DE3328215A1

DE3328215A1 - Verfahren zur korrektur der bildverzerrung bei bildern, die mittels eines bildwiedergabesystems reproduziert werden

Info

Publication number: DE3328215A1
Application number: DE19833328215
Authority: DE
Inventors: Ikuo Kusatsu Mitsuka
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1982-10-02
Filing date: 1983-08-04
Publication date: 1984-04-05
Also published as: FR2534100B1; GB2128440A; US4591880A; GB2128440B; DE3328215C2; FR2534100A1; JPS5963870A; JPH0215149B2; GB8313251D0

Description

Dipl.-lng. OUo Flügel, Dipl.-Ing, Maiilrai Säger, l'alenUinwiille, CosinKi^ir. SI, D-8 München 81

Für die vorliegende Anmeldung wird die Prioritar aer japanischen Patentanmeldung 57-173720 vom 02.IC.1962 ir, Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur der Bildverzerrung bei Bildern, die mit Hilfe von Biidwiedergabesystemen in der Art von Trommelabtastern oder Laserstrahlabtastern, nachfolgend kurz Abtaster genannt, reproduziert werden. Insbesondere aber betrifft die Erfindung ein Verfahren, gemäß welchem die Korrektur der verzerrten Bilder dann erfolgt, wenn der Abtaster für ein grafisches Produkt verwendet wird, dessen Werte der Koordinaten anhand eines orthogonalen Koordinatensystems bestimmt werden.

Bei der Herstellung von Grafiken mit einer automatischen Zeichenmaschine oder einer digitalen Computer-Photosetzmaschine werden die Daten am Ende hergestellter Grafiken normalerweise wie anhand des orthogonalen Koordinatensystems bestimmt in einem Speicher gespeichert. Wenn aber ein reproduziertes Bild mit Hilfe eines Abtasters, zum Beispiel eines Trommelabtasters, auf einen, empfindlichen Film aufgenommen wird, der sich auf einer Aufnahme- bzw. Belichtungstrommel befindet, so erfolgt eine kontinuierliche Nebenabtastung, und zwar mit einer Vorschubeinstellung bzw. Vorschubhöhe pro Umdrehung der Aufnahmetrommel, die der Breite des Aufnahmestrahlenbündels entspricht. Dadurch entsteht eine Verzerrung bei dem reproduzierten Bild auf dem Film, und zwar bezüglich der Größe des Vorschubs in

IJipl.-ΙΠΒ. OUo Mügd, Dipl.-ing. Miinlral S,i]',i-r, l';ilenianw;iile, C'osinuislr. 81, D-H München 81

in Richtung der Nebenabtastung, wenn die in dem Speicher abgelegten grafischen Daten wie mit dem orthogonalen Koordinatensystem bestimmt in den Abtaster eingegeben werden, der dann das reproduzierte Bild aufzeichnet bzw. aufnimmt. Das bedeutet mit anderen Worten, daß das durch die Abtastung mit dem Aufzeichnungsstrahlenbündel der Breite Δχ erreichte Koordinatensystem eine Verzerrung bzw. Verzeichnung wie in Figur l(b) gezeigt aufweist, wobei ix in dem korrekt orthogonalen Koordinatensystem in dessen X-Achse (Nebenabtastrichtung) verläuft und die rechtwinklig zu dieser angeordnete Y-Achse die Drehachse bzw. die Umdrehungsrichtung der Aufnähme trommel wie in Figur l(a) gezeigt angibt. Wenn ein Aufzeichnungsstrahlenbündel verwendet wird, dessen Breite Ax„ größer ist als Δχ . so zeigt das reproduzierte Bild, das mit demselben Koordinatensystem aufgenommen wurde, eine größere Verzerrung bzw. Verzeichnung (θ_? > θ ) , wie das auch in Figur l(c) dargestellt ist. Wenn die Anforderung an die Genauigkeit des reproduzierten Bildes nicht hoch ist, so kann die BiIdverzerrung bzw. Bildverzeichnung ignoriert und ein üblicher Abtaster verwendet werden. Wenn aber ein mehrstrahliger Aufnahmekopf verwendet wird bzw. ein Zeilenabstand der Summe der Breite der einzelnen Strahlenbündel entspricht, so kann die Bildverzerrung bzw. Bildverzeichnung ein Problem darstellen. Automatische Zeichenmaschinen mit Rasterabtastung erfordern außerdem eine extreme Maßgenauigkeit bei der Aufnahme bzw. Aufzeichnung. Deshalb wird eine solche Bildverzerrung immer dann zu einem Problem, wenn eine äußerst genaue Bildreproduktion erforderlich ist.

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Siiger, PiilcnUinwiilie, Cosimusii. 81, D-8 München 81

-Λ⁵"

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, 2Le Bildverzerrung bzw. Bildverzeichnung bei einerc reproduzierten Bild auf ein praktisch tolerierbares Maß zu reduzieren, und zwar insbesondere dann, wenn eine extrem genaue Bildieproduktion mit Hilfe eines Bildreproduktionssystems Ln der Art tines Abtasters notwendig ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Dazu erfolgt die Korrektur der Verzerrung zum Beispiel im Falle eines Trommelabtasters dadurch, daß die Startposition für die Aufnahme für jede vorgegebene Zahl der Abtastzeilen in der Hauptabtastrichtung weiterbewegt wird, und zwar in Abhängigkeit der Winkelabweichung zwischen Hauptabtastrichtung und Drehrichtung der Aufnahmetrommel.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es folgt die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Es zeigt:

Figur 1 die Aufnahme des Bildes mit dem Abtaster; Figur 2 den Grundgedanken der vorliegenden Erfindurg;

Figur 3 eine AusfUhrungsform der vorliegenden Erfindung;

Dipl.-Inn. Olio l-'liigi-l, Dipl.-Ing. Manlnm .>;ΐ|··.τ, I'.iioiu.uuv.ihc, ('osiiuuslr. 81, D-8 München 81

Figur 4 ein AbJ aufdiagramm, welches Ausgangssignale an verschiedenen Stellen des in Figur 3 gezeigten Schaltkreises beschreibt;

Figur 5 ein Ablaufdiagramm, welches E/A-Signale an verschiedenen Stellen des in Figur 6 gezeigten Schaltkreises beschreibt;

Figur 6 eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher Taktimpulse für die Aufnahme erzeugt werden.

In Figur 2, die den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung zeigt, weicht die Hauptabtastrichtung y des Ausgabekopfes des Abtasters von der Drehachse Y einer Aufnahmetrommel um einem Winkel θ ab. P_ ist die Aufnahmestartposition an der . ersten Abtastzeile/., und P ,P ,...,P sind jeweils die Aufnahmestartpositionen der Bildzeilen Jc^iIn ¹^n' ^wenn ^^as

erfindungsgemäße Korrekturverfahren nicht angewendet wird. Δχ ist die Vorschubeinstellung für die Nebenabtastung oder die Breite des Aufnahmestrahlenbündels (Gesamtbreite bei der Verwendung mehrerer Strahlenbündel). Δχ beträgt 25μπι bei einer Anzahl von 400 Bildzeilen pro cm und 250μπι bei einer Anzahl von 40 Bildzeilen pro cm.

Wenn das reproduzierte Bild an einem orthogonalen Koordinatensystem ausgedrückt werden soll, so müssen die Hauptabtastrichtung y und die Nebenabtastrichtung Y zunächst einen rechten Winkel bilden. Die Startposition für die Aufnahme nach Korrektur der Durchlaufstelle P. der Abtastzeile zum Beispiel ist P₁ ¹I ^wo sich die Linie L (rechtwinklig zur ersten Abtastzeile / und durch die Durchlaufstelle der Startposition P_Q für die Reproduk-

Dipl.-Ing. Olio FIügcLDipl.-lng. ΜιιηΓινιΙ S;igor, PalcntanwiiUe, Cosiniasir. 81, D-8 München 81

tion) und die Verlängerung der Abtast- bzw. Bildzeile £ (Durchlaufst^lle P) schneiden. Die einer Korrektur bedürfende Strecke Ay entspricht der Entfernung zwi-

Was also die Durchlaufder Abtastzeile betrifft, so läßt sich das

sehen den Punkten P und P '
stelle P.

beabsichtigte B

ild an dem orthogonalen Koordinatensystem erreichen durch eine Aufnahme bzw. Aufzeichnung beginnend an dem Punkt P ' auf der Strecke von Ay₁ ab dem Punkt P in umgekehrtem Abtast- oder Drehsinn oder aber durch die Berechnung ^^yl (wobei ν die Hauptabtastgeschwindigkeit i

st). Das Ausmaß der Korrektur bzw. der

Korrekturgrad Ay an dem Punkt P entspricht eindeutig

Es gibt verschiedene Möglichkeiten für die Bestimmung der tatsächlichen Startpositionen P ,P ... für die Abtastung. Ein Beispiel wird nachfolgend erläutert. Zunächst ist davon auszugehen, daß auf der Strecke y_Q ab dem Punkt P- auf der Verlängerung der ersten Abtastzeile /C_n in umgekehrtem Drehsinn ein Punkt existiert. Durch diesen Punkt und parallel zur Achse der Aufnahmetrommel ist eine Bezugslinie S zu ziehen. Anschließend verbleibt nur noch die Korrektur der Strekken bzw. Entfernungen (y ,y , . . . ,y ) zwischen der Bezugslinie S und der Aufnahmestartposition jeder Abtastzeile dergestalt, daß die Aufnahme des reproduzierten Bildes beginnt, wenn die Drehung der Aufnahmetrommel begonnen hat. Die Entfernungen (y₁,y₂,·..,y_R) lassen sich wie folgt angeben:

^{= y}0 -

^y0 -

Uipt.-lng. OUo l^;liigel, Dipl.-lng. Manliocl Sagcr. !»iilonUinwiiUc, Cosiniuslr. 81, D-8 München 81

Figur 3 zeigt einen Schaltkreis im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und Figur 4 ein Ablaufdiagramm, das die Funktionsweise der Schaltung erläutert. In Figur 3 sind Startimpulse S Signale, die pro Umdrehung der Aufnahmetrommel an einer vorgegebenen Position ausgegeben werden, zum Beispiel an einer Position der Bezugslinie S (diese Impulse werden von einem Impulsgenerator K_Q ausgegeben, wenn ein Rotationskodierer 2 einen Drehimpuls gibt oder wenn eine Markierung R an der Startposition für die Drehung der Trommel erfaßt wird). Die Impulsbreite ist relativ groß. Taktimpulse C werden von dem Impulsgenerator K_Q, und zwar unter Verwendung von η Impulsen, die von einem Rotationskodierer η-mal pro Umdrehung der Trommel gesendet werden. Zur Verbesserung der Korrekturgenauigkeit wird ein Impuls verwendet, dessen Frequenz höher ist (z.B. x25) als die des Taktimpulses der Aufnahme. Der Intervall der Taktimpulse C wird so abgestimmt, daß die Länge zum Beispiel Ιμπι entspricht, so daß dieser zur Berechnung des Korrekturausmaßes (Länge) verwendet werden kann. Die Startimpulse S werden an einen ersten Zähler K. angelegt, und jedesmal, wenn der Zähler K₁ η Startimpulse S erhält, nämlich jedesmal nach η Umdrehungen der Aufnahmetrommel 1, sendet der Zähler K einen Erneuerungsbefehlimpuls A
zu einem vorher eingestellten Zähler K. (an späterer Stelle näher beschrieben) zur Einstellung der Anzahl der Umdrehungen n.

Wenn zum Beispiel η = 2 eingestellt wird, erfolgt die Ausgabe eines Erneuerungsbefehlimpulses A aus dem Zähler K nach jeweils zwei Umdrehungen der Trommel, wie das in dem Ablaufdiagramm in Figur 4 gezeigt

Dipl.-lng. Otto Flügel, Uipl.-Ing. Manfred Siigcr, I'aienlanwiille, Cosiinaslr. 81, D-8 München 81

- S-

ist. In der Zwischenzeit werden die Startimpulse S unct die Taktimpulse C über ein UND-Gatter G in einen zweiten Zähler K eingegeben, welcher jedesmal m Taktimpulse C erhält und einen Korrekturimpuls R ausgibt, welcher der in einem Korrekturvorgang zu korrigierenden Länge (Ay₁) entspricht. Wenn zum Beispiel m = 3 eingestellt ist, so wird jedesmal, wenn drei Taktimpulse C
gezählt wurden, von dem zweiten Zähler K„ ein Korrekturimpuls ausgegeben. Das Ausmaß der ersten Korrektur entspricht also 3μπι.

Während die Startimpulse die Ausgabe teilen, werden ν er. dem UND-Gatter G Taktimpulse C (G ) ausgegeben. Bezugsziffer K₀ bezeichnet eine Koinzidenzschaltung, die aus einem Zähler und anderen Einrichtungen besteht und Korrekturdaten N , die von dem Zähler K fortgerückt werden, mit der Anzahl der Korrekturimpulse R
aus dem zweiten Zähler K vergleicht. Bei Koinzidenz der beiden Daten werden von der Schaltung K₃ Koinzidenzsignale als Aufnahmestartimpulse T über einen monostabilen Multivibrator K₁. an die Steuerschaltung

K₇ eines Ausgabekopfes ausgegeben, und zwar zur Steuerung der Aufnahmestartposition eines Ausgabekopfes 3.

Der Zähler K ist ein vorher eingestellter Zähler, in welchem eine Anzahl von Impulsen, die der durch y_Q in Gleichung (1) angegebenen maximalen Korrekturlänge entspricht, zuerst eingestellt wird. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist N =7 eingestellt.

N = 7 wird auch in der Koinzidenzschaltung K_Q einge-

P ³

stellt, und zwar gleich zu Beginn.

Dipl.-lng. Otto Rügcl, Dipl.-lng. Manlral S;iger, l'atcntanvwiile, Cosimastr. 8I, D-8 München 81

- AO -

- ar -

Jedesmal, wenn Erneuerungsbefehlimpulse A von dem ersten. Zähler K und Aufnahmestartimpulse T von dem Multivibrator K₁- über das UND-Gatter G in den

b J-

vorher eingestellten Zähler K eingegeben werden, zählt dieser durch Ladeimpulse L aus einer an späterer Stelle beschriebenen Verzögerungsschaltung K in der Koinzidenzschaltung K die vorher eingestellte Zahl (N ) einzeln nach unten.

Wenn deshalb bei dieser Ausführungsform der erste Startimpuls S erfaßt ist, werden von dem zweiten Zähler K der Reihe nach Korrekturimpulse (R ^ ··· ^R _p7^ ausgegeben, während der betreffende Impuls H annimmt, und wenn der in der beschriebenen Weise erzeugte Impuls R _ in die Korrekturschaltung K₀ eingegeben wird, wer-

p 7 -J

den die Koinzidenzsignale über den Multivibrator K₅ zu S-cartimpulsen T , die in einen (an späterer Stelle beschriebenen) Zähler K einzugeben sind, durch welchen der Ausgabekopf 3 gesteuert wird.

Inzwischen ist der Aufnahmestartimpuls T auch in die Verzögerungsschaltung K und das UND-Gatter G₁ eingegeben. Da jedoch der Erneuerungsbefehlimpuls A von dem ersten Zähler K nicht an den anderen Eingang des UND-Gattes G angelegt ist, können die Korrekturdaten N_ des vorher eingestellten Zählers K nicht nach unten gezählt werden, so daß N = 7 bestehen bleibt. In der Koinzidenzschaltung K₃ dagegen ist N = . 7 durch den Ladeimpuls L eingestellt. Nach Erfassung des zweiter· Startimpulses S _ erfolgt die Ausgabe des zweiten Aufnahmestartimpulses T , wenn der siebte Korrekturimpuls R „ in der bereits im Zusammenhang mit dem ersten Startimpuls S beschriebenen Weise in die Koinzidenzschaltung K eingegeben wird. Der Aufnahmestartimpuls

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ιημ. Manfred Siiger, Patentanwälte, Cosimastr. 81. D-8 München 81

V& -

T steuert den Ausgabekopf 3 und wird in die Verzögerungsschaltung K sowie das UND-Gatter G₁ eingegeben., Da der Erneuerungsbefehlimpuls A . von dem ersten Zähler K in den anderen Eingang des UND-Gatters G₁ eingegeben worden ist, werden die Korrekturdaten des vorher eingestellten Zählers K nach unten gezählt bis N = 6. Diese Korrekturdaten N (=6) werden dann durch

die Ladeimpulse L in die Koinzidenzschaltung K„ einge-

P ^ύ

geben.

Bei Erfassung des dritten Startimpulses S erfolgt die Ausgabe des Aufnahmestartimpulses T „, wenn der sechste

ρ ο

Korrekturimpuls R _ von dem zweiten Zähler K₀ in

P D ^-

die Koinzidenzschaltung K eingegeben wird. Die Steurung der Startposition für die Aufnahme bzw. Aufzeichnung des Ausgabekopfes 3 kann also dadurch erfolgen, daß die Zeitsteuerung drei Impulse (3μίη) früher als für die Erfassung des ersten oder zweiten Startimpulses eingestellt wird.

Der vierte und folgende Startimpuls S , S werden in der gleichen Weise verarbeitet. Jedesmal , wenn zwei Startimpulse S ., S _g erfaßt werden, erfolgt die Korrektur der Aufnahmestartposition des Ausgabekopfes 3. Wenn die Startposition für die Aufnahme einmal bestimmt ist, werden Taktimpulse Q für die Aufnahme in dem Zähler K„ (später erläutert) erzeugt, indem die Taktimpulse C gezählt und dabei die Position jedes zu reproduzierenden Bildelementes bestimmt wird. Figur 5 zeigt ein Ablaufdiagramm der Startimpulse S , der Aufnahmestartimpulse T , der Taktimpulse C und der Taktimpulse Q für die Aufnahme. In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde angegeben, daß die

Dipl.-lng. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, l'ulcnlunwiiltc, Cosimaslr. 8I, D-8 München 81

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Frequenz der Taktimpulse C gleich 25 mal der Frequenz der Taktimpulse Q für die Aufnahme ist. In Figur 5 jedoch entspricht die Frequenz der Taktimpulse C 8 mal der Frequenz der Taktimpulse Q für die Aufnahme.

Die Erzeugung der Aufnahmeimpulse Q kann zum Beispiel durch die in Figur 6 gezeigte Schaltung erfolgen. Wenn die Startimpulse T für die Aufnahme in eine Flipflopschaltung (F/F) eingegeben werden, in welcher die Startimpulse S dem Rückstellterminal und die Startimpulse T für dem Aufnahme dem Einstellterminal zugeführt werden, so erfolgt durch diese Flipflopschaltung (F/F) die Ausgabe eines Großsignals, und zwar bis zur Eingabe des nächsten Startimpulses S „. Inzwischen wird der Taktimpuls C über ein UND-Gatter G in den Zähler K„ eingegeben, wo der einzustellende Wert (= 1/8) eingestellt wird. Die Ausgabe der Taktimpulse Q für die Aufnahme erfolgt durch den Zähler K„ jedesmal, wenn acht Taktimpulse C gezählt wurden.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die Aufnahmestartposition einer jeden Abtastzeile in deren Hauptabtastrichtung korrigiert wird, und zwar jeweils nach zwei Umdrehungen der Äufnahmetrommel. Allerdings richtet sich die Vorhersage der Anzahl der Umdrehungen der Aufnahmetrommel, nach welcher eine Korrektur zu erfolgen hat, nach den tatsächlichen Anforderungen an die Genauigkeit. Das heißt, wenn extreme Genauigkeit erforderlich ist, sollte eine Korrektur nach jeweils einer Umdrehung der Aufnahmetrommel erfolgen, während eine beliebige Anzahl von Umdrehungen gewählt werden kann, nach welcher die Korrektur stattfindet, wenn extreme Genauigkeit nicht beachtet werden

Dipl.-lng. Otto Flügel, Dipl.-lng. Manfred .S.'iger, Palentanwiilte, Cosima.slr. 81, Ü-8 München Ki

muß. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wurde ein Trommelabtaster verwendet. Es ist jedoch selbstverständlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren ebenso gut im Zusammenhang mit einem Laserstrahlabtaster angewendet werden kann.

Gemäß vorliegender Erfindung erfolgt die Aufnahme bzw. Aufzeichnung reproduzierter Bilder durch Korrektur der Startposition für die Aufnahme jeweils bei einer vorgeschriebenen Anzahl von Abtast- bzw. Bildzeilen, wenn ein kontinuierlicher Vorschub des reproduzierten Bildes in der Nebenabtastrichtung und die Belichtung in der Hauptabtastrichtung stattfindet, wie das beispielsweise der Fall ist bei Bildreproduktionssystemen in Form von Abtastern, wo das auf diese Weise aufgenommene Bild praktisch an einem orthogonalen Koordinatensystem ausgegeben wird. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere dann, wenn hohe Anforderungen an die Genauigkeit gestellt werden.

Die neueste Entwicklung zeigt das sogenannte "Multibeam-System", ein Bildreproduktionssystem, bei welchem dünne Strahlenbünde] nebeneinander angeordnet sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für solche Bildroproduktionssytitcme geeignet, die mit größter Präzision arbeiten.

Claims

Dipl.-lng. Otio Flügel, Dipl.-Ing. Manlru.1 Siigcr, I'uicnUinwiillc, Cosiivuisir. 81, D-8 München 8!

Dainippon Screen Mfg. Co.,Ltd.
1-1 Kitatenjin-cho, 4-Chome
Horikawadouri-Teranouchiagaru
Kamigyo-Ku, Kyoto-Shi
Japan

reproduziert werden

Patentansprüche

(1.) Verfahren zur Korrektur der Bildverzerrung bei Bildern, die mittels eines Bildwiedergabesystems reproduziert werden, wobei die Aufzeichnung des Bildes mit aufeinanderfolgenden Abtastzeilen mittels eines durch ein Bildsignal gesteuerten Aufzeichnungsstrahlenbündels auf photoempfindliches Material erfolgt, das in bezug auf das Aufzeichnungsstrahlenbündel mit einer vorgegebenen Vorschubgröße kontinuierlich in der Nebenabtastrichtung weiterbefördert wird, dadurch gekenn ze ichnet, daß die Startposition für die Aufzeichnung jeder vorgegebenen Anzahl von Abtastzeilen und in Abhängigkeit von dem Maß der Vorschubgröße der Nebenabtastung in Hauptabtastrichtung eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung zwischen zwei Schnittpunkten (P ,P ') das Ausmaß der Korrektur

) der betreffenden Abtastzeile darstellt, wobei die en Schnittpunkte (^ρη) Schnitte jeder Abtastzeile ) mit der parallel zur Nebenabtastrichtung (Y) verlaufenden Bezugslinie und die anderen Schnittpunk te

(P ') Schnitte der betreffenden Abtastzeilen (/£) mit einer zu diesen senkrecht verlaufenden Linie (L) sind, welche die Aufzeichnungsstartposition (P_Q) einer vorher

bestimmten Abtastzeile

durchläuft.

IMpL-lng. Olio 1'"Iu(JeI, ÜipL-lug. Manl'iul Siycr, I'ateiHuinvnltc, C'osiin;islr. X!, D-S München 81

-Ta-
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugslinie durch die Aufzeichnungsstartposition (P_Q) verläuft.