DE4126751A1

DE4126751A1 - Automatic image density correction for copier - using high pass signal derived from luminance signal to generate statistical frequency distribution for control of copy density signals

Info

Publication number: DE4126751A1
Application number: DE19914126751
Authority: DE
Inventors: Eduard Dipl Ing Wagensonner
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1991-08-13
Filing date: 1991-08-13
Publication date: 1993-02-04

Abstract

The method involves electro-optical scanning of an image in N columns and M rows and analysing the image signal luminance (Y) in a statistical frequency distribution of grey values. The frequency distribution is integrated with a distribution curve which is then used as the transfer function for controlling copy density signals. The frequency distribution is generated from a high-pass signal (Y') derived from the image signal luminance (Y). The high-pass signal is pref. derived by subtracting a low-pass signal (Y'') from the luminance signal (Y). ADVANTAGE - High gradation in areas of high detail.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des An spruchs 3.The invention relates to a method and a Vorrich device according to the preamble of claim 1 or of the Proverbs 3

Aus der nicht vorveröffentlichten Anmeldung DE-P 40 04 948.5 ist ein Verfahren gemäß dem Oberbe griff bekannt. Nach dem dort beschriebenen Verfahren werden die Bildpunkte einer Kopiervorlage mit ihren Graudichtewerten in eine Häufigkeitsverteilung einsor tiert und diese Verteilung durch Integration in eine Verteilungskurve umgewandelt. Anhand des Steigungsver laufes der Verteilungskurve läßt sich ablesen, in wel chem Dichtebereich viele Bildpunkte vorhanden sind und in welchem Dichtebereich weniger.From the unpublished application DE-P 40 04 948.5 is a method according to the Oberbe attacked known. According to the procedure described there the pixels of a master copy with their Single gray density values in a frequency distribution tated and this distribution by integration into one Distribution curve converted. Using the slope ver course of the distribution curve can be read in which chem density range there are many pixels and in which density range less.

Die üblicherweise bearbeiteten Bildvorlagen weisen mit unter großflächige Bereiche ohne Details mit gleicher Dichte auf. Diese Bereiche können z. B. Wolken oder Himmelspartien sein oder Wände bei Gebäuden. Da diese Dichtebereiche einen großen Anteil am Gesamtbild auf weisen, wird bei bekannten Verfahren, bei welchen eine unbewertete Häufigkeitsverteilung erstellt wird, die Verteilungskurve genau in diesen Dichtebereichen steil sein. Dies hat zur Folge, daß ein großer Aussteuerbe reich für die Bereiche eines Bildes zur Verfügung ge stellt wird, in dem sich relativ wenig Detail-Infor mation befindet.The usually edited picture templates have under large areas without details with the same Density on. These areas can e.g. B. clouds or Be sky areas or walls in buildings. This one Density areas a large proportion of the overall picture point in known methods in which a unrated frequency distribution is created that Distribution curve steep in precisely these density ranges be. As a result, a large dowry tax available for the areas of an image in which there is relatively little detail information mation is located.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, mit welchem eine Verteilungskurve erzeugt wird, die in den Dichtebereichen, wo sich viele Details befinden, eine hohe Gradation aufweist.It is an object of the invention, a method and a Specify device for carrying out the method, with which a distribution curve is generated, which in the density areas, where there are many details, has a high gradation.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Ver fahrensanspruchs 1 und des Vorrichtungsanspruchs 3.This object is achieved by the features of method claim 1 and device claim 3 .

Die Erfindung macht sich dabei die Erkenntnis zu eigen, daß bei der spalten- und zeilenweisen Analyse der Bild signale die oben genannten großflächigen, informations armen Dichtebereiche daran erkannt werden, daß in der analysierten Spalte bzw. Zeile wenig Wechsel in den Dichtewerten auftreten. Die Bereiche einer Zeile bzw. Spalte, in denen ein häufiger Wechsel der Dichtewerte auftritt, sind detailreich und enthalten Detail-Infor mationen. Um die darin enthaltene Detail-Information bestmöglich wiedergeben zu können, ist es notwendig, die Gradation genau in den Dichtebereichen, in denen der häufige Wechsel stattfindet, steiler zu machen. The invention adopts the knowledge that in the column and row analysis of the image signals the above-mentioned large information poor density areas can be recognized by the fact that in the analyzed column or row little change in Density values occur. The areas of a line or Column in which a frequent change in density values occurs, are rich in detail and contain detailed information mations. The detailed information contained therein to be able to reproduce as best as possible, it is necessary the gradation exactly in the density ranges in which the frequent change takes place to make it steeper.

Dies geschieht durch den Einsatz eines Hochpasses, wel cher aus dem Bildsignal die höherfrequenten Anteile herausfiltert. Nur diese Hochpaßsignale werden für die Berechnung der Häufigkeitsverteilung herangezogen. Der zur Verfügung stehende Aussteuerbereich kann so auf die Dichtebereiche aufgeteilt werden, in denen sich die meiste Information befindet.This is done through the use of a high pass, wel cher the higher-frequency components from the image signal filtered out. Only these high-pass signals are used for the Calculation of the frequency distribution used. The available control area can thus be based on the Density ranges are divided, in which the most information is located.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von drei Figuren beschrieben. Es zeigenThe invention is described below with the aid of three figures described. Show it

Fig. 1-Fig. 3 jeweils ein Blockschaltbild eines Bildverarbei tungsgeräts zur Durchführung des beschriebenen Dichtekorrekturverfahrens. Fig. 1- Fig. 3 are each a block diagram of an image processing device for performing the density correction method described.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Scanner be zeichnet, der eine Vorlage z. B. in den drei Grundfar ben Rot, Grün, Blau bildpunktweise abtastet und an einen Bildspeicher 2 weiterleitet. Eine anschließende Transformationseinrichtung erzeugt in an sich bekannter Weise aus den Bildsignalen in den Grundfarben Rot, Grün, Blau ein Luminanzsignal Y und Chrominanzsignale U und V. Die Chrominanzsignale U und V werden zu einer Rücktransformationseinrichtung 4 weitergeleitet. Die Luminanzsignale V werden über eine Leitung 5 einer mit 6 bezifferten Signalbearbeitungseinheit zugeführt und gelangen nach der Bearbeitung über die Leitung 7 zur Rücktransformationseinrichtung 4. Die Signalbearbei tungseinrichtung 6 ihrerseits ist wieder in einzelne Funktionsblöcke unterteilt. Es handelt sich dabei im einzelnen um einen Hochpaß 8, einen Subtrahierer 9, einen Addierer 10, eine Recheneinheit 11, eine von der Recheneinheit 11 programmierbare Look-up-Table 12 und eine fest programmierte Look-up-Table 13.In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a scanner which is a template z. B. in the three Grundfar ben red, green, blue scanned pixel by point and forwarded to an image memory 2 . A subsequent transformation device generates, in a manner known per se, a luminance signal Y and chrominance signals U and V from the image signals in the primary colors red, green and blue. The chrominance signals U and V are passed on to a reverse transformation device 4 . The luminance signals V are fed via a line 5 to a signal processing unit numbered 6 and, after the processing, arrive at the reverse transformation device 4 via the line 7 . The signal processing device 6 in turn is divided into individual function blocks. Specifically, these are a high-pass filter 8 , a subtractor 9 , an adder 10 , a computing unit 11 , a look-up table 12 programmable by the computing unit 11 and a permanently programmed look-up table 13 .

In der Signalbearbeitungseinheit 6 wird das Luminanz signal Y dem Hochpaßfilter 8 zugeführt, an dessen Aus gang das Hochpaßsignal Y′ vorhanden ist. Das Signal Y′ wird in der Recheneinheit 11 nach Graudichtewerten ana lysiert, und die unterschiedlichen Graudichtewerte wer den in eine Häufigkeitsverteilung einsortiert. Aus die ser Häufigkeitsverteilung wird in der Recheneinheit 11 durch Integration der Verteilungskurve eine Übertra gungsfunktion, die zur Steuerung der Gradation der Ko pie dient. Über die Leitung 14 wird die Look-up-Table 12 mit dieser Übergangsfunktion geladen.In the signal processing unit 6 , the luminance signal Y is fed to the high-pass filter 8 , at the output of which the high-pass signal Y 'is present. The signal Y 'is analyzed in the computing unit 11 for gray density values, and the different gray density values are sorted into a frequency distribution. From this frequency distribution is a transfer function in the computing unit 11 by integrating the distribution curve, which serves to control the gradation of the Ko pie. The look-up table 12 is loaded via line 14 with this transition function.

Das Hochpaßsignal Y′ gelangt außerdem an den Subtrak tionseingang des Subtrahierers 9. An den anderen Ein gang des Subtrahierers 9 gelangt das originale Lumi nanzsignal Y. Am Ausgang des Subtrahierers 9 liegt das Tiefpaßsignal Y′′ an, welches an den ersten Additions eingang des Addierers 10 geleitet wird.The high-pass signal Y 'also reaches the subtraction input of the subtractor 9 . At the other input of the subtractor 9 arrives the original Lumi nance signal Y. At the output of the subtractor 9 is the low-pass signal Y '', which is passed to the first addition input of the adder 10 .

Das Hochpaßsignal Y′ wird zudem einer fest programmier ten Look-up-Table 13 zugeführt. In dieser Look-up-Table 13 wird das Hochpaßsignal Y′ amplituden abhängig nicht linear verstärkt. Am Ausgang der Look-up-Table 13 liegt das verstärkte Hochpaß signal Y′′′ an, welches an den zweiten Addiereingang des Addierers 10 geleitet wird. The high-pass signal Y 'is also fed to a permanently programmed look-up table 13 . In this look-up table 13 , the high-pass signal Y 'is amplified non-linearly depending on the amplitude. At the output of the look-up table 13 is the amplified high-pass signal Y ''', which is passed to the second adder input of the adder 10 .

Im Addierer 10 wird das Tiefpaßsignal Y′′ und das ver stärkte Hochpaßsignal Y′′′ zusammengefaßt und an die Look-up-Table 12 geleitet, welche von der Rechenein heit 11 geladen wurde. Das Ausgangssignal der Look-up-Table 12 entspricht dem entsprechend der ermit telten Übergangsfunktion veränderten Luminanzsignal Y. Dieses Signal wird über die Leitung 7 an den Y-Eingang der Rücktransformationseinrichtung 4 geleitet.In the adder 10 , the low-pass signal Y '' and the amplified high-pass signal Y '''are summarized and passed to the look-up table 12 , which was loaded by the computing unit 11 . The output signal of the look-up table 12 corresponds to the luminance signal Y modified in accordance with the determined transition function. This signal is passed via line 7 to the Y input of the inverse transformation device 4 .

In der Rücktransformationseinrichtung 4 werden aus den Chrominanzsignalen U und V sowie dem veränderten Lumi nanzsignal Y getrennte Signale in den Grundfarben Rot, Grün, Blau erzeugt, die dann in einem Bildspeicher 16 abgelegt werden. Eine an den Bildspeicher 16 ange schlossene Bildaufzeichnungseinrichtung 17 erzeugt letztlich das neue, gegenüber der Vorlage in der Ko pierdichte veränderte Bild.In the inverse transformation device 4 , the chrominance signals U and V and the changed luminance signal Y separate signals in the basic colors red, green, blue are generated, which are then stored in an image memory 16 . An image recording device 17 connected to the image memory 16 ultimately generates the new image compared to the original in the color density.

Die Fig. 2 zeigt im wesentlichen die gleichen Elemente wie die Fig. 1, gleiche Elemente sind auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Um das Hochpaß signal Y′ zu erzeugen, wird ein Tiefpaß 15 und der Subtrahierer 9 verwendet. Der Tiefpaß 15 ist an die Leitung 5, welche das Luminanzsignal Y überträgt, ange schlossen. Am Ausgang des Tiefpasses 15 steht das Signal Y′′ an. Dieses Signal Y′′ wird im Subtrahierer 9 vom Luminanzsignal Y abgezogen. Am Ausgang des Subtra hierers 9 liegt nun das Hochpaßsignal Y′ an. Dieses Signal Y′ wird in der bereits beschriebenen Weise von der Recheneinheit 11 verarbeitet und die so ermittelte Übergangsfunktion wird in der Look-up-Table 12 abge speichert. Das Hochpaßsignal Y′ wird auch hier durch eine fest programmierte Look-up-Table 13 amplituden abhängig verstärkt und dem einen Eingang des Addie rers 10 zugeführt. An den anderen Eingang des Addie rers 10 wird das Tiefpaßsignal Y′′ angelegt. Die zusam mengefaßten Signale aus Hoch- und Tiefpaß werden der Look-up-Table 12 zugeführt, welche dieses Signal ent sprechend ihrer Programmierung durch die Rechenein heit 11 gemäß der Übergangsfunktion verstärkt und an die Rücktransformationseinrichtung 4 weiterleitet. Fig. 2 shows essentially the same elements as Fig. 1, the same elements are also provided with the same reference numerals. In order to generate the high-pass signal Y ', a low-pass filter 15 and the subtractor 9 are used. The low-pass filter 15 is connected to line 5 , which transmits the luminance signal Y. At the output of the low pass 15 , the signal Y '' is present. This signal Y '' is subtracted from the luminance signal Y in the subtractor 9 . At the output of the subtra here 9 is now the high-pass signal Y '. This signal Y 'is processed in the manner already described by the computing unit 11 and the transition function determined in this way is stored in the look-up table 12 . The high-pass signal Y 'is also amplified depending on the amplitude by a programmed look-up table 13 and fed to one input of the adder 10 . At the other input of Addie rers 10 , the low-pass signal Y '' is applied. The combined signals from high and low pass are supplied to the look-up table 12 , which amplifies this signal accordingly to its programming by the computing unit 11 in accordance with the transition function and forwards it to the reverse transformation device 4 .

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, das Blockschaltbild aus den einzelnen Komponenten der Signalbearbeitungseinheit 6 ist bezüglich der Generie rung des Hochpaßsignales ähnlich dem in Fig. 2 be schriebenen. Unterschiedlich ist hingegen, daß die aus dem Hochpaßsignal errechnete Übergangsfunktion zur Gradationskorrektur in den Tiefpaßkanal eingefügt ist. Die Recheneinheit 11 ermittelt in bekannter Weise die Übergangsfunktion und lädt diese in die Look-up-Table 12. Am Eingang der Look-up-Table 12 liegt das Tiefpaßsignal Y′′ an, welches über die Look-up-Table 12 einer Gradationskorrektur unterzogen und an den einen Eingang des Addierers 10 geleitet wird. An den anderen Eingang des Addierers 10 ist das Hochpaßsignal Y′, welches in der Look-up-Table 13 amplitudenabhängig verstärkt wurde, zugeführt. Die zusammengefaßten Signale aus Hoch- und Tiefpaß werden dem Y-Eingang der Rücktransformationseinrichtung 4 zu geführt. Fig. 3 shows a further embodiment of the invention, the block diagram of the individual components of the signal processing unit 6 is similar to that described in Fig. 2 with respect to the generation of the high-pass signal. The difference is, however, that the transition function calculated from the high-pass signal for gradation correction is inserted into the low-pass channel. The computing unit 11 determines the transition function in a known manner and loads it into the look-up table 12 . At the input of the look-up table 12 there is the low-pass signal Y '', which is subjected to a gradation correction via the look-up table 12 and is passed to one input of the adder 10 . At the other input of the adder 10 , the high-pass signal Y ', which was amplified in the look-up table 13 depending on the amplitude, is supplied. The combined signals from high and low pass are fed to the Y input of the reverse transformation device 4 .

Die Ausführungsform der Erfindung gemäß der Fig. 1 und 2 hat den Vorteil, daß die im Hochpaßsignal Y′′ vorhan denen feinen Detailstrukturen in einem ersten Schritt amplitudenabhängig in der Look-up-Table 13 verstärkt werden, wodurch in dem der Look-up-Table zugeführten Signal die höherfrequenten Anteile, welche die Grada tionsbereiche mit hoher Detailinformation darstellen, in verstärktem Maße vorhanden sind. Diese schon ver stärkt vorhandenen hochfrequenten Anteile werden in der Look-up-Table 12 einer zusätzlichen Verstärkung unter zogen. Die Versteilerung der Gradation in den Dichte bereichen, in denen die feinen Strukturen angesiedelt sind, wird somit zusätzlich überproportional verstärkt. Daraus ergibt sich eine zusätzliche Verschärfung der feinen Strukturen.The embodiment of the invention according to FIGS. 1 and 2 has the advantage that the fine detail structures existing in the high-pass signal Y '' are amplified in a first step in a look-up table 13 , depending on the amplitude, whereby the look-up table 13 The signal supplied to the table shows the higher-frequency components, which represent the gradation areas with high detailed information, are present to an increased extent. These already existing high-frequency components are subjected to additional reinforcement in look-up table 12 . The steepening of the gradation in the density areas in which the fine structures are located is thus disproportionately reinforced. This results in an additional tightening of the fine structures.

Im Beispiel gemäß Fig. 3 wurde die Look-up-Table 12 in den Tiefpaß gelegt. Dadurch wird der Kontrast im all gemeinen in den globalen Dichtebereichen vergrößert, d. h. es findet keine zusätzliche Verschärfung durch Erhöhung des Kontrastes des genannten Bildsignales statt.In the example according to FIG. 3, the look-up table 12 was placed in the low pass. As a result, the contrast is generally increased in the global density ranges, ie there is no additional sharpening by increasing the contrast of the image signal mentioned.

Claims

1. Method for automatic density correction of image signals in electronic image processing by electro-optical scanning of an original image according to N columns and M rows and analysis of the image signals Y into a frequency distribution according to their gray values, integration of the frequency distribution into a distribution curve and use of this curve as a transition function to control the copy density signals, characterized in that a high-pass signal Y ′ obtained from the image signals Y is used to determine the frequency distribution.

2. The method according to claim 1, characterized in net that the high-pass signal is obtained by from the image signal Y a low-pass signal Y '' subtra is hated.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized ge indicates that the low-pass signal Y '' from the Image signal is obtained.

4. A device for performing the method according to claim 1, wherein on a line ( 5 ) for the luminance signal Y a computing unit ( 11 ) for forming a histogram and its integration is connected as a transition function, characterized in that the computing unit ( 11 ) a filter device for filtering a high-pass signal is connected upstream.

5. The device according to claim 4, characterized in that the filter device consists of a high-pass filter ( 8 ).

6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the filter device comprises a low-pass filter ( 15 ) and a subtractor ( 9 ) and the subtractor ( 9 ) subtracts the low-pass signal Y 'obtained from the luminance signal Y' from the luminance signal Y.