CH654676A5

CH654676A5 - Verfahren zum feststellen der unschaerfe eines bildes.

Info

Publication number: CH654676A5
Application number: CH4048/81A
Authority: CH
Inventors: Takashi Fukui
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date: 1980-06-20
Filing date: 1981-06-18
Publication date: 1986-02-28
Also published as: DE3124282A1; JPS5710132A; US4447154A; AU7130381A; AU528639B2; JPH0318171B2; DE3124282C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Feststellen der Unschärfe eines auf einer Vorlage aufgezeichneten Bildes. Insbesondere soll durch das Verfahren festgestellt werden, ob ein auf einem photographischen Farbfilm aufgezeichnetes Bild unscharf ist oder nicht.

Beim Herstellen von Abzügen oder Vergrösserungen photographischer Vorlagen, die durch Amateurphotographen aufgenommen wurden, ist es notwendig, diejenigen Aufnahmen zum vornherein auszuscheiden, die derart falsch belichtet sind, dass eine Korrektur beim Herstellen eines Abzugs oder einer Ver-grösserung nicht mehr möglich ist, und auch diejenigen Aufnahmen auszuscheiden, die unscharf sind. Dies trifft ganz besonders für den Fall der Herstellung von Farbabzügen oder Farbvergrösserungen zu, weil einerseits das photographische Farbmaterial teuer ist und andererseits das für die Fabrikation des photographischen Farbmaterials benötigte Rohmaterial möglichst sparsam gebraucht werden soll.

Es sind bereits mehrere Verfahren zum Feststellen der Unschärfe eines photographischen Bildes bekannt oder vorgeschlagen worden bzw. in Gebrauch. Bei einem bekannten Verfahren wird das auf einem photographischen Film aufgezeichnete Bild einer Fourier-Transformation unterzogen, um Daten bezüglich des räumlichen Frequenzbereichs bzw. Häufigkeitsbereichs des Bildes zu erhalten und aufgrund dieser Daten zu bestimmen, ob das Bild unscharf ist oder nicht. Bei einem anderen, aus der japanischen Offenlegungsschrift 53(1978)-70428 bekannten Verfahren wird das Verhältnis zwischen dem maximalen Dichtegradienten des ganzen Bildes und dem maximalen Dichtegradienten für denjenigen Teil des Bildes bestimmt, der verbleibt, nachdem der Bereich mit hoher räumlicher Frequenz bzw. Häufigkeit eliminiert wurde, wobei der maximale Dichtegradient des ganzen Bildes aus den Dichtewerten einzelner abgetasteter Bildelemente (kleiner Bildbereiche) erhalten wird. Es ist auch schon ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem sogenannte Verwischmasken (Masken mit je unterschiedlich grossen Öffnungen für den Lichtdurchgang) verwendet werden.

Ein gegebenes photographisches Bild enthält beinahe immer Objekte, die sich im Zeitpunkt der Aufnahme in verschiedenen Abständen von der Kamera befanden. Aus diesem Grund sind photographische Aufnahmen, bei welchen alle auf dem Bild ersichtlichen Objekte scharf abgebildet sind, äusserst selten. Deshalb wird im allgemeinen ein photographisches Bild, dessen Hauptobjekt scharf ist, als klar und scharf angesehen, obwohl andere Objekte auf dem Bild unscharf sein können. Mit den vorgängig erwähnten, bekannten und vorgeschlagenen Verfahren wird jedoch die Beurteilung einer Unschärfe aufgrund von Messdaten vorgenommen, welche über das ganze Bild gewonnen wurden. Deshalb wird dann oft ein Bild als unscharf taxiert, weil bestimmte abgebildete Objekte unscharf sind, obwohl das den Bildinhalt kennzeichnende Hauptobjekt scharf abgebildet ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bei den bekannten und vorgeschlagenen Verfahren zur Beurteilung der Schärfe von photographischen Bildern vorliegenden Nachteile durch ein Verfahren zu vermeiden, mit welchem die Unschärfe eines Bildes durch Beurteilung nur eines Hauptobjektes des Bildes festgestellt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das Verfahren der eingangs genannten Art die im Patentanspruch 1 angeführten Merkmale auf.

Die meisten photographischen Amateuraufnahmen enthalten mindestens eine Person, wobei das Gesicht der Person fast immer den wichtigsten Teil der Aufnahme darstellt. Folglich ist es dann, wenn der das Gesicht der Person enthaltende Teil der Aufnahme scharf ist, ohne jeden praktischen Nachteil möglich, das Urteil abzugeben, dass das Bild der Aufnahme scharf, d.h. die Aufnahme weiterverarbeitbar ist.

Da solche einen menschlichen Körper enthaltende Aufnahmen die gemeinsame Eigenschaft haben, dass ihre Bilder Fleischfarbtöne enthalten, kann das Hauptobjekt der Aufnahme leicht und unabhängig von seiner jeweiligen Lage auf dem Bild der Aufnahme lokalisiert werden, indem der den Fleischfarbton enthaltende Bildbereich festgestellt wird. Wird hierauf ermittelt, ob das Bild innerhalb dieses Bereichs mit dem Fleischfarbton ausreichend klar ist, so kann beurteilt werden, ob das Hauptobjekt der Aufnahme unscharf abgebildet ist oder nicht.

Zum Feststellen von Bildbereichen mit Fleischfarbtönen kann das in der japanischen Offenlegungsschrift 52(1977)-156624 beschriebene Verfahren angewendet werden. Bei diesem Verfahren werden die Farbdichten für die Farben rot, blau und grün für bestimmte Stellen des Bildes auf dem photographischen Farbfilm photometrisch erhalten. Wenn die Farbdichten für irgendeine Bildstelle innerhalb einer Ellipse oder eines Körpers mit elliptischem Querschnitt liegen, welche Ellipse in einem zweidimendionalen Koordinatensystem bzw. welcher Körper in einem dreidimensionalen Koordinatensystem als Bereich der Fleischfarbtöne definiert ist, wobei jede Koordinate einer der Farben rot, blau, grün oder eine Kombination dieser Farben darstellt, dann kann die betreffende Bildstelle als eine Bildstelle mit einem Fleischfarbton beurteilt werden.

Mit diesem Verfahren ist es zwar nicht möglich, auf dem Bild Fleischfarbtöne enthaltende Stellen zu identifizieren (auch wenn diese Körperteile wie Gesichter, Arme, Beine usw. darstellen), wenn die betreffende Bildstelle kleiner ist als die Messfläche des Verfahrens, die üblicherweise etwa 1 mm im Durchmesser für ein Bild auf dem Farbfilm und 3 mm Durchmesser für ein Bild auf einem Farbabzug beträgt. Jedoch können mit dem Verfahren Fleischfarbtöne aufweisende Bildstellen mit hoher Genauigkeit von anderen Bildstellen unterschieden werden, sobald die betreffende Bildstelle (Gesicht usw.) sich über eine Fläche erstreckt, die grösser als die Messfläche ist.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Feststellung der Unschärfe eines auf einer Vorlage aufgezeichneten Bildes findet also nur bei solchen Bildern Anwendung, bei welchen mindestens eine Bildstelle mit einem Fleischfarbton eine Fläche hat, die grösser ist als die zur Abtastung des Bildes erforderliche Messfläche. Es ist natürlich auch möglich, dass die photographische Aufnahme keinen Bereich mit einem Fleischfarbton aufweist. In solchen Fällen ist es vorzuziehen, die Beurteilung der Bildschärfe ausschliesslich anhand des Mittenbereichs des Bildes vorzunehmen.

Anhand einer einzigen Figur mit der schematischen Darstellung einer Einrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird dieses nachstehend beispielsweise erläutert.

Die Einrichtung zum Feststellen von unscharfen Bildern um-fasst einen in einem Dunkelbehälter untergebrachten photome5

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trischen Teil 1 und einen Auswertungsteil 2 zur Beurteilung der Schärfe der Bilder auf der Basis der vom photometrischen Teil 1 gelieferten Messsignale.

Im photometrischen Teil ist Beleuchtungslicht einer Lichtquelle 3 mittels einer Linse 4 auf eine Zylinderlinse 5 fokussiert. Die Zylinderlinse 5 wirft dieses Licht auf die Oberfläche eines photographischen Farbfilms 6, z.B. eines Negativ-Farbfilms, der nachstehend nur mit «Film» bezeichnet wird, und zwar als dünnes, linienförmiges Strahlenbündel. Die Grösse des auf dem Film 6 beleuchteten Bandes ist vorzugsweise etwa 25 mm in der seitlichen Richtung auf der Zeichnung (d.h. in der Richtung, in welcher die Zylinderlinse 5 keine fokussierende Wirkung zeigt) und etwa 1 mm in der fokussierenden Richtung der Zylinderlinse 5.

Das durch den Film 6 tretende Licht fällt auf einen Galvanometerspiegel 7, der in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung schwingt, um den Film 6 abzutasten. Da der Film 6 gleichzeitig in der zur Zeichenebene senkrechten Richtung bewegt wird, wird der Film 6 zweidimensional abgetastet.

Das vom Galvanometerspiegel 7 reflektierte Licht gelangt zu einem halbdurchlässigen Spiegel 8, durch welchen es in ein durchgelassenes Strahlenbündel und ein reflektiertes Strahlenbündel aufgeteilt wird. Das reflektierte Strahlenbündel gelangt über eine Linse 9 auf einen dichroitischen Spiegel 10 (Zweifar-benfilterspiegel), der das Licht in ein rotes und in ein zyanfarbiges Strahlbündel aufspaltet. Das Rotlicht durchläuft eine Maske 11 mit einer relativ kleinen Öffnung und gelangt in einen Lichtempfänger 12 für Rotlicht. Andererseits gelangt das vom dichroitischen Spiegel 10 reflektierte Zyanlicht zu einem weiteren dichroitischen Spiegel 13, der es in ein blaues und in ein grünes Lichtbündel aufspaltet. Das Blaulicht durchläuft eine Maske 14, die eine Öffnung der gleichen Grösse wie diejenige der Maske 11 hat, und gelangt in einen Lichtempfänger 15 für Blaulicht. Das Grünlicht durchläuft eine Maske 16 mit einer gleich grossen Öffnung und gelangt in einen Lichtempfänger 17 für Grünlicht. Die Linse 9 ist bei dieser Einrichtung derart angeordnet, dass bei einer angenommenen Projektion der Öffnungen der Masken 11, 14 und 16 auf den Film 6 die Flächen ihrer Abbildungen auf der Filmoberfläche (d.h. die Messfläche) je ungefähr 0,3 mm2 gross sind.

Das vom halbdurchlässigen Spiegel 8 durchgelassene Licht gelangt über eine Linse 18 zu einem weiteren dichroitischen Spiegel 19. Das durch den dichroitischen Spiegel 19 abgetrennte Rotlicht durchläuft eine Maske 20 mit einer relativ grossen Öffnung und gelangt in einen Lichtempfänger 21 für Rotlicht. Das Zyanlicht wird durch einen weiteren dichroitischen Spiegel in Blaulicht und Grünlicht aufgespalten. Das Blaulicht gelangt über eine Maske 23 in einen Lichtempfänger 24 für Blaulicht, und das Grünlicht über eine Maske 25 in einen Lichtempfänger 26 für Grünlicht. Die Öffnungen der Masken 23 und 25 sind von gleicher Grösse wie diejenige der Maske 20. Die Linse 18 ist derart angeordnet, dass die Flächen der auf den Film 6 projizierten Öffnungen der Masken 20, 23 und 25 auf der Filmoberfläche je ungefähr 1 mm2 gross sind.

Demnach wird durch die Verwendung von Masken mit zwei verschiedenen Öffnungsgrössen eine Messung mit zwei verschieden grossen Messflächen auf dem Film 6 vorgenommen. Aus diesem Grund werden von den Lichtempfängern 12, 15 und 17 für rotes, blaues und grünes Licht, welche mit den Masken 11, 14 und 16 mit den relativ kleinen Öffnungen versehen sind, Signale erhalten, die massgebend für ein klares, scharfes Bild auf dem Film 6 sind. Im Gegensatz hierzu werden von den Lichtempfängern 21, 24 und 26 für rotes, blaues und grünes Licht, die mit den Masken 20, 23 und 25 mit den relativ grossen Öffnungen versehen sind, Signale erhalten, die massgebend für ein verwischtes, unscharfes Bild auf dem Film 6 sind.

Die beiden auf diese Weise für dieselbe Stelle, aber verschieden grosse Messflächen auf dem Film 6 erhaltenen Sätze von

Signalen für drei Farben sind je einer von zwei logarithmischen Umsetzschaltungen 27 und 28 zugeführt, welche die Messsignale in entsprechende Rot-, Blau- und Grün-Dichtesignale umsetzen. Die beiden gewonnenen Sätze von Dichtesignalen für die s drei Farben sind dann je einer von zwei Auswerteschaltungen 29 und 30 zugeführt, welche die ihnen zugeführten Farbsignale jedes Satzes darauf untersuchen, ob sie einen Fleischfarbton darstellen. In einer Variante ist es auch möglich, eine solche Auswerteschaltung für Fleischfarbtöne nur für den Signalsatz io des vorangehenden photometrischen Messsystems vorzusehen, das die Masken mit den relativ grossen Öffnungen hat. Das Auswertesignal dieser Schaltung wird dann benützt, um ein Analogtor, das im Messsystem mit den Masken mit relativ kleinen Öffnungen angeordnet wird, ein- und auszuschalten. Die Aus-i5 werteschaltungen 29 und 30 sind im einzelnen in der bereits erwähnten japanischen Offenlegungsschrift 52(1977)-l 56624 ausführlich beschrieben.

Wenn die Auswerteschaltungen 29 und 30 feststellen, dass die auf dem Film 6 untersuchte Messfläche einen Fleischfarbton 20 hat, gelangt ein entsprechendes Informationssignal, nämlich je die Summe der drei Farbdichtesignale jedes der beiden photometrischen Messsysteme für die betreffende Messfläche auf dem Film 6, an den Eingang einer Subtraktionsschaltung 31. Diese errechnet die Differenz AD der Dichtesignale für einen 25 Fleischfarbton der beiden Messsysteme.

Obwohl sich die Dichtedifferenz AD über einen weiten Bereich ändert, ist dieser Bereich von Änderungen grösser für den Fall, in welchem das auf dem Film aufgezeichnete Bild scharf ist, als für den Fall, in welchem das Bild unscharf ist. Wenn 30 deshalb die Dichtedifferenz innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, wird sie durch eine erste Integrationsschaltung 32 integriert. Wenn die Dichtedifferenz jedoch ausserhalb dieses bestimmten Bereichs liegt, wird sie durch eine zweite Integrationsschaltung 33 integriert. Die integrierten Werte sind einer 35 Divisionsschaltung 34 zugeführt, welche das Verhältnis der beiden integrierten Werte errechnet. Das errechnete Verhältnis ist einer Auswerteschaltung 35 zugeführt. Allgemein kann gesagt werden, dass das errechnete Verhältnis für scharfe und unscharfe Bilder stark unterschiedlich ist, so dass durch eine Überprü-40 fung, ob das Verhältnis kleiner als ein bestimmtmer Wert ist, zwischen scharfen und unscharfen Bildern auf dem Film unterschieden werden kann.

Bei einem Beispiel seien die Maskenöffnungen des einen Messsystems 1 mm2 und diejenigen des anderen Messsystems 3 45 mm2 gross. Ferner sollen Dichtedifferenzen mit | AD| s0,15 durch die Integrationsschaltung 32 und solche mit | AD| >0,15 durch die Integrationsschaltung 33 integriert werden. Das Ergebnis der letztgenannten Integration wird dann durch das Ergebnis der erstgenannten Integration dividiert. Im Falle eines so unscharfen Bildes wird das gebildete Verhältnis ausserordentlich klein, nämlich in der Grössenordnung von 0,001. Andererseits wird das gebildete Verhältnis wesentlich grösser sein, nämlich in der Grössenordnung von 0,2 oder 0,4, wenn das Bild scharf und klar ist. Deshalb kann daraus, ob das erwähnte Ver-55 hältnis einen bestimmten Wert übersteigt oder nicht, festgestellt werden, ob das Bild scharf oder unscharf ist.

Obwohl beim vorgängig beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung das sogenannte «Verwischmasken-Verfahren» zur Bestimmung der Unschärfe angewendet wird, können auch 60 zahlreiche andere Verfahren zum Festellen einer Unschärfe aufgrund gewonnener Messsignale Verwendung finden. Unabhängig vom angewandten Verfahren wird erfindungsgemäss jedoch immer von Daten Gebrauch gemacht, welche Bereiche mit Fleischfarbtönen in den Bildern auf der Vorlage betreffen. 65 Die Einrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann kompakter gestaltet werden, wenn CCD-Elemente oder andere Halbleiter-Bildmesselemente als Photoempfänger verwendet werden.

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Beim vorliegenden Verfahren werden demnach sehr kleine Bildelemente eines auf einem photographischen Film befindlichen Bildes abgetastet. Durch Messen des Durchlassgrads oder der Farbdichte für getrennte Farben werden diejenigen Teile des Bildes festgestellt, die einen Fleischfarbton haben. Die Schärfe des Bildes wird dann mittels der Signale beurteilt, welche den Messwerten für die genannten Bildteile mit Fleischfarbtönen entsprechen. Da ein grosser Teil der Amateuraufnahmen die

Bilder eines oder mehrerer menschlicher Körper oder Körperteile enthalten, kann aus der Feststellung, dass der auf dem Bild befindliche Körper, insbesondere das Gesicht, scharf abgebildet ist, mit hoher Genauigkeit geschlossen werden, dass das ganze s Bild die für eine vergrösserte Reproduktion erforderliche Schärfe hat. Dadurch können Bilder auf einem photographischen Film mit erhöhter Genauigkeit bezüglich einer Unschärfe automatisch beurteilt und gegebenenfalls ausgeschieden werden.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Feststellen der Unscharfe eines auf einer Vorlage aufgezeichneten Bildes, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne, im Vergleich zur Bildgrösse kleine Bildelemente laufend mit Licht abgetastet werden, dass für mehrere Farben getrennt der Durchlassgrad bzw. die Farbdichte des Bildes an den Stellen der Bildelemente gemessen wird, dass aus den Messwer-ten des Durchlassgrads bzw. der Farbdichte mindestens ein Bildbereich ermittelt wird, der einen Fleischfarbton aufweist, und dass für den ermittelten Bildbereich anhand der genannten Messwerte bestimmt wird, ob das Bild unscharf ist oder nicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlassgrad bzw. die Farbdichte für jede der getrennten Farben mit zwei Arten von Verwischmasken gemessen wird, die verschieden grosse Lichtöffnungen haben.