CH683382A5

CH683382A5 - Verfahren zum punkt- und zeilenweisen Kopieren einer Kopiervorlage.

Info

Publication number: CH683382A5
Application number: CH1012/92A
Authority: CH
Inventors: Klaus Birgmeir; Hermann Dr Waibel
Original assignee: Agfa Gevaert Ag
Priority date: 1991-04-04
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1994-02-28
Also published as: DE4110813C2; DE4110813A1; US5703700A; JPH05137001A

Description

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CH 683 382 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Verfahren ist beschrieben in der DE-OS 3 629 793, das generell ein Verfahren zum punkt- und zeilenweisen Kopieren von Farbvorlagen beschreibt. Die Vorlagen werden dabei in den drei Farben nacheinander durch eine über ein Luftbild der Vorlage hinweggeführte CCD-Zeile abgetastet. Um bei stark unterschiedlich dichten Vorlagen nicht über den Dynamikbereich der CCD-Zeile hinauszu-geraten, wird zur Steuerung der Bildsignalgrösse die Beleuchtungsintensität des Fotoempfängers während des Abtastvorgangs so beeinflusst, dass dieser Dynamikbereich nicht verlassen wird. Als dazu geeignete Mittel sind einsteilbare Blenden im Beleuchtungs- oder Abbildungsstrahlengang oder Stufengraukeile beschrieben.

Diese Einrichtung ist jedoch noch nicht geeignet, schon während der Aufnahme des Bildgegenstandes aufgetretene Fehlbelichtungen - seien es Überoder Unterbelichtungen - zu korrigieren. Korrekturbedürftig sind auch mit Kunstlicht belichtete Filme, deren Emulsion für Tageslicht ausgelegt ist.

Bei der konventionellen Fotografie wird versucht, diese Abweichungen zu kompensieren, indem die Menge des Kopierlichtes so eingestellt wird, dass die bildwichtigen Teile des Motivs auf einen mittleren Dichtebereich des Papiers abgebildet werden. Dabei bleibt als Nachteil bestehen, dass das Fotopapier mit einer systembedingt zu steilen Gradation nur für richtig belichtete Diapositive brauchbar eingestellt ist. Bei fehlbelichteten Diapositiven weichen die Farbwiedergabe und die Gradation der Kopie z.T. noch stärker als das Dia von der Lichtverteilung in der Originalszene ab.

Die im Oberbegriff beschriebene Verfahrensweise der punkt- und zeilenweisen Belichtung mit Korrektur für jeden einzelnen Bildpunkt gibt nun die Möglichkeit, über gewisse Kennlinien für den Übergang der Vorlagenhelligkeit zur Bildhelligkeit in der Schreibeinrichtung Helligkeit und Kontrast zu korrigieren. Insbesondere können dabei die hellsten und dunkelsten Stellen der Bildvorlage auf die Lichter und Schatten des Papiers gelegt werden. Bei Einsatz einer bestimmten Kennlinie und Variation der Helligkeit kann wohl ein normal belichtetes Dia wie die Originalszene wiedergegeben werden. Unter-und überbelichtete Dias erhalten dabei zwar die richtige mittlere Helligkeit, nicht aber die richtige Gradation. Insbesondere bei fehlbelichteten Vorlagen können auch sogenannte dichteabhängige Farbfehler auftreten, die auf die ausserhalb des Mittelbereichs auftretenden unterschiedlichen Empfindlichkeiten der Farbschichten zurückgehen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, schon bei der Bildung der Bildsignale für die weitere Verarbeitung den Belichtungsgrad bzw. den Grad einer Fehlbelichtung zu erkennen und zu berücksichtigen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschriebene Erfindung.

Nach der Erfindung wird zunächst der Grad der Unter- oder Überbelichtung, d.h. der Belichtungsgrad der jeweiligen Kopiervorlage, festgestellt. Dies ist eine äiiniiotie Aufgabe, wie sie Dei sogenannten integralen Belichtungssystemen auftritt und wofür Lösungen bekannt sind, die auch im vorliegenden Fall angewendet werden können. Aufgrund dieser Kenntnis des Belichtungsgrades und evtl. anderer, eine Fehlbelichtung begründenden Tatsachen wie z.B. Kunstlicht bei Tageslichtfilmen, wird nun die Belichtung der fotoelektrischen Abtasteinrichtung, insbesondere einer charge coupled device (CCD) so gesteuert, dass eine Uber- oder Unterbelichtung des bildwichtigen Bereiches kompensiert wird. Zusätzlich wird dann für eine Veränderung der Bildsignale eine Kennlinie verwendet, die praktisch unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Aufnahmematerials den bei der Fehlbelichtung erzeugten Bildfehler - insbesondere bezüglich der Gradation -erkennt und durch die entsprechende Kennlinie kompensiert.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die anhand von Figuren eingehend erläutert sind. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung den Ablauf des Korrekturverfahrens während des Scannens mit einer durch eine Bedienungsperson gesteuerten Einrichtung zum Ermitteln des Belichtungsgrades,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Erfindung mit aktivierbaren, lichtschwächenden Mitteln zur Steuerung der Beleuchtungsintensität der CCD und automatischer Einrichtung zur Ermittlung des Belichtungsgrades,

Fig. 3 eine Schar von normierten Schwärzungskurven von der Aufnahme ein und desselben Gegenstandes mit unterschiedlichem Belichtungsgrad und

Fig. 4 aus der Kurvenschar gemäss Fig. 3 abgeleitet eine Schar von Kennlinien zur Kompensation der dabei erzeugten Belichtungsfehler.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Lichtquelle bezeichnet, deren Licht durch einen Reflektor 2 und eine Kondensorlinse 3 zur gleichmässigen Ausleuchtung einer Kopiervorlage, insbesondere eines Diapositivs 4, dient. Dieses wird durch ein Objektiv 5 scharf auf eine fotoelektrische Abtastvorrichtung, insbesondere eine CCD-Zeile 15, abgebildet, die im Zuge eines Abtastvorganges senkrecht zur Zeilenrichtung parallel zur Abbildungsebene über das Luftbild der Vorlage 4 verfahren wird. Der Einfachheit halber sind Farbfilter fortgelassen, die bei aufeinanderfolgender Abtastung in den verschiedenen Farben jeweils für einen Abtastvorgang in den Strahlengang gebracht werden.

Zwischen Objektiv 5 und CCD-Zeile 15 ist ein teildurchlässiger Spiegel angeordnet, der das Bild der Vorlage um 90° zu drei Integralsensoren 7, 8 und 9 ablenkt, die in je einer der drei Farben sensibilisiert sind. Diese Sensoren sind an eine Integralmittelwert-Messeinrichtung 10 angeschlossen, die ein Signal entweder über den Grauwert, einen Mischwert der drei Farbwerte oder über die drei Farbwerte an eine Einrichtung 13 zur Ermittlung des Belichtungsgrades weiterleitet. Alternativ bzw.

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zusätzlich zu der integralen Messmethode kann der Scanaufbau selbst zum Erzeugen eines gerasterten Bildes für eine komplexe ADK eingesetzt werden. An deren zweiten Eingang ist eine Eingabestation 12 mit Tasten 12a bis 12f angeschlossen, die eine Bedienungsperson 11 je nach ihren Feststellungen über die Natur der Kopiervorlage gibt. Zum Beispiel kann die Taste 12a für die Markierung richtig belichteter Vorlagen betätigt werden, die Taste 12b für einen heilen bildwichtigen Gegenstand, die Taste 12c für einen dunklen bildwichtigen Gegenstand, die Taste 12d für Kunstlichtaufnahme usw.

An zwei Ausgängen der Einrichtung zur Ermittlung des Belichtungsgrades 13 sind angeschlossen eine Steuerstufe 14 für die CCD 15 und ein Kennlinienspeicher 16, dem die Ausgangssignale der CCD zugeleitet werden. Die Steuerstufe 14 bestimmt dabei je nach Belichtungsgrad bzw. Helligkeit der Vorlage die Integrationszeit, die für jede einzelne Bildpunktzeile zur Verfügung steht, so dass die Helligkeitswerte der Vorlage noch im linearen Bereich der CCD abgetastet und somit richtig wiedergegeben werden.

In dem Kennlinienspeicher 16, der als LUT ausgebildet ist, sind nun für jede Art der Fehlbelichtung der Vorlagen Korrekturkennlinien niedergelegt, die anhand der Fig. 3 und 4 erläutert werden. Die mit jeweils einer dieser Kennlinien korrigierten Bildsignale der drei Farbauszüge werden dann an einen Bildspeicher 17 weitergegeben, der mit einer Bildverarbeitungseinrichtung etwa nach der Fig. 1 der DE-OS 3 629 793 verbunden ist.

In Fig. 3 sind in einem Diagramm auf der Abszisse die Grauwerte einer Originalszene aufgezeichnet, während auf der Ordinate die für die Dichte der zugehörigen Aufnahmen durch die CCD ermittelten Bildsignale Eccd aufgetragen sind. Die Kurvenschar 23, 24, 25 und 26 ist dabei von unterschiedlich belichteten Diapositiven derselben Originalszene einer Grautreppe ausgemessen, wobei die Belichtung am CCD auf gleiches Signal für die Weissfläche der Grautreppe eingestellt ist. Die Diadichten des Weissfeldes entsprechen dabei dem Grad der Fehlbelichtung nach Werten von 0,2 D bis 0,6 D, wobei 0,3 D die richtige Belichtung in der Kurve 25 darstellt.

Wird nun gemäss Fig. 4 diese Kurvenschar um die durch den Schnittpunkt der Weissflächen gehende Achse gespiegelt, so ergeben sich in etwa mit den Kurven 27 bis 30 die Kennlinien für die Korrektur der abgetasteten Dichtewerte. Der Hinweis auf die Spiegelung der Kennlinien ist zum klareren Verständnis der Kennlinienermittlung gedacht; in der Praxis gibt es noch einige andere Bewertungskriterien, die zu Abweichungen von der exakte Spiegelung führen. Zur Berücksichtigung unterschiedlicher Belichtungsverhältnisse verschiedenfarbiger Szenenbeleuchtung, z.B. Kunstlicht oder Tageslicht, oder bei stark voneinander abweichenden Farbwerten bei verschiedenen Filmen sind für die jeweiligen Beleuchtungsfarbstiche bzw. Filmtypen eigene Kennlinienscharen in Anlehnung an Fig. 4 vorgesehen, die durch Betätigen einer der Tasten 12a - 12f gemäss Fig. 1 aktiviert werden. Bei einer automatisch lesbaren Filmtypcodierung am Filmrand kann auch das Leseergebnis unmittelbar in die Steuerung einfliessen.

So hat die gemäss Fig. 3 zugrundegelegte Belichtungssteuerung auf einen festen Weisspegel für das Weissfeld den Vorteil, dass die Kurven in den Lichtern nicht anstossen. Bei einer geringen Scannerdynamik wird dabei in dunklen Motiven aber kein genügend grosser Störabstand erzielt. Es ist daher wegen der grösseren Variationsmöglichkeit bei der CCD-Belichtung eine Orientierung am Mittelwert der Helligkeit vorzuziehen. Der grösseren Auflösung in hohen Dichten steht dann allerdings das Anstossen des Bildsignals entgegen. Die Kennlinienermittlung erfolgt in gleicher Weise wie in Fig. 4 durch Spiegelung an einer geeigneten Achse.

Es hat sich als zweckmässig erwiesen, siebzehn verschiedene Belichtungsstufen zu verwenden, acht für Überbelichtung, eine für die richtige Belichtung und acht für Unterbelichtung.

Es hat sich als wichtig erwiesen, den festen Kennliniensätzen auch feste Belichtungen bzw. Empfindlichkeiten der CCD-Zeile zuzuordnen, da sich nur dann eine eindeutige Verbesserung der Bildergebnisse auswirkt.

Eine Abwandlung der Einrichtung gemäss Fig. 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Funktionell gleiche Elemente haben dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 und sind nicht nochmals erläutert. Abweichend von Fig. 1 wird durch den teildurchlässigen Spiegel das Bild der Vorlage 4 auf eine Flächen-CCD 18 abgebildet, der an eine Vorrichtung 19 zur Vorlagenanalyse angeschlossen ist. Diese führt vollautomatisch eine Bewertung der einzelnen Vorlagenbereiche entsprechend ihrer Lage innerhalb der Vorlage durch und integriert die Werte zu einem korrigierten Zieldichtewert für die Vorlage auf. Derartige Einrichtungen sind z.B. in der US-PS 3 790 275 beschrieben. Eine visuelle Beobachtung wie in Fig. 1 kann deshalb entfallen, kann aber auch noch in Kombination eingesetzt werden.

Die Ermittlung des Belichtungsgrades erfolgt wiederum in der Stufe 13, die einerseits die Auswahl der zutreffenden Korrekturkennlinie in der Stufe 16 steuert, zum anderen über die Beleuchtungssteuerung 20 und einen Filterantrieb 21 das Einschwenken eines von mehreren Graufiltern 22, das entsprechend der Durchlässigkeit der Vorlagen eine grössere oder kleinere Lichtschwächung vor dem Auftreffen des Lichtes auf die CCD 15 bewirkt bzw. die Integrationszeit des VVDs variiert. Im übrigen werden jedoch die Bildsignale der CCD-Zeile 15 in gleicher Weise durch die Kennlinien in der LUT 16 beeinflusst.

Anstelle des Flächen-CCDs 18 kann der Scanvorgang des Scanners selbst für die Ermittlung der Vorlageninformation verwendet werden. Wegen der hohen Punktezahl ist dann aber eine geeignete Datenreduktion notwendig.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum punkt- und zeilenweisen Kopieren einer Kopiervorlage, die zunächst mittels einer Lichtquelle und eines Fotoempfängers punkt- und zeilenweise abgetastet wird, die dabei erzeugte Si-

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gnalfolge einer elektronischen Bildverarbeitung unterzogen und die verbesserte Signalfolge mittels eines Schreibstrahles auf ein Kopiermaterial punkt-und zeilenweise aufbelichtet wird, wobei vor dem Abtastvorgang die Kopiervorlage auf ihre Dichte ausgemessen wird und die Bildsignalgrösse bei der Abtastung entsprechend gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet dass die Vorlage auf die Dichte der bildwichtigen Bereiche ausgemessen wird, dass entsprechend dem aus der Dichte der bildwichtigen Bereiche abgeleiteten Belichtungsgrad der Vorlage die Beleuchtungsintensität oder Integrationsdauer für den als CCD ausgebildeten Fotoempfänger so bestimmt wird, dass zumindest der bildwichtige Teil der Vorlage im linearen Abtastbereich der CCD abgetastet wird und dass die so erzeugten Bildsignale nach einer entsprechend dem Belichtungsgrad, der Aufnahmelichtfarbe und/oder dem Filmtyp der Vorlage festgelegten Kennlinie korrigiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Belichtungsgrades die Integraldichte der Vorlage gemessen wird und als Ergebnis einer visuellen Bewertung der Vorlage der bildwichtige Bereich als hell oder dunkel eingestuft und die gemessene Integraldichte entsprechend korrigiert wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Belichtungsgrad der Vorlage automatisch durch Scannen und Gewichten der Vorlagenbereiche entsprechend ihrer Lage in der Vorlage vor dem Aufsummieren ermittelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Scannen der vorhandene Bildscanner verwendet wird, dessen Bildsignale auf eine verarbeitbare Menge reduziert werden.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehrfarbigen Vorlagen und Verarbeitung der Bildsignale in den drei Farben in drei Farbkanälen die entsprechend dem Belichtungsgrad der Vorlage festgelegten Kennlinien für jede Farbe getrennt zur Kompensation des dichteabhängigen Farbfehlers des Aufnahmematerials vorgegeben werden.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung der Empfindlichkeit der CCD an die jeweilige Vorlage im Abbildungsstrahlengang der Vorlage lichtschwächende Mittel wie verstellbare Blenden oder einschwenkbare Graufilter verwendet werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung der Empfindlichkeit der CCD an die jeweilige Vorlage die Integrationszeit der CCD elektronisch variiert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinien für Diapositive in erster Näherung ermittelt werden als Dichtekurvenschar von Diapositiven einer Grautreppe, die mit unterschiedlicher Belichtung aufgenommen und bei der CCD-Abtastung für eine Graustufe auf gleiches Signal eingestellt und schliesslich invertiert werden.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Kennlinien in einer look-up-table (LUT) abgelegt und je nach Vorlagenart aktiviert werden.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Kennlinienscharen jeweils für eine bestimmte Aufnahmebeleuchtung und/oder abweichende Filmtypen erstellt und durch eine Bedienperson die zutreffenden Kennlinienscharen ausgewählt werden.

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