehen sind. Diese Signale W, Y, C und G werden
synchron mit nicht gezeigten Standard-Taktimpulsen sequentiell
vom Ausgang des ersten Detektors 431 empfangen.
Außerdem liegen an Ausgängen 671, 672, 673 und 674 verarbeitete
Farbbildsignale W′, Y′, C′ bzw. G′ an.
Das Ausführungsbeispiel nach der ersten Lösung ist wie oben angegeben aufgebaut, und seine Funktionsweise wird nachstehend auch
unter Bezugnahme auf Fig. 11 erläutert, die die Operationen
der Selektoren 641, 642 der Farbsignalumsetzungsschaltung 6
zeigt.
Dabei wird das Signal W vom farbfilterlosen Detektor 431
als Helligkeitssignal angesehen. Die Signale W des
(n-1)-ten, n-ten und (n+1)-ten Bildelements, die an den
Eingang 661 angelegt werden, werden durch die Haltekreise
611-613 zu Signalen W(n-1), Wn bzw. W(n+1), die zum gleichen
Zeitpunkt vorliegen. Diese Signale W(n-1), Wn und
W(n+1) werden den Subtraktionsgliedern 621 und 622 zugeführt.
Diese subtrahieren die Eingangssignale, und das
Subtraktionsglied 621 gibt ein Subtraktionssignal
Wn-W(n-1) ab, während das Subtraktionsglied 622 ein Subtraktionssignal
W(n+1)-Wn abgibt. Der Vorzeichenentscheidungskreis
627 arbeitet als Exklusiv-ODER-Glied und entnimmt
nur die höchstwertigen Bits der empfangenen Subtraktionssignale
Wn-W(n-1) und W(n+1)-Wn und errechnet
(W(n+1)-Wn)×(Wn-W(n+1)), um das Vorzeichen des
Rechenergebnisses als Signal S abzugeben. Dieses Signal S
bezeichnet, ob das Helligkeitssignal W eines gelesenen
Bildes im Bereich des n-ten Bildelements monoton ansteigt
oder monoton abnimmt oder ob es einen Extremwert hat. In
Fig. 11 sind die Vorzeichen des Signals S mit + und - angegeben.
Andererseits werden die Subtraktionssignale
(w(n-1)-Wn) und (Wn-W(n+1)), die die Ausgangssignale
der entsprechenden Subtraktionsglieder 621 und 622 sind,
durch die Absolutwert-Rechenglieder 623 und 624 zu Absolutwertsignalen
|W(n+1)-Wn| und |Wn-W(n-1)| gemacht. Diese
Absolutwertsignale werden jeweils mit einem vorgegebenen
Wert a in den Vergleichern 625 und 626 verglichen, und
deren entsprechende Ausgangssignale M1 und M2 werden den
beiden Selektoren 641 und 642 zugeführt.
Die Signale Y des (n-1)-ten und (n+1)-ten Bildelements,
die vom Detektor 432 an den Eingang 662 geliefert
werden, werden durch die Haltekreise 631-633 zum gleichen
Zeitpunkt zu Signalen Y(n-1), Yn und Y(n+1) gemacht. Durch
das Interpolationsglied 637 wird ein interpoliertes Signal
Yn, (n-1) entsprechend (Yn+Y(n-1))/2 gebildet und dem
Selektor 641 zugeführt. Dieser Selektor 641 wählt eines
seiner Eingangssignale Y(n-1), (Yn+Y(n-1))/2 bzw. Yn
entsprechend den vorgenannten Signalen S, M1 und M2 (Fig. 11)
aus und gibt das ausgewählte Signal als Ausgangssignal
Y′ am Ausgang 672 ab.
Die dem Eingang 663 zugeführten Signale C werden ähnlich
wie die Signale Y verarbeitet. Der Selektor 642 wählt eines
seiner Eingangssignale C(n-1), (Cn+C(n-1))/2 bzw. Cn
entsprechend den Signalen S, M1 und M2 (Fig. 11) aus und
gibt das ausgewählte Signal als Ausgangssignal C′ am Ausgang
673 ab.
Was das am Eingang 661 empfangene Signal W und das am Eingang
664 empfangene Signal G betrifft, so werden die n-ten
Signale jeweils so, wie sie sind, als Ausgangssignale W′
und G′ an den Ausgängen 671 und 674 abgegeben.
Nachstehend wird erläutert, wie Rauschen am Konturteil des
gelesenen Bildes durch die Farbsignalumsetzungseinheit 6
vermindert werden kann.
Zuerst wird der Fall betrachtet, in dem der Konturteil des
gelesenen Bildes sehr scharf ist. Wenn man entsprechend
Fig. 3 annimmt, daß der Konturteil des gelesenen Bildes
eine Lage hat, die dem Zwischenraum zwischen dem Detektor
des (n-1)-ten Bildelements und dem farbfilterlosen Detektor
431 des n-ten Bildelementes entspricht, so liegt diese Position
über demjenigen Detektor des (n-1)-ten Bildelements,
dessen Oberfläche das Gelbfilter Y(n-1) aufweist. In diesem
Fall wird das gelesene Bild zwischen den Positionen Wn und
W(n+1) nicht wesentlich geändert. Selbst wenn also die
Farbbildsignale für das n-te Bildelemente bei den Signalen
Wn, Yn, Gn und Cn vorgegeben sind, wird kein Rauschen des
Konturteils erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt erfüllen die Eingänge
der Vergleicher 625 und 626 die folgenden Beziehungen:
|Wn-W(n-1)| < a (3)
|W(n+1)-Wn| < a (4)
Daher wird das Signal M1 größer und das Signal M2 kleiner,
und infolgedessen werden die Signale Yn und Cn als die
jeweiligen Ausgangssignale Y′ und C′ entsprechend der
Tabelle von Fig. 11 abgegeben.
Wenn angenommen wird, daß der Konturteil des gelesenen
Bildes an einer Position entsprechend dem Zwischenraum
zwischen dem n-ten Bildelement und dem Detektor des
(n+1)-ten Bildelements ohne Farbfilter liegt, so liegt
diese Position über demjenigen Detektor des n-ten Bildelements,
dessen Oberfläche mit dem Gelbfilter Yn versehen
ist. In diesem Fall ändert sich das gelesene Bild zwischen
den Positionen W(n-1) und Wn nicht erheblich. Wenn daher
die Farbbildsignale für das n-te Bildelement bei den Signalen
Wn, Y(n-1), Gn und C(n-1) vorgegeben sind, wird kein
Rauschen des Konturteils erzeugt. In diesem Fall erfüllen
die Eingänge der Vergleicher 625 und 626 die folgenden
Beziehungen:
|Wn - W(n-1)| < a (5)
|W(n+1) - Wn| < a (6)
Daher wird das Signal M1 kleiner, und das Signal M2 wird
größer, und infolgedessen werden die Signale Y(n-1) und
C(n-1) jeweils als die Ausgangssignale Y′ und C′ im Hinblick
auf die Tabelle von Fig. 11 abgegeben.
Nachstehend wird der Fall erläutert, daß der Konturteil des
gelesenen Bildes gleichmäßig ist. In diesem Fall ändern
sich die Farbbildsignale nicht stark zwischen den
(n-1)-ten, n-ten und (n+1)-ten Bildelementen, und es gelten
folgende Beziehungen:
|Wn - W(n-1)| < a (7)
|W(n+1) - Wn| < a (8)
Infolgedessen werden die beiden Signale M1 und M2 kleiner.
Selbst wenn also die Farbbildsignale für die n-ten Bildelemente
bei Wn, Yn, Gn und Cn vorgegeben sind, entsteht
kein Rauschen des Konturteils. Wenn der Konturteil des
gelesenen Bilds die folgende Beziehungen
|Wn - W(n-1)| < a (9)
|W(n+1) - Wn| < a (10)
erfüllt, wird angenommen, daß sich das Bild vergleichsweise
stark in den Bereichen W(n-1), Y(n-1), Wn, Yn und W(n+1)
ändert. Infolgedessen erscheint eine in der Vorlage (1 in
Fig. 1) nicht vorhandene Farbe ohne Rücksicht darauf, ob
die Farbbildsignale für das n-te Bildelement bei den Signalen
Wn, Yn, Gn und Cn oder bei den Signalen Wn, Y(n-1),
Gn und C(n-1) auftreten. Wie aus dem Fall von Fig. 11
ersichtlich ist, in dem das Signal S positiv, das Signal M1
größer und das Signal M2 größer ist, treten die Farbbildsignale
des n-ten Bildelements bei Wn, (Yn+Y(n-1))/2, Gn
und (Cn+C(n-1))/2 auf, und die Ausgangssignale Y′ und C′
der Positionen Yn und Cn werden durch die Interpolationsvorgänge
vorgegeben und als die Werte des n-ten Bildelements
genützt. Dadurch kann das Rauschen des Konturteils
verringert werden.
Obwohl das Signal S normalerweise positiv bzw. "+" ist,
kann es negativ bzw. "-" werden, wenn sich das Bild kaum
ändert und wenn die Vorzeichen der Differenzsignale
(W(n+1) - Wn) und (Wn - W(n-1)) infolge von Rauschen unterschiedlich
sind, sowie in einem Fall, in dem das Bild
außerordentlich fein ist. Der erstgenannte Fall wird ganz
ähnlich wie bei positivem Signal S gehandhabt. Beim letztgenannten
Fall werden die Lesegrenzen der Abtasteinrichtung
der hier betroffenen Art überschritten, so daß die Signale
Wn, Yn, Gn und Cn als die Ausgangssignale des n-ten Bildelements
verwendet werden. Da in diesem Fall die Änderung
eines Bildelements betroffen ist, ändert sich die Güte des
gelesenen Bildes selbst kaum.
Die vorstehend erläuterte Ausführungsform steht übrigens
beispielhaft für den Fall, daß ein Bildelement aus den
Detektoren zusammengesetzt ist, deren Oberflächen mit den genannten
drei Farbfilterarten und einem farbfilterlosen Detektor versehen sind. Die Kombination der
Farbfilter ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die
gleichen Effekte wie bei dieser Ausführungsform werden auch
mit roten, grünen, blauen etc. Farbfiltern erhalten.
Das Blockschaltbild von Fig. 12 zeigt die Interpolationsmittel
7 zur Interpolationsverarbeitung der Detektorausgangssignale.
Dabei wird den Eingängen 711-714 der Interpolationsmittel
7 jeweils ein Digitalsignal Aw, Ay, Ag bzw.
Ac zugeführt, die aus der A-D-Umsetzung der Ausgangssignale
der Detektoren 431-434 (Fig. 3) gewonnen sind. Für jeden
einzelnen Kanal der Digitalsignale Aw, Ay, Ag und Ac umfassen
die Interpolationsmittel 7 in äquivalenter Weise Haltekreise
72, 73, in denen das entsprechende Signal jeweils
einmal gehalten wird, einen 3/4-Multiplizierer 74, der das
Signal mit 3/4 multipliziert, einen 1/4-Multiplizierer 75,
der das Signal mit 1/4 multipliziert, und ein Addierglied
76. Ausgangssignale Wn, Yn, Gn und Cn für Weiß (W), Gelb
(Y), Grün (G) und Zyan (C) werden an dene Ausgängen 771,
772, 773 und 774 der Interpolationsmittel 7 abgenommen.
Die Draufsicht von Fig. 13 zeigt die Anordnung von Farbfiltern
an einem Bildwandler 4 (in Fig. 1) ähnlich Fig. 3.
Die Detektoren 431-434 von Fig. 13 sind an dem CCD-Bildwandler
42 (in Fig. 2) angeordnet. Der Detektor 431 hat
kein Farbfilter, während die übrigen Detektoren 432-434
jeweils ein Farbfilter der Farben Gelb, Grün und Zyan an
den Stirnflächen aufweisen. In Fig. 13 sind mit ∘ die
Mittelpunkte der jeweiligen Detektoren 431-434 und mit x
die imaginären Abtastpunkte bezeichnet.
Die Funktionsweise nach Fig. 12 und 13 wird nachstehend erläutert.
Wie bereits aus der Erläuterung des Ausführungsbeispiels
nach dem Stand der Technik hervorgeht, liegt die
Ursache für das Rauschen am Grenzteil eines Bildes darin,
daß die Detektoren, z. B. 431-434 in Fig. 13, die die
jeweiligen Farbkomponenten lesen, die lichtelektrische
Umwandlung der Bildinformationen an den verschiedenen
Positionen der Vorlage (1 in Fig. 1) ausführen. Infolgedessen
sind die Abtastpunkte imaginär vorgegeben, wie durch
die Markierungen x in Fig. 13 angedeutet ist, und die Signalausgänge
der jeweiligen Farbkomponenten an diesen Abtastpunkten
werden durch die Interpolation der Ausgangssignale
der in der Nähe liegenden Detektoren gefunden, so
daß die Ausgangssignale des Bildwandlers 4 so gewonnen
werden, als ob die Detektoren für die jeweiligen Farbkomponenten
jederzeit an den imaginären Abtastpunkten liegen
würden.
Wenn beispielsweise der imaginäre Abtastpunkt n in der
Mitte zwischen dem Detektor 431 des Feldes Wn und dem
Detektor 432 des Feldes Yn (Fig. 13) liegt, können die
Signale Wn und Yn an dem imaginären Abtastpunkt n jeweils
durch die folgenden Gleichungen (11) und (12) ermittelt
werden:
Ebenso können die Signale Gn und Cn an dem imaginären Abtastpunkt
n in der Mitte zwischen den Feldern Gn und Cn
durch die folgenden Berechnungen ermittelt werden:
Dabei werden die vorgenannten Gleichungen (11) bis (14)
durch die Interpolationsmittel 7 des Ausführungsbeispiels
von Fig. 12 realisiert. Insbesondere werden im Hinblick auf
des Ausgangssignal Aw vom Detektor 431 in Fig. 3 das Signal
Awn des n-ten Bildelements und das Signal Aw(n+1) des
(n+1)-ten Bildelements zum gleichen Zeitpunkt durch die
Haltekreise 72 und 73 gewonnen. Anschließend wird das
Signal Awn dem 3/4-Multiplizierer 74 zugeführt, während das
Signal Aw(n+1) dem 1/4-Multiplizierer 75 zugeführt wird.
Die Verarbeitungsergebnisse dieser Multiplizierer werden im
Addierglied 76 addiert, so daß am Ausgang 771 das Ausgangssignal
Wn erhalten wird. Ebenso können die Ausgangssignale
Yn, Gn und Cn jeweils für die Eingangssignale Ay, Ag und Ac
erhalten werden. Farbbildsignale Rn, Gn und Bn, die dadurch
erzeugt werden, daß die Ausgangssignale Wn, Yn, Gn und Cn
den Transformationsschritten der folgenden Gleichung unterworfen
werden, führen zu Farbbildsignalen, die am Grenzteil
des Bildes rauschfrei sind:
Das nachstehend erläuterte Ausführungsbeispiel zur zweiten
Lösung umfaßt Vergleichsmittel, die für ein spezifisches Bildelement
die Helligkeitssignale einer Mehrzahl Bildelemente
nahe dem spezifischen Bildelement vergleichen, und Auswahlmittel
zur Auswahl von M Detektoren, die das spezifische
Bildelement bilden, und zur Bestimmung der Farben des spezifischen
Bildelements auf der Grundlage eines Signals von
den Vergleichsmitteln.
Das Blockschaltbild von Fig. 14 zeigt einen Signalverarbeitungsteil
dieser Ausführungsform. Der Signalverarbeitungsteil
umfaßt wenigstens zwei Haltekreise 91, 92, zwei
Subtraktionsglieder 93, 94 und zwei Absolutwertglieder 95,
96 sowie einen Vergleicher 97, die zusammen die Vergleichseinheit
9 bilden; ferner umfaßt er einen Selektor 90, der
eine Auswahleinheit bildet. 911, 912, 913 und 914 sind
Eingänge für erfaßte Farbbildinformation und entsprechen
jeweils Weiß (W), Gelb (Y), Grün (G) und Zyan (C). Ferner
sind Ausgänge 921, 922, 923 und 924 vorgesehen, die jeweils
den Eingängen 911-914 entsprechen. Die Eingänge 911, 912,
913 und 914 sind mit den entsprechenden Eingängen des Haltekreises
91 gekoppelt, und sie sind gemeinsam an einen
Eingang des Selektors 90 geführt. Im letzteren Fall wird
dem Eingang des Selektors 90 ein Signal D1 von sämtlichen
Eingängen 911-914 zugeführt. Ferner wird ein Signal W1 vom
Eingang 911 zu einem Eingang des Subtraktionsglieds 93
geführt. In gleicher Weise sind die Ausgänge des Haltekreises
91 jeweils mit den Eingängen des Haltekreises 92 gekoppelt,
und sie sind gemeinsam mit einem weiteren Eingang
des Selektors 90 gekoppelt und legen an diesen ein Signal
D2. Ferner ist der Weiß (W) entsprechende Ausgang des Haltekreises
91 an den weiteren Eingang des Subtraktionsglieds
93 und an einen Eingang des Subtraktionsglieds 94 angeschlossen
und führt diesen ein Signal W2 zu. Die Ausgänge
des Haltekreises 92 sind sämtlich mit einem weiteren Eingang
des Selektors 90 gekoppelt und führen diesem ein Signal
D3 zu, und der Weiß (W) entsprechende Ausgang ist mit
dem weiteren Eingang des Subtraktionsglieds 94 gekoppelt
und führt diesem ein Signal W3 zu. Die Ausgänge der Subtraktionsglieder
93 und 94 sind jeweils mit den Absolutwertgliedern
95 und 96 gekoppelt, deren Ausgänge an die
Eingänge des Vergleichers 97 geführt sind. Der Ausgang des
Vergleichers 97 ist mit dem Selektor 90 gekoppelt. Die
Absolutwertglieder 95 und 96 führen dem Vergleicher 97
Signale ID1 bzw. ID2 zu, und der Vergleicher 97 führt dem
Selektor 90 ein Signal SEL zu.
Das Ausführungsbeispiel ist in der vorstehend erläuterten
Weise ausgelegt, und seine Betriebsweise wird nachstehend
unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm von Fig. 15 und den
Konstruktionsplan von Fig. 16, der Bildelemente bildende
Detektoren zeigt, erläutert. Signale W, Y, G und C vom
Bildwandler 4 (Fig. 2) werden den Eingängen 911, 912, 913
und 914 (Fig. 14) zugeführt. Wie bei W1 in Fig. 15 gezeigt,
werden die Signale W1 vom Eingang 911 mit der Zeit zu Wn-1,
Wn, Wn+1, Wn+2, Wn+3 . . . Dabei bezeichnet n das n-te
Bildelement 43 (Fig. 16). Das Signal W1 wird in das Signal
W2 entpsrechend Fig. 15 geändert, indem es durch den Haltekreis
91 geschickt wird, und das Signal W2 wird in das
Signal W3 (Fig. 15) geändert, indem es durch den Haltekreis
92 geschickt wird. Wenn man dabei mit Wn+1 das dem Eingang
911 zum Zeitpunkt tn zugeführte Weiß-Signal W1 bezeichnet,
wird das Signal W2 zu Wn, und das Signal W3 wird zu Wn-1,
wie Fig. 15 zeigt. Diese Signale werden den Subtraktionsgliedern
93 und 94 zugeführt, deren Ausgangssignale
Wn-Wn+1 bzw. Wn-Wn-1 sind. Diese Ausgangssignale werden
ferner in die Absolutwertglieder 95 und 96 eingegeben,
deren Ausgangssignale ID1 und ID2 zu ID1=|Wn-Wn+1| bzw.
zu ID2=|Wn-Wn-1| werden, wie Fig. 15 zeigt. Die Absolutwertsignale
werden ferner dem Vergleicher 97 zugeführt,
der ihre Größen vergleicht und ein Signal Sn als das Auswahlsignal
SEL bildet. In diesem Fall ist das Signal Sn
durch die folgenden Bedingungen bestimmt:
|Wn-Wn-1| < |Wn-Wn+1| (16)
|Wn-Wn-1| = |Wn-Wn+1| (17)
|Wn-Wn-1| < |Wn-Wn+1| (18)
Das gemäß diesen Bedingungen erzeugte Auswahlsignal SEL
wird dem Selektor 90 zugeführt und dient zur Steuerung von
dessen Auswahloperation. Das Kollektivsignal der vom Bildwandler
4 an die jeweiligen Eingänge 911, 912, 913 und 914
angelegten Signale W, Y, G und C wird unmittelbar nach dem
Anlegen zum Signal D1 bzw. zum Signal D2 nach Durchlaufen
des Haltekreises 91 bzw. zum Signal D3 nach Durchlaufen des
Haltekreises 92, und diese Signle D1-D3 werden jeweils dem
Selektor 90 zugeführt. Die Signale D1, D2 und D3 ändern
sich im Lauf der Zeit, wie Fig. 15 zeigt. Zum Zeitpunkt tn
werden sie D1=Dn+1, D2=Dn und D3=Dn-1 (wobei Dn den
kombinierten Ausgangswert von Weiß (W), Gelb (Y), Grün (G)
und Zyan (C) des n-ten Bildelements bezeichnet). Gemäß den
vorgenannten Bedingungen des Auswahlsignals SEL und aufgrund
der Eingangssignale D1, D2 und D3 gibt der Selektor
90 die folgenden Ausgangssignale Wn′, Yn′, Gn′ und Cn′ ab:
Wn′=Wn, Yn′=Yn-1, Gn′=Gn, Cn′=Cn-1
für |Wn-Wn-1| < |Wn-Wn+1| (16)
Wn′=Wn, Yn′=Yn, Gn′=Gn, Cn′=Cn
für |Wn-Wn-1| = |Wn-Wn+1| (17); und
Wn′=Wn+1, Yn′=Yn, Gn′=Gn+1, Cn′=Cn
für |Wn-Wn-1| < |Wn-Wn+1| (18).
Die vorgenannten Resultate werden zu den in Fig. 16 gezeigten
Kombinationen der Detektoren des Bildwandlers 4. In der
Figur entspricht ein Teil (I) dem Fall von
|Wn-Wn-1| < |Wn-Wn+1|. In diesem Fall wird die Kombination
98 des n-ten Bildelements in negativer Richtung der
Zahl n um den Betrag einer Spalte von Detektoren relativ
zum n-ten Bildelement 43, das den Bildwandler 4 von Fig. 3
bildet, verschoben. Teil (II) entspricht dem Fall von
|Wn-Wn-1|=|Wn-Wn+1|. In diesem Fall stimmt die Kombination
99 des n-ten Bildelements mit dem n-ten Bildelement
43 im Bildwandleraufbau überein. Teil (III) entspricht
dem Fall von |Wn-Wn-1|<|Wn-Wn+1|. In diesem Fall wird
die Kombination 100 des n-ten Bildelements in Plusrichtung
um den Betrag einer Spalte der Detektoren relativ zum n-ten
Bildelement 43 des Wandleraufbaus verschoben. Wenn die
Farbgrenze im wesentlichen in der Mitte des Bildelements 43
liegt, gilt |Wn-Wn-1|<|Wn-Wn+1|, und zu diesem Zeitpunkt
besteht das Bildelement aus den Filterelementen (Wn,
Yn-1, Gn, Cn-1). Dadurch kann das Rauschen der Farbgrenze
nahezu eliminiert werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der zweiten Lösung werden die Haltekreise
91 und 92 verwendet. Da diese jedoch die Funktion haben,
die Bildsignale zu verzögern, wird der gleiche Effekt auch
dann erzielt, wenn stattdessen Abtast-Haltekreise oder ein
analoges Schieberegister, z. B. CCD oder BBD, eingesetzt
werden.
Claims (2)
1. Farbbildabtasteinrichtung mit einer Lichtquelle (3) zum Beleuchten
einer Vorlage (1), mit einer Mehrzahl Detektoren (431-434), die ein
durch Beleuchten der Vorlage (1) erzeugtes Farbbild in elektrische
Signale umsetzen, mit einer Fokussiereinheit (5), die das Farbbild
auf die Detektoren (431-434) fokussiert, mit mehreren Detektoren zugeordneten
Farbfiltern, die Farben des fokussierten Farbbildes unterscheiden,
und mit einer Farbsignalumsetzungseinrichtung (6), die u. a.
eine Helligkeits-Extraktionseinheit (61), welche Helligkeitssignale
abgibt, und eine Interpolationseinheit (63) zur Interpolationsverarbeitung
von Farbsignalen identischer Farbe umfaßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Helligkeitssignal-Extraktionseinheit (61) Ausgangssignale eines farbfilterlosen Detektors als Helligkeitssignale bestimmt und Helligkeitssignale entsprechend dem (n-1)-ten, n-ten und (n+1)-ten Bildelement (wobei n eine positive ganze Zahl ist) als Helligkeitssignale ableitet, die zu einem gleichen Zeitpunkt vorliegen,
daß die Farbsignalumsetzungseinrichtung weiterhin eine Erfassungseinheit (62) aufweist, die Differenzen zwischen dem (n+1)-ten und dem n-ten abgeleiteten Helligkeitssignal sowie zwischen dem n-ten und dem (n-1)-ten abgeleiteten Helligkeitssignal erfaßt,
daß die Interpolationseinheit (63) zur Interpolationsverarbeitung von Farbbildsignalen identischer Farbe, die dem n-ten und dem (n-1)-ten oder (n+1)-ten Bildelement entsprechen, zur Ermittlung eines Farbbildsignals vorgesehen ist, und
daß die Farbsignalumsetzeinrichtung ferner eine Auswahleinheit (64) aufweist, die das n-te, das (n-1)-te, das (n+1)-te Farbsignal oder das von der Interpolationseinheit (63) erzeugte interpolierte Signal als n-tes Farbbildausgangssignal nach Maßgabe der von der Erfassungseinheit (62) gebildeten erfaßten Differenzsignale abgibt.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Helligkeitssignal-Extraktionseinheit (61) Ausgangssignale eines farbfilterlosen Detektors als Helligkeitssignale bestimmt und Helligkeitssignale entsprechend dem (n-1)-ten, n-ten und (n+1)-ten Bildelement (wobei n eine positive ganze Zahl ist) als Helligkeitssignale ableitet, die zu einem gleichen Zeitpunkt vorliegen,
daß die Farbsignalumsetzungseinrichtung weiterhin eine Erfassungseinheit (62) aufweist, die Differenzen zwischen dem (n+1)-ten und dem n-ten abgeleiteten Helligkeitssignal sowie zwischen dem n-ten und dem (n-1)-ten abgeleiteten Helligkeitssignal erfaßt,
daß die Interpolationseinheit (63) zur Interpolationsverarbeitung von Farbbildsignalen identischer Farbe, die dem n-ten und dem (n-1)-ten oder (n+1)-ten Bildelement entsprechen, zur Ermittlung eines Farbbildsignals vorgesehen ist, und
daß die Farbsignalumsetzeinrichtung ferner eine Auswahleinheit (64) aufweist, die das n-te, das (n-1)-te, das (n+1)-te Farbsignal oder das von der Interpolationseinheit (63) erzeugte interpolierte Signal als n-tes Farbbildausgangssignal nach Maßgabe der von der Erfassungseinheit (62) gebildeten erfaßten Differenzsignale abgibt.
2. Farbbildabtasteinrichtung mit einer Lichtquelle (3) zum Beleuchten
einer Vorlage (1), mit einer Mehrzahl von Detektoren (431-434), die
ein durch Beleuchten der Vorlage (1) erzeugtes Farbbild
in elektrische Signale umsetzen, mit einer Fokussiereinheit (5), die
das Farbbild auf die Detektoren (431-434) fokussiert, mit N-Farbfiltern
(wobei N eine ganze Zahl von wenigstens 3 ist), welche die Farben des
fokussierten Farbbildes unterscheiden und auf den Detektoren (432-434) angeordnet
sind, mit einer Vergleichseinheit (9), die für ein spezifisches
Bildelement, das mit wenigstens jeweils einem Farbfilter
jeder der entsprechenden Farben versehen und aus einander benachbarten
Detektoren (432-434) zusammengesetzt ist, Helligkeitssignale
einer Mehrzahl Bildelemente nahe dem spezifischen Bildelement (43)
miteinander vergleicht und mit einer Auswahleinheit (90), die die das
spezifische Bildelement (43) bildenden Detektoren (431-434) ansteuert und die
Farben des spezifischen Bildelementes (43) auf der Grundlage von
Ausgangssignalen der Vergleichseinheit (9) bestimmt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ein Bildelement (43) bildenden Detektoren jeweils einen farbfilterlosen Detektor (431) umfassen,
daß Subtraktionsglieder (93, 94) vorhanden sind, denen die Ausgangssignale des farbfilterlosen Detektors (431) des spezifischen Bildelementes (43) sowie der farbfilterlosen Detektoren der beidseitig des spezifischen Bildelementes (43) benachbarten Bildelemente zugeführt werden,
daß das Ausgangssignal eines Subtraktionsgliedes (93, 94) jeweils das Differenzsignal des Ausgangssignales des farbfilterlosen Detektors (431) des spezifischen Bildelementes und des farbfilterlosen Detektors (431) eines der beiden anderen benachbarten Bildelemente ist,
daß Absolutwertglieder (95, 96) vorgesehen sind, in denen die Absolutwerte der Ausgangs-Differenzsignale der Subtraktionsglieder (93, 94) gebildet werden, und
daß die Auswahleinheit (90) dazu vorgesehen ist, endgültige Ausgangssignale nach Vergleich der Absolutwerte der Ausgangs-Differenzsignale abzugeben,
wobei die endgültigen Ausgangssignale den ursprünglichen Ausgangssignalen der Detektoren (431-434) des spezifischen Bildelementes (43) entsprechen, wenn die Absolutwerte der Ausgangssignale der Substraktionsglieder (93, 94) einander gleich sind, und
wobei die endgültigen Ausgangssignale, wenn einer der Absolutwerte kleiner ist als der andere, den ursprünglichen Ausgangssignalen einer Gruppe von Detektoren mit Farbfiltern jeder Farbe entsprechen, die ein Bildsegment (98, 100) bilden, welches jeweils einen Teilbereich des spezifischen Bildelementes (43) und desjenigen Bildelementes umfaßt, dessen Ausgangssignal des farbfilterlosen Detektors bei der Subtraktion und dem Vergleich der Absolutwerte zum kleineren Absolutwert geführt haben.
daß die ein Bildelement (43) bildenden Detektoren jeweils einen farbfilterlosen Detektor (431) umfassen,
daß Subtraktionsglieder (93, 94) vorhanden sind, denen die Ausgangssignale des farbfilterlosen Detektors (431) des spezifischen Bildelementes (43) sowie der farbfilterlosen Detektoren der beidseitig des spezifischen Bildelementes (43) benachbarten Bildelemente zugeführt werden,
daß das Ausgangssignal eines Subtraktionsgliedes (93, 94) jeweils das Differenzsignal des Ausgangssignales des farbfilterlosen Detektors (431) des spezifischen Bildelementes und des farbfilterlosen Detektors (431) eines der beiden anderen benachbarten Bildelemente ist,
daß Absolutwertglieder (95, 96) vorgesehen sind, in denen die Absolutwerte der Ausgangs-Differenzsignale der Subtraktionsglieder (93, 94) gebildet werden, und
daß die Auswahleinheit (90) dazu vorgesehen ist, endgültige Ausgangssignale nach Vergleich der Absolutwerte der Ausgangs-Differenzsignale abzugeben,
wobei die endgültigen Ausgangssignale den ursprünglichen Ausgangssignalen der Detektoren (431-434) des spezifischen Bildelementes (43) entsprechen, wenn die Absolutwerte der Ausgangssignale der Substraktionsglieder (93, 94) einander gleich sind, und
wobei die endgültigen Ausgangssignale, wenn einer der Absolutwerte kleiner ist als der andere, den ursprünglichen Ausgangssignalen einer Gruppe von Detektoren mit Farbfiltern jeder Farbe entsprechen, die ein Bildsegment (98, 100) bilden, welches jeweils einen Teilbereich des spezifischen Bildelementes (43) und desjenigen Bildelementes umfaßt, dessen Ausgangssignal des farbfilterlosen Detektors bei der Subtraktion und dem Vergleich der Absolutwerte zum kleineren Absolutwert geführt haben.
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