DE3409771C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildsignalverarbeitungsge­ rät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind Bildsignalverarbeitungsgeräte z. B. für das Ausdrucken von Farbbilddaten bekannt, die von Eingabegeräten wie bei­ spielsweise Farbfernsehkameras, Farb-Abtastgeräten oder Magnetbandgeräten für Bilddaten zugeführt werden.

Ein solches Bildsignalverarbeitungsgerät ist üblicherweise ausschließlich für ein bestimmtes Eingabegerät bestimmt und so ausgelegt, daß eine naturgetreue Farbreproduktion unter Berücksichtigung der Spektraleigenschaften dieses bestimmten Eingabegeräts erfolgt. Werden mit einem solchen Gerät jedoch Farbbilddaten von anderen Eingabegeräten ausge­ druckt, können sich Farbabweichungen ergeben.

Ein dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entsprechendes Bildsignalverarbeitungsgerät ist aus Dillenburger, W.: "Ein­ führung in die Fernsehtechnik", Band 2, Berlin, Schiele und Schön, 1969, S. 25 bis 30, bekannt. Bei diesem Gerät sind mehrere Eingabegeräte für Bildsignale an jeweils zugehö­ rige Umsetzeinrichtungen angeschlossen, die die Bildsignale umsetzen und zur Weiterverarbeitung an Verarbeitungseinrich­ tungen weiterleiten. Das Gerät hat infolge der verschiedenen Umsetzeinrichtungen für die jeweiligen Eingabegeräte den Nachteil eines aufwendigen und kostspieligen Aufbaus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bildsignalver­ arbeitungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das die Verarbeitung von Bildsignalen verschieden­ artiger Eingabegeräte mit einfachem Aufbau ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnen­ den Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Erfindungsgemäß ist also nur eine Umsetzeinrichtung erforder­ lich, die die charakteristischen Eigenschaften der von ver­ schiedenen Eingabegeräten über die Eingabeeinrichtung empfan­ genen Bildsignale umsetzt. Dazu weist die Umsetzeinrichtung mehrere Umsetztabellen entsprechend den verschiedenen Einga­ begeräten auf. Die von der Umsetzeinrichtung ausgegebenen umgesetzten Bildsignale werden dann von einer gemeinsamen Verarbeitungseinrichtung weiterverarbeitet. Zur einfachen Wahl der dem jeweiligen Eingabegerät entsprechenden Umsetzta­ belle ist eine geeignete Wähleinrichtung vorgesehen. Somit ergibt die Erfindung ein einfaches, kompaktes Bildsignalver­ arbeitungsgerät, bei dem die Bildsignale verschiedener Einga­ begeräte zuverlässig umgesetzt und weiterverarbeitet werden. Bei der Reproduktion ergibt sich folglich hohe Bildqualität. Weiterhin ist die insgesamt benötigte Speicherkapazität verhältnismäßig gering.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 eine Blockdarstellung eines Bildsignalverarbeitungsgeräts in Form eines Farbbildrepro­ duktionsgeräts, bei dem die Erfindung anwendbar ist,

Fig. 2A eine Umsetzungsmatrix,

Fig. 2B einen Umsetzungstabellenspeicher,

Fig. 2C eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Umsetzmatrixschaltung, und

Fig. 3 eine Blockdarstellung eines Bildsignalverarbeitungs­ geräts für mehrere voneinander verschiedene Eingabegeräte.

Fig. 1 zeigt ein Farbbilderzeugungsgerät, bei dem die Erfindung anwendbar ist; bei diesem Ausführungsbei­ spiel ist ein Eingabegerät 101 durch eine Farbfernsehka­ mera gebildet, die einer Umsetzmatrixschaltung 102 Farb­ auszugssignale R für Rot, G für Grün und B für Blau zu­ führt. Diese Umsetzmatrixschaltung 102 wirkt als Farbkor­ rekturschaltung zum Korrigieren der eingegebenen Bildda­ ten in dem Fall, daß das Eingabegerät 101 abweichende Spektraleigenschaften der Farbauszugsfilter, andere Betriebsbedingungen einer Beleuch­ tungslichtquelle, unterschiedliche Spektraleigenschaften der Fotoempfänger bzw. Fotosensoren usw. hat, und stellt eine Schnittstelle zwischen dem Eingabegerät und einer Bildverarbeitungsein­ heit dar, wie einem Komplementärfarben-Umsetzer usw., die nachfolgend erläutert wird.

Die aus dem Eingabegerät 101 eingegebenen Signale R, G und B werden mittels der Umsetzmatrixschaltung 102 für die additiven Primärfarben in korrigierte Signale r, g und b umgesetzt, welche im weiteren mittels eines Komplementärfarben-Umsetzers 103 für die subtraktiven Primärfarben in Signal Y für Gelb, M für Magenta und C für Cyan umgesetzt werden. Eine erste Tönungs- bzw. Gradationskorrekturschaltung 104 korrigiert die Gamma­ kennlinie der Farbfernsehkamera 101. Da bei einer Farb­ fernsehkamera nach der NTS-Norm γ ₁ = 0,45 gilt, stellt die erste Gradationskorrekturschaltung 104 einen Gamma­ wert γ ₂ = 2,2 ein, so daß γ ₁ × γ ₂ gleich "1" wird. Diese erste Gradationskorrekturschaltung 104 ist mit einer Gradationskorrekturtabelle für jede Farbe ausge­ stattet. Eine Schwarzauszugsschaltung 105 ermittelt den Mini­ malwert der der Gradationskorrektur in der ersten Grada­ tionskorrekturschaltung 104 unterzogenen Signale Y, M und C, um daraus ein Schwarzsignal Bk für die Menge schwarzer Farbe zu bestimmen. Eine Farbrücknahme­ schaltung bzw. UCR-Schaltung 106 subtrahiert die durch die Schwarzauszugsschaltung bestimmte Menge schwarzer Farbe von den aus der ersten Gradationskorrek­ turschaltung 104 zugeführten, hinsichtlich der Gradation korrigierten Signalen, um damit einer Maskierschaltung 107 Signale für Farbkomponenten zuzuführen. Ferner wird aus der Schwarzauszugsschaltung 105 das Schwarzsignal Bk über eine Tabellenumsetzschaltung, eine Gitter- bzw. Rasterverarbeitungsschaltung und eine Gammakorrekturta­ belle (die nicht gezeigt sind) einer zweiten Grada­ tionskorrekturschaltung 108 zugeführt. Dieses Signal, das keine Farbkomponente darstellt, durchläuft nicht die Maskierschaltung 107, welche eine Farbkorrektur an den in der Untergrundfarben-Auszugsschaltung 106 verar­ beiteten Farbsignalen ausführt. Die zweite Gradationskor­ rekturschaltung 108 korrigiert die Signale Y, M, C und Bk insbesondere hinsichtlich ihrer Tönung entsprechend den Druckeigenschaften eines beispielsweise eine Dither- Matrix enthaltenden Mustergenerators 109 und eines Druc­ kers 110.

Da die Umsetzmatrixschaltung 102 bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel unmittelbar dem Eingabegerät nachge­ schaltet ist, kann ein optimales Farbbild bei Einstellung der Umsetz­ matrixschaltung 102 auf unterschiedliche Eingabegeräte 101 bzw. auf unterschiedliche Spektraleigenschaften der über das Eingabegerät eingegebenen Bilddaten ohne irgend­ eine Änderung der Parameter von dem Komplementärfarben- Umsetzer 103 bis zu dem Drucker erhalten werden. Anders ausgedrückt werden bei diesem Aus­ führungsbeispiel die zwischen unterschiedlichen Eingabe­ geräten auftretenden Unterschiede hinsichtlich der Spektraleigenschaften in der Umsetzmatrixschaltung 102 kompensiert, so daß sie nicht die Parameter des Komplementärfarben-Umsetzers 103 und der nachfolgen­ den Schaltungen beeinflussen. Wenn beispielsweise die als Eingabegerät 101 verwendete Farbfernsehkamera durch ein Farbabtastgerät ersetzt wird, ermöglicht es allein die Einstellung der Umsetzmatrixschaltung 102, ein optimales Farbbild zu erhalten, ohne daß irgendeine Änderung an dem Komplementärfarben-Umsetzer 103 und den nachfolgenden Schaltungen vorgenommen wird.

Zur Erläuterung der Einzelheiten der Umsetzmatrixschal­ tung 102 wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen. Fig. 2A zeigt eine Matrix zum Umsetzen der Spektral­ eigenschaften aus dem R, G, B-System in das r, g, b- System. Die Fig. 2B zeigt einen Umsetztabellenspeicher 201, der zur Ausführung der Umsetzung gemäß Fig. 2A dient und aus einem Festspeicher (ROM) oder einem pro­ grammierbaren Festspeicher (PROM) besteht, welcher direkt durch die Bildsignale R, G, B adressiert wird. Infolgedessen muß der Umsetztabellenspeicher 201 2¹² = 4096 Adressen haben, falls jedes Bildsignal R, G und B jeweils 4 Bits hat. Falls jedoch jedes Bildsignal 8 Bits hat, sind 2²⁴ = 16 777 216 Adressen erforderlich, was einer großen, übermäßig kostspieligen Speicherkapa­ zität entspricht. In diesem Fall wird die Umsetzung mittels eines Aufbaus gemäß Fig. 2C erzielt, bei dem die Multiplikationen bei der Rechnung gemäß der in Fig. 2A gezeigten Matrix durch Tabellenumsetzer 202 bis 210 ausgeführt werden, während die Additionen durch Addierer 301 bis 306 ausgeführt werden. Falls irgend einer der Koeffizienten A 12, A 13, A 21, A 23, A 31 oder A 32 negativ wird, wird zwischen den Tabellenumsetzer und den Addierer ein Komplementärzahl-Rechner eingefügt, der das erzielte Ergebnis an den Addierer liefert. Bei dem in Fig. 2C gezeigten Aufbau sind für ein Bild­ signal mit 8 Bits 2⁸ × 9 = 2304 Adressen erforderlich, was hinsichtlich der Kosten vorteilhaft ist. Die Umsetz­ matrixschaltung 102 kann den Umsetztabellenspeicher 201 oder eine Schaltung gemäß der Darstellung in Fig. 2C enthalten. Im einzelnen kann die Umsetzmatrixschaltung 102 Korrekturtabellen gemäß der Darstellung in Fig. 2A in einer Anzahl enthalten, die den Arten der an­ schließbaren Eingabegeräte entspricht. Ferner besteht hinsichtlich der Umsetzmatrix keine Einschränkung auf die in Fig. 2A gezeigte Art; vielmehr können zu einer nicht-linearen Umsetzung der Bilddaten Glieder zweiter Ordnung der Signale R, G und B enthalten sein. Damit bildet die Umsetzmatrixschaltung eine Schnittstel­ le, die eine genaue Gammakorrektur, Spektralkennlinien- Korrektur usw. ermöglicht.

Fig. 3 zeigt als Ausführungsbeispiel ein Bilderzeu­ gungsgerät für mehrere, untereinander verschiedene Eingabegeräte, nämlich für eine Farbfernsehkamera 101, ein Magnetbandgerät 402, und ein Farbabtastgerät 403. Das Ausführungsbeispiel umfaßt einen Eingabegerät-Wählschalter 404, eine Eingabekorrek­ tureinrichtung 405 mit der vorangehend beschriebenen Umsetzmatrixschaltung 102, einen Tabellenwähler 406 zur Wahl der Korrekturtabellen gemäß der Darstellung in Fig. 2A entsprechend dem gewählten Eingabegerät, eine Verarbeitungsschaltung 407 mit den in Fig. 1 ge­ zeigten Schaltungseinheiten 103 bis 109 und einen Farb­ drucker 110.

Die Eingabegeräte 101, 402 und 403 werden in geeigneter Weise mittels des Wählschalters 404 gewählt; entsprechend dieser Wahl werden durch den Tabellenwähler in der Eingabekorrektureinrichtung 405 die Korrekturtabellen zum Erzielen einer dem gewählten Eingabegerät ange­ paßten Umsetzung gewählt, da die Eingabegeräte 101, 402 und 403 voneinander hinsichtlich der Spektraleigen­ schaften von Farbauszugsfiltern, Fotosensoren usw. verschieden sind und sie daher Bilddaten mit unter­ schiedlichen Eigenschaften abgeben. Die in der Eingabe­ korrektureinrichtung umgesetzten Farbauszugssignale r, g und b werden auf die vorangehend erläuterte Weise in der Verarbeitungsschaltung 407 aufbereitet und in dem Drucker 110 als ein Bild aufgezeichnet.

Der Tabellenwähler 406 kann durch eine Tastatur oder einen Wählschalter gebildet sein.

Der Tabellenwähler 406 kann mit dem Eingabegerät-Wähl­ schalter 404 derart gekoppelt sein, daß durch die Wahl eines Eingabegeräts automatisch eine Korrekturtabelle gewählt wird, so daß eine Belastung durch das Wählen der Korrekturtabelle oder durch das Nachstellen der Werte derselben vermieden wird.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Aus­ gabeeinrichtung durch einen Drucker gebildet, jedoch kann zu diesem Zweck auch eine Kathodenstrahlröhre bzw. ein Sichtgerät verwendet werden. Die Umsetzmatrix­ schaltung muß nicht an der in Fig. 1 gezeigten Stelle, sondern kann an einer anderen Stelle angeordnet sein. In diesem Fall sollten gleichzeitig mit dem Schalten der Korrekturtabelle bei einer Änderung des Eingabe­ geräts die Parameter der der Umsetzmatrixschaltung vorgeschalteten Schaltungen in geeigneter Weise geändert werden.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt die Korrektur der eingegebenen Bilddaten mittels eines Umsetztabellenspeichers, der beispielsweise durch einen Festspeicher gebildet ist; die Erfindung ist jedoch nicht auf ein derartiges Verfahren eingeschränkt, sondern schließt auch Korrekturen nach irgendwelchen anderen geeigneten Verfahren mit ein.

Gemäß den vorstehenden Erläuterungen erlaubt es die Erfindung, zur Korrektur der Eigenschaften von über die Eingabegeräte eingegebenen Bilddaten Parameter der Verarbeitungsschaltung entsprechend dem gewählten Ein­ gabegerät zu wählen, was es ermöglicht, hervorragende Bilder ohne Farbverfälschung zu erhalten.

Ferner wird ein preiswertes Bildsignalverarbeitungsgerät für hohe Bildqualität geschaffen, da entsprechend der Wahl eines neuen Eingabegeräts Einstellungen nur an der Umsetzmatrixschaltung vorgenom­ men werden, ohne daß die Parameter der Datenverarbei­ tungsschaltung beeinflußt werden.

Claims (11)

1. Bildsignalverarbeitungsgerät mit einer an verschieden­ artige Eingabegeräte zum Empfangen eines Bildsignals an­ schließbaren Eingabeeinrichtung, einer Umsetzeinrichtung zum Umsetzen charakteristischer Eigenschaften des von der Eingabeeinrichtung erhaltenen Bildsignals zur Ausgabe eines umgesetzten Bildsignals und einer Verarbeitungseinrichtung für das umgesetzte Bildsignal, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzeinrichtung (102; 405) die charakteristischen Eigenschaften des von der Eingabeeinrichtung erhaltenen Bildsignals gemäß einer von mehreren vorgegebenen Umsetztabel­ len umsetzt, daß die Verarbeitungseinrichtung (103 bis 109; 407) den verschiedenartigen Eingabegeräten (101, 402, 403) gemeinsam ist und daß ferner eine Wähleinrichtung (406) zum Wählen einer Umsetztabelle der Umsetzeinrichtung entsprechend der Art des an die Eingabeeinrichtung (404) angeschlossenen Eingabegeräts vorgesehen ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildsignal ein Farbbildsignal aufweist und die Eingabe­ geräte (101, 402, 403) unterschiedliche spektrale Eigen­ schaften haben können.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzeinrichtung (102; 405) zum Umsetzen der charakteri­ stischen Eigenschaften des von der Eingabeeinrichtung empfan­ genen Farbbildsignals gemäß der vorgegebenen Umsetztabelle ausgelegt ist, wodurch beliebige Unterschiede zwischen den spektralen Eigenschaften der verschiedenartigen Farb-Ein­ gabegeräte (101, 402, 403) kompensierbar sind.

4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetztabelle durch ein von der Eingabeeinrichtung erhaltenes Bildsignal adressiert wird.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildsignal ein Farbbildsignal ist und daß die Umsetz­ einrichtung (102; 405) zum Umsetzen der Eigenschaften des von der Eingabeeinrichtung empfangenen Farbbildsignals gemäß einer vorgegebenen Umsetzmatrix ausgelegt ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzeinrichtung (102; 405) einen Speicher (201) zum Speichern der Umsetztabellen aufweist.

7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgabeeinrichtung (110) zum Empfan­ gen des verarbeiteten Bildsignals der Verarbeitungseinrichtung (103 bis 109; 403) vorgesehen ist, wobei die Ausgabeeinrich­ tung den verschiedenartigen Eingabegeräten (101, 402, 403) gemeinsam ist.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeeinrichtung (110) ein Farbdrucker ist.

9. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Verarbeitungseinrichtung (103 bis 109; 407) eine Komplementär-Farbumsetzschaltung, eine Tönungs-Korrekturschaltung und eine Maskierungsschaltung aufweist.

10. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenartigen Eingabege­ räte (101, 402, 403) eine Speichereinrichtung für Farbbild­ daten und eine Farbbild-Leseeinrichtung aufweisen.

11. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtung (406) zum Auswählen einer der vorgegebenen Umsetztabellen entsprechend dem Anschluß der Eingabegeräte (101, 402, 403) an die Eingabeein­ richtung ausgebildet ist.