DE3527301C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildleseeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der aus der US-PS 38 00 079 bekannten derartigen Bildleseeinrichtung wird zur Erfassung des Empfindlichkeitsprofils der zur Abtastung dienenden Fotodiodenanordnung zunächst eine Bezugsvorlage abgetastet. Das hierbei gewonnene serielle Ausgangssignal der Fotodiodenanordnung wird nach Integration und anschließender Subtraktion eines Graupegels in digitaler Form in einem Speicher abgespeichert. Bei der anschließenden Abtastung von Vorlagen werden die im Speicher gespeicherten Korrektursignale zunächst in Analogsignale umgesetzt und dienen nach additiver Hinzufügung eines dem Graupegel entsprechenden Werts zur Differenz- und Divisionsbearbeitung des gewonnenen Bildsignals, um Schwankungen der Fotodiodenempfindlichkeit und der Beleuchtungsintensität zu kompensieren. Bei dieser Ausgestaltung benötigt der Korrekturwert-Speicher allerdings relativ große Kapazität, um die digitalen Korrekturwerte zu speichern.

Aus der DE-OS 20 53 116 ist ein ähnliches Verfahren zur Kompensation von Störsignalen bekannt, bei dem vor der Abtastung von Bildvorlagen eine Eichvorlage abgetastet wird und die hierbei gewonnenen Bildsignale als Kompensationssignale gespeichert werden, auf deren Basis bei der nachfolgenden Abtastung von Bildvorlagen eine entsprechende Bildkorrektur erfolgt. Bei der Bildung der Kompensationssignale werden die einzelnen Zeilen in Zeilenabschnitte relativ geringer Anzahl unterteilt und für jeden dieser Zeilenabschnitte ein einziger Korrekturwert durch Mittelwertbildung der entsprechenden Eichsignale erzeugt.

Darüber hinaus offenbart die US-PS 36 26 092 einen Videoverstärker für optische Abtasteinrichtungen, bei dem gleichzeitig mit dem Lesen einer Vorlage Kompensationswerte über einen weiteren Fotodetektor gewonnen und die Bildsignale des die Vorlage abtastenden Fotodetektors mit den gleichzeitig auftretenden Korrekturwerten nach logarithmischer Umsetzung zur Erzeugung eines korrigierten Videosignals zusammengefaßt werden. Da das Korrektursignal allerdings über eine eigene Fotodetektoranordnung abgeleitet wird, ermöglicht diese Gestaltung beispielsweise keine Korrektur des Empfindlichkeitsprofils des die Vorlage abtastenden Fotodetektors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bildleseeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die eine schnelle Abschattungskorrektur bei einfachem Schaltungsaufbau ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Bildleseeinrichtung werden somit die Ausgangsdaten der Lesevorrichtung mittels der Umsetzeinrichtung in logarithmische Daten umgewandelt, die dann in der Speichereinrichtung speicherbar sind. In Abhängigkeit von diesen gespeicherten Korrekturdaten und den ebenfalls in logarithmische Werte umgewandelten Bilddaten führt dann die Korrektureinrichtung den Korrekturvorgang auf der logarithmischen Ebene durch. Mit dieser Ausgestaltung wird bei verhältnismäßig geringem Speicherplatzbedarf und einfachem Schaltungsaufbau eine zuverlässige und rasche Abschattungskorrektur erreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Bildleseeinrichtung zeigt,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Verarbeitungsschaltung für das Verarbeiten gelesener Bildsignale,

Fig. 3A und 3B Blockschaltbilder von Abschattungskorrektureinrichtungen,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Abschattungskorrekturschaltung gemäß Fig. 3A und 3B,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer in Fig. 4 gezeigten Subtrahierschaltung,

Fig. 6A und 6B eine perspektivische Ansicht der Anordnung einer Normalweißplatte zur Abschattungskorrektur und eine grafische Darstellung einer Korrekturkennlinie,

Fig. 7 eine grafische Darstellung der Größe eines zur Abschattungskorrektur erforderlichen Schreib/Lesespeichers bei fehlender logarithmischer Umsetzung,

Fig. 8 eine grafische Darstellung der Größe eines zur Abschattungskorrektur erforderlichen Schreib/Lesespeichers bei logarithmischer Umsetzung,

Fig. 9 ein Blockschaltbild, das eine andere Gestaltung einer Abschattungskorrektureinrichtung zeigt,

Fig. 10 ein Zeitdiagramm für das Lesen von Abschattungskorrekturdaten bei der in Fig. 9 gezeigten Einrichtung,

Fig. 11 ein weiteres Zeitdiagramm für ein Lesen der Abschattungskorrekturdaten,

Fig. 12 ein Blockschaltbild, das die Gestaltung eines Schaltungsteils für das Umsetzen von Bildelementedaten- Summenausgangssignalen in Mittelwert-Ausgangssignale zeigt,

Fig. 13 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Vorlagenleseabschnitts,

Fig. 14A und 14B jeweils die Gestaltungen eines Vorlagenleseabschnitts und eines anderen Abschnitts,

Fig. 15 ein Blockschaltbild einer weiteren Gestaltung einer Abschattungskorrektureinrichtung und

Fig. 16 ein Blockschaltbild einer abgeänderten Gestaltung einer Abschattungskorrektureinrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht des Aufbaus eines Vorlagenlesegeräts, das ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bildleseeinrichtung darstellt. Ein Lese- bzw. Bildsensor (Lesevorrichtung) 41 weist eine Anordnung bzw. Zeile aus einer Vielzahl von amorphes Silicium enthaltenden Lichtempfangselementen auf. Der Bildsensor 41 enthält beispielsweise 5000 Lichtempfangselemente, die geradlinig so aufgereiht sind, daß damit die Lesebreite einer Vorlage 42 erfaßt wird. Die auf eine Vorlagenauflage-Glasplatte 45 aufgelegte Vorlage 42 wird mittels einer Beleuchtungslampe 43 als Lichtquelle beleuchtet. Das von der Vorlage 42 reflektierte Licht wird durch eine Stablinsenzeile 46 auf den Bildsensor 41 projiziert. An dem unteren Bereich eines Schlittens 47 sind Räder 48 und 49 angebracht, die auf den oberen Flächen von zwei Schienen 50 rollen. An dem Schlitten 47 sind für dessen Antrieb die beiden Enden eines Drahtzugs 51 befestigt. Eine Seilscheibe 52 für den Antrieb des Drahtzugs 51 ist an einer Achse 53 befestigt. Eine Spannscheibe 54 wird durch eine Feder 55 in eine Richtung zur Zugbelastung des Drahtzugs gezogen. Das Gerät enthält ferner einen Motor 56, eine Motorriemenscheibe 57 und einen Riemen 58 für die Übertragung der Drehung der Motorriemenscheibe 57 zu der Seilscheibe 52.

Eine Vorbearbeitungsschaltung 58 führt eine Vorbearbeitung eines gelesenen Signals aus. Zum Zuführen eines Signals vom Bildsensor 41 zu der Vorbearbeitungsschaltung 59 dient eine Signalleitung 60. Das Speichern, Verarbeiten und Ausgeben des Signals erfolgt in einer Nachbearbeitungsschaltung 61. Ein Signal aus der Vorbearbeitungsschaltung 59 wird der Nachbearbeitungsschaltung 61 über eine Signalleitung 62 zugeführt.

Eine Normalweißplatte (Normalteil) 63 ist in einer Standardfarbe (nämlich in diesem Fall in "Weiß") in gleichförmiger Dichte gefärbt. Die Normalweißplatte 63 wird mittels des Bildsensors 41 gelesen, um damit die Lesecharakteristik des Bildsensors 41 zu ermitteln.

Die Drehbewegung des Motors 56 wird über die Motorriemenscheibe 57, den Riemen 58, die Seilscheibe 52 und den Drahtzug 51 in eine lineare Bewegung des Schlittens 47 umgesetzt. Wenn der Motor 56 in Vorwärtsrichtung oder in Gegenrichtung dreht, wird der Schlitten 47 auf den Rädern 48 und 49 entlang der oberen Flächen der Schienen 50 in den durch Pfeile gezeigten Richtungen hin- und herbewegt. Die Beleuchtungslampe 43, ein Reflektorspiegel 44, die Stablinsenzeile 46, der Bildsensor 41, die Signalleitung 60 und die Vorbearbeitungsschaltung 59, die an dem Schlitten 47 befestigt sind, führen die gleiche Bewegung wie dieser aus.

Mittels der Beleuchtungslampe 43 wird die Vorlage 42 abgetastet. Das von der Vorlage 42 reflektierte Licht erzeugt über die Stablinsenzeile 46 ein Bild an dem Bildsensor 41. Der Bildsensor 41 gibt ein analoges Signal ab, das dem auf ihm erzeugten Bild entspricht. Das analoge Signal wird über die Signalleitung 60 der Vorbearbeitungsschaltung 59 zugeführt. Nachdem das Signal durch die Vorbearbeitungsschaltung 59 einer bestimmten Vorbearbeitung unterzogen wurde, wird es über die Signalleitung 62 der Nachbearbeitungsschaltung 60 zugeführt. Sobald auf diese Weise ein Teil der Vorlage abgetaset ist, wird zur Unterabtastung der Schlitten 47 in einer der durch die Pfeile dargestellten Richtungen bewegt, wodurch die ganze Fläche der Vorlage abgetastet wird.

Fig. 2 zeigt den Aufbau einer Verarbeitungsschaltung für das Verarbeiten eines in dem Vorlagenlesegerät nach Fig. 1 gelesenen Bildsignals. Ein in Fig. 2 gezeigter Lese- bzw. Bildsensor 71 entspricht dem Bildsensor 41 in Fig. 1. Entsprechend einem Hauptabtastungs-Synchronisiersignal G, das mit dem Lesen einer einzelnen Zeile durch den Bildsensor 71 synchron ist, führt ein Taktgenerator 77 dem Bildsensor 71 Bildübertragungs-Taktsignale F zu, damit dieser ein Vorlagenbild liest.

Synchron mit den Bildübertragungs-Taktsignalen F gibt der Bildsensor 71 seriell analoge Bildsignale ab, die jeweils einem gelesenen Bildelement entsprechen. Die analogen Bildsignale des Bildsensors 71 werden mittels eines Verstärkers 72 mit einer vorbestimmten Verstärkung verstärkt und danach mittels eines Analog/Digital- bzw. A/D-Wandlers 73 in digitale Bildsignale umgesetzt, die jeweils die Dichte eines jeweiligen Bildelements darstellen.

Eine Abschattungskorrektureinrichtung 74 dient zur Korrektur von Ungleichförmigkeiten bzw. Abweichungen von Ausgangssignalen des Bildsensors 71. Im einzelnen werden mit der Abschattungskorrektureinrichtung 74 Lesedaten des Bildsensors 71 entsprechend Daten korrigiert, die beim Lesen der Normalweißplatte 63 mittels des gleichen Bildsensors 71 erhalten werden.

Von einem Vergleicher 75 werden die hinsichtlich der Tönung korrigierten digitalen Bildsignale durch deren Vergleich mit einem Schwellenwert in binäre Signale digitalisiert. Der Vergleicher 75 empfängt als Schwellenwert aus einem Dither-Festspeicher 76 jeweilige Dithermustersignale zur Pseudo-Halbtonwiedergabe.

Mit dieser Schaltungsanordnung wird ein digitales Bildsignal erzeugt, das dem mittels des Bildsensors 71 gelesenen Bild entspricht. Das auf diese Weise erhaltene digitale Bildsignal wird einem Drucker, einer Bilddatei oder dergleichen zugeführt oder über eine Übertragungsstrecke zu einem Empfangsgerät an einer Gegenstelle übertragen.

Nachstehend wird die Abschattungs- bzw. Tönungskorrektur von Abweichungen gelesener Signale, die auf optischen Abweichungen der Lichtquelle, von Linsen und dergleichen oder auf Abweichungen in den Ausgangssignalen des Bildsensors beruhen, in der in Fig. 2 gezeigten Schaltungsanordnung erläutert.

Fig. 3A zeigt eine grundlegende Gestaltung einer Einrichtung zur Abschattungskorrektur. Bei der in Fig. 3A gezeigten Anordnung werden analoge Bildsignale als Leseausgangssignale eines durch eine Ladungskopplungsvorrichtung (CCD) gebildeten Lese- bzw. Bildsensors 1 im Bildaufnahmesystem eines Kopiergeräts mittels einer Analog/Logarithmus- Umsetzschaltung (Umsetzeinrichtung) 2 in jeweilige logarithmische Werte umgesetzt. Die logarithmischen Werte für die analogen Bildsignale werden einem A/D-Wandler 3 zugeführt und in jeweilige digitale logarithmische Werte A umgesetzt.

Die digitalen logarithmischen Werte A werden einer Abschattungskorrekturschaltung 5 mit dem in Fig. 4 gezeigten Aufbau zugeführt. Durch eine Abschattungskorrektur (Tönungskorrektur) gemäß den nachfolgend erläuternden Funktionsprinzipien wird ein digitales Bildsignal E erhalten.

Nach Fig. 2 kann das auf diese Weise erzielte digitale Signal E als digitales Bildsignal ausgegeben werden. Alternativ kann an dem Signal eine Digital/Analog-Umsetzung vorgenommen werden, um ein hinsichtlich der Abschattung (Tönung) korrigiertes analoges Bildsignal zu liefern.

Bei dem in Fig. 3A gezeigten grundlegenden Schaltungsaufbau für die Abschattungskorrektur wird ein durch das Lesen eines Vorlagenbilds erhaltenes analoges Bildsignal in einem logarithmischen Wert umgesetzt, der dann in ein digitales Bildsignal umgesetzt wird. Bei der Abschattungskorrektur besteht jedoch dann, wenn ein zu digitalisierendes Bildsignal in einen logischen Wert umgesetzt wird, hinsichtlich der Reihenfolge der verschiedenen Signalumsetzungsschritte und dergleichen vor der Abschattungskorrektur keine besondere Einschränkung.

Fig. 3B zeigt einen Schaltungsaufbau, bei dem die Aufeinanderfolge der Signalumsetzung von derjenigen gemäß Fig. 3A abweicht.

Bei der in Fig. 3B gezeigten Schaltungsanordnung zur Abschattungskorrektur wird ein analoges Bildsignal des Bildsensors 1 dem A/D-Wandler 3 zugeführt und in ein digitales Bildsignal umgesetzt. Das digitale Bildsignal wird einer Digital/Logarithmus-Umsetzschaltung 4 zugeführt. Auf diese Weise wird wie gemäß Fig. 3A ein digitaler logarithmischer Wert A erzielt, der der Abschattungskorrekturschaltung 5 zugeführt wird. Bei der Schaltung nach Fig. 3B kann wie gemäß Fig. 3A ein der Abschattungskorrektur unterzogenes digitales Bildsignal E erhalten werden.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel für die Gestaltung der in Fig. 3A oder 3B gezeigten Abschattungskorrekturschaltung 5.

Vor der Beschreibung dieser Abschattungskorrekturschaltung werden die Funktionsprinzipien für die Abschattungskorrektur (Tönungskorrektur) bei dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bildleseeinrichtung beschrieben.

Vor dem Lesen eines tatsächlichen Vorlagenbilds wird gemäß Fig. 6A eine Normalweißplatte (Normalteil) WP mit einer Fläche, die zum Erhalten von Abschattungskorrekturwerten eine gleichförmige Tönungsdichte hat, mittels einer stabförmigen Lichtquelle LS längs deren Längsrichtung X beleuchtet. Das Bild der Normalweißplatte WP wird mittels eines bestimmten Sensorsystems gelesen. Die dabei erzielten Bilddaten sind gemäß Fig. 6B in einem X-Y-Koordinatensystem aufgetragen, in welchem an der X-Achse eine Versetzungs- bzw. Wegstelle Xn in der X-Richtung und an der Y-Achse Abschattungskorrekturdaten Wn aufgetragen sind. Danach werden Bilddaten Kn aufgetragen, die durch das Lesen eines tatsächlichen Leseobjekts wie einer Vorlage mittels des gleichen Bildsensorsystems erhalten werden. Demgemäß können hinsichtlich der Tönung korrigierte Bilddaten Rn durch

Rn = A · Kn · (1/Wn)

ausgedrückt werden, wobei A eine Konstante ist.

Auf diese Weise kann durch das Verarbeiten der Bilddaten Kn und der Abschattungskorrekturdaten Wn entsprechend dieser Gleichung die vorbestimmte Abschattungskorrektur vorgenommen werden.

Im allgemeinen gilt bei einer Dichte E und einem Reflexionsvermögen R einer Vorlage die Beziehung:

E = logR.

Danach besteht für die bei der Versetzung Xn durch das Lesen der in Fig. 6A gezeigten Normalweißplatte WP (63) erhaltenen Abschattungskorrekturdaten Wn und die bei dem Lesen des Leseobjektbilds bei der Versetzung Xn erhaltenen Bilddaten Kn zu einer Bilddichte En des hinsichtlich der Tönung korrigierten Bilds die folgende Beziehung:

En = - log(Kn/Wn)

Diese Gleichung kann umgeschrieben werden zu:

En = + logWn - logKn

Daher wird dann, wenn für das Leseobjektbild bei der Versetzung Xn der logarithmische Wert A der Bilddaten Kn aufgenommen wird, der im voraus unter Verwendung der Normalweißplatte WP erhaltene und in einen geeigneten Speicher oder dergleichen eingespeicherte entsprechende logarithmische Wert der Abschattungskorrekturdaten Wn für die Versetzung Xn aus dem Speicher ausgelesen. Die der Normalweißplatte WP entsprechenden logarithmischen Werte werden jeweils von den entsprechenden Werten für das tatsächlich gelesene Bild subtrahiert. Damit kann auf einfache Weise die Dichte En bei der Versetzung Xn nach der Abschattungskorrektur erhalten werden.

Die in Fig. 4 gezeigte Abschattungskorrekturschaltung 5 hat eine derartige Gestaltung, daß die Abschattungskorrektur gemäß dem vorstehend beschriebenen Funktionsprinzip vorgenommen wird.

Zuerst wird mittels eines Schreib/Lese-Steuersignals J ein Korrekturwert-Schreib/Lesespeicher (RAM) 6 in die Schreibbetriebsart geschaltet. Beim Lesen der Normalweißplatte WP mit der in Fig. 3A oder 3B gezeigten Schaltungsanordnung erhaltene logarithmische Werte D der Abschattungskorrekturdaten Wn werden in diesen Korrekturwert-Speicher 6 eingespeichert, wobei aus einem Adressenzähler 10 die Versetzung Xn als Adresse dient. Der Adressenzähler 10 wird durch ein Hauptabtastungs-Synchronisiersignal G gelöscht und beginnt das Zählen der Bildübertragungs-Taktsignale F, wobei der Zähler den Zählstand als Versetzung Xn ausgibt. Die beim Lesen einer Vorlage mit dem in Fig. 3A oder 3B gezeigten Schaltungsaufbau erzielten digitalen logarithmischen Werte A der Bildsignale werden einer Subtrahierschaltung 7 zugeführt. Der Korrekturwert- Spicher 6 wird durch das Lese/Schreib-Steuersignal in die Lesebetriebsart geschaltet und durch die von dem Adressenzähler 10 ausgegebene Versetzung Xn als Adresse synchon mit der Eingabe der eingegebenen digitalen logarithmischen Werte A abgerufen. Auf diese Weise werden die zuvor beim Lesen der Normalweißplatte WP eingespeicherten logarithmischen Werte D der Abschattungskorrekturdaten Wn bei der jeweiligen Versetzung Xn aus dem Korrekturwert-Speicher 6 ausgelesen. Die logarithmischen Werte D werden der Subtrahierschaltung 7 zugeführt und von den logarithmischen Werten A für das tatsächliche Bild subtrahiert, so daß nach dieser Tönungskorrektur die Bilddichtedaten En erhalten werden.

In Fig. 5 ist ein Beispiel für die Subtrahierschaltung 7 gezeigt. Nach Fig. 5 wird der digitale logarithmische Wert D als "logKn" einer Addierschaltung 9 zugeführt. Der logarithmische Wert A wird einer Bitinversionsschaltung 8 zugeführt, die Inverter oder dergleichen aufweist und die den Wert in einen invertierten Signalwert in der Form "-log Kn" umsetzt. Das invertierte Signal wird der Addierschaltung 9 zugeführt. Die Addition erfolgt nach folgender Gleichung:

En = + logWn - logKn,

so daß die Dichtedaten En nach der Abschattungskorrektur erhalten werden. Die Addierschaltung 9 kann auf einfache Weise durch eine integrierte TTL-Schaltung oder dergleichen gebildet werden.

Wenn der A/D-Wandler 3 in 8-Bit-Ausführung aufgebaut ist und eine Abschattungskorrekturschaltung zur Korrektur einer durch Ungleichmäßigkeiten der Lichtquelle verursachten maximalen Abschattung bzw. Tönungsabweichung von 25% ausgebildet werden soll, ist ohne logarithmische Umsetzung ein 6-Bit-Speicher zum Speichern von Tönungskorrekturwerten mit 64 Werten (entsprechend 25% von 256 Werten) erforderlich. Die 256 Werte werden durch das Aufteilen des einem Relativwert "1" entsprechenden Dichtebereichs der Gesamtlichtmenge in 256 Werte erzielt.

Demgegenüber werden bei der Abschattungskorrektureinrichtung bei dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bildleseeinrichtung die Abschattungskorrekturdaten in Form logarithmischer Werte gespeichert, wobei der durch die Abschattung hervorgerufene Lichtmengenverlust von 25% geringer ist als 25% des Gesamtdichtebereichs. Daher kann die Speicherkapazität für das Speichern der Abschattungskorrekturdaten beträchtlich verringert werden.

Nimmt man an, daß bei einem tatsächlichen Vorlagenbild und einer mittels eines Druckers ausdruckbaren Bilddichte eine maximale Dichte von ungefähr 1,8 eingestellt ist, so wird "1,8" in 256 Pegel unterteilt, wobei das Bild mit jeweils einzelnen Dichtedifferenzen 1,8/256 = 0,0703 zwischen den jeweiligen Dichtepegeln reproduziert wird. Wenn dabei infolge einer Abschattung bzw. Tönungsabweichung von 25% die Lichtmenge zu 0,75 der ursprünglichen Stärke wird, beträgt die Dichte - log0,75 = 0,1249. Wenn diese Dichte der Analog/Digital-Umsetzung unterzogen wird, ergibt sich

0,1249/0,0703 = 1,776.

Daher kann gemäß Fig. 8 die Kapazität des Korrekturwert-Speichers verringert werden. Ferner können die in dem Korrekturwert-Speicher 6 gespeicherten Abschattungskorrekturdaten 5-Bit-Format haben.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß ein mittels eines Bildsensorsystems eines Kopiergeräts erhaltenes Bildsignal hinsichtlich Abschattungen bzw. Tönungsschwankungen, die durch Abweichungen der Eigenschaften einer Lichtquelle oder eines optischen Systems verursacht sind, unabhängig von der besonderen Gestaltung des Bildsensorsystems mit einer einfachen und preiswerten Schaltung unter hervorragender Zuverlässigkeit leicht korrigiert werden kann. Ferner ist ein Schreib/Lesespeicher mit nur geringer Kapazität erforderlich, wobei auch die Schaltungsabmessungen der Abschattungskorrektureinrichtung verringert sind. Die Signalverarbeitungszeit je Bildelement kann auf ungefähr die Hälfte der Verarbeitungszeit eines Multiplizierers oder der Zugriffszeit bei dem Festspeicher des herkömmlichen Systems verringert werden. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist zur Abschattungskorrektur bei Echtzeitverarbeitung oder Vektorverarbeitung (pipeline processing) geeignet und erlaubt eine einfache schnelle Verarbeitung in einem Kopiergerät oder dergleichen.

Bei dem in Fig. 3A oder 3B gezeigten Schaltungsaufbau wird eine gesonderte Analog/Logarithmus-Umsetzschaltung bzw. Digital/Logarithmus-Umsetzschaltung eingesetzt. Bei der erfindungsgemäßen Bildleseeinrichtung besteht jedoch keine Einschränkung hierauf. Daher kann ein Analog/Digital-Wandler mit logarithmischer Umsetzcharakteristik, nämlich mit nichtlinearer Charakteristik eingesetzt werden. Mit einem solchen Wandler können die Analog/Digital-Umsetzung und die logarithmische Umsetzung gleichzeitig vorgenommen werden.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung werden die Bildübertragungs-Taktsignale F gezählt und unter Verwendung des Zählstands der Taktsignale F als Adresse die allen Bildelementen einer Abtastzeile entsprechenden Tönungskorrekturdaten in den Korrekturwert-Speicher 6 eingespeichert. Daher werden dann, wenn die Normalweißplatte WP als Standard für die Abschattungskorrekturdaten verkratzt oder verschmutzt ist, die dementsprechenden Abschattungskorrekturdaten verfälscht.

Infolgedessen kann dann die Abschattungskorrektur an den von einem Vorlagenbild gelesenen Bilddaten nicht korrekt erfolgen, so daß die Bilddaten fehlerhaft sind.

Nachfolgend wird eine Anordnung zum Lösen dieser Probleme beschrieben, die eine zuverlässige bzw. sichere Abschattungskorrektur erlaubt.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel für die grundlegende Gestaltung einer solchen Abschattungskorrektureinrichtung.

Die Abschattungskorrektureinrichtung hat einen Addierer 11, einen Synchronisier-Datenzwischenspeicher 12, einen Synchronisier- Zähler (Basis-N-Zähler) 13, einen Adressenzähler 14, einen Korrekturdaten-Schreib/Lesespeicher 15 und eine Abschattungskorrekturschaltung 16. Zu Signalen in der Einrichtung zählen mittels eines Bildsensorsystems gelesene Bilddaten A, Bildübertragungs-Taktsignale F, Hauptabtastungs- Synchronisiersignale G und Lese/Schreib- Steuersignale J.

In der derart aufgebauten Abschattungskorrektureinrichtung werden durch das Hauptabtastungs-Synchronisiersignal G Ausgangsdaten C des Datenzwischenspeichers 12 sowie auch die Zählstände der Zähler 13 und 14 gelöscht.

Zum Erhalten der Abschattungskorrekturdaten wird zu einem vorbestimmten Zeitpunkt gemäß der nachfolgenden Beschreibung der Speicher 15 durch das Steuersignal J in die Schreibbetriebsart geschaltet. Auf diese Weise werden die Abschaltungskorrekturdaten in den Speicher 15 eingespeichert. Hierbei werden die durch das Lesen der Normalweißplatte WP mittels des Bildsensors 1 erhaltenen Bilddaten A synchron mit den Bildübertragungs-Taktsignalen F dem Addierer 11 zugeführt. Der Addierer 11 erhält die Bilddaten A und die Ausgangsdaten C des Datenzwischenspeichers 12. Ein Summenausgangssignal B des Addierers 11 wird dem Datenzwischenspeicher 12 sowie dem Korrekturdaten- Speicher 15 zugeführt.

Beim Anlegen des Hauptabtastungs-Synchronisiersignals G wird der Datenzwischenspeicher 12 gelöscht.

Diese Vorgänge erfolgen gemäß dem in Fig. 10 gezeigten Zeitdiagramm, das die Vorgänge nach dem Anlegen des Hauptabtastungs-Synchronisiersignals G zeigt.

Für die folgende Beschreibung ist angenommen, daß mittels des Addierers 11 und des Datenzwischenspeichers 12 ein Mittelwert für 4 Bildelemente der durch das Lesen der Normalweißplatte WP erhaltenen Bilddaten A gebildet wird und die damit erzielten Mittelwerte aufeinanderfolgend in Form der Summenausgangssignale B als Abschattungskorrekturdaten in den Speicher 15 eingespeichert werden.

Der Zwischenspeicher 12 wird durch ein Hochzählungs-Ausgangssignal H gesteuert, welches durch das Wählen der Basis des Zählers 13 zum Zählen der Bildübertragungs- Taktsignale F auf "4" erhalten wird.

Im einzelnen wird vom Addierer 11 als Summenausgangssignal B ein Bildelement-Datenwert a 11 abgegeben, der beim ersten Lesen der Normalweißplatte WP nach dem Anlegen des Hauptabtastungs-Synchronisiersignals G erzielt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das Ausgangssignal C des Datenzwischenspeichers 12 "0". Wenn das nächste Bildübertragungs-Taktsignal F erzeugt wird, wird der Datenwert a 11 des Summenausgangssignals B zu dem Ausgangssignal C des Datenzwischenspeichers 12, das mittels des Addierers 11 zu dem nächsten Bildelement-Datenwert a 12 addiert wird. Daher wird das Summenausgangssignal B zu a 11 + a 12.

Auf gleichartige Weise werden bei jedem Anlegen nachfolgender Bildübertragungs-Taktsignale F die Bildelementdaten A aufeinanderfolgend addiert, um damit die Summe aus vier Bildelementdaten a 11 + a 12 + a 13 + a 14 zu erhalten.

Wenn der Speicher 15 durch das Lese-Schreib-Steuersignal J in den Schreibbetriebszustand geschaltet ist, wird die Summe a 11 + a 12 + a 13 + a 14 der vier Bildelement-Daten in den Korrekturdaten-Speicher 15 eingeschrieben. Der Zähler 13 führt dem Zwischenspeicher 12 das Hochzählungs-Ausgangssignal H zu, wodurch dessen Ausgangssignal C zu "0" wird. Das Hochzählungs-Ausgangssignal H des Zählers 13 wird auch dem Adressenzähler 14 zugeführt. Sobald ein Zählstandausgangssignal I des Adressenzählers 14 aufgestuft ist, wird damit die Speicheradresse des Korrekturdaten- Speichers 15 in Stufeneinheiten fortgeschrieben.

Auf gleichartige Weise werden die Summe der Bilddaten A in Einheiten von vier Bildelementen aufeinanderfolgend in den Korrekturdaten-Speicher 15 eingeschrieben.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung hat der Zähler 13 die Basis N = 4, so daß der Zähler 13 als Quaternärzähler dient. Der Wert N kann jedoch auf geeignete Weise so gewählt werden, daß die Summe für eine gewünschte Anzahl aufeinanderfolgender Bildelemente in der Hauptabtastrichtung in den Speicher 15 eingespeichert werden kann und daher der Mittelwert der gewünschten Anzahl von Bildelementen als Abschattungskorrektur-Datenwert zur Abschattungskorrektur des Ausgangssignals beim Lesen des Vorlagenbilds dient.

Der Mittelwert der Daten für eine Vielzahl von Bildelementen kann auf einfache Weise berechnet werden, in dem z. B. bei vier Bildelement-Datenwerten mit jeweils K Bits die beiden wertniedrigsten Bits der die Summe der vier Bildelemente darstellenden K Bits weggelassen und die werthöheren (K-2) Bits zu den wertniedrigen Bits hin verschoben wird. Alternativ kann ein Festspeicher verwendet werden, in dem eine Tabelle für das Umsetzen von Bildelementdaten in Mittelwertdaten gespeichert ist, wobei der Festspeicher unter Verwendung der Bildelementdaten- Summe als Adresse abgerufen und dabei der Mittelwert ausgegeben wird.

Auf diese Weise werden die beim Lesen der Normalweißplatte erhaltenen Tönungskorrekturdaten in den Speicher 15 eingespeichert. Danach werden die beim Lesen eines Leseobjekts wie einer Vorlage mittels des Bildsensors 1 erhaltenen, der Abschattungskorrektur zu unterziehenden Bilddaten A entsprechend dem in Fig. 11 gezeigten Zeitdiagramm korrigiert.

Im einzelnen werden die beim Lesen der Vorlage erhaltenen Bildelementdaten b 1, b 2, b 3 usw. der Bilddaten A der Abschattungskorrekturschaltung 16 zugeführt. Ferner werden der Abschattungskorrekturschaltung 16 auch die Abschattungskorrekturdaten D zugeführt, die aus dem Speicher 15 ausgelesen werden, der durch das Schreib/Lese-Steuersignal J in die Lesebetriebsart geschaltet wird.

Bei dem Auslesen der Abschattungskorrekturdaten D aus dem Speicher 15 wird der Adressenzähler 14 duch das Hochzählungs- Ausgangssignal H des Zählers 13, das dieser für eine jeweilige Periode von vier Bildelementen bei N = 4 erzeugt, aufgestuft. Durch das Zählstand-Ausgangssignal I des Adressenzählers 14 wird die zu adressierende Speicherstelle des Korrekturdaten-Speichers 15 fortgeschrieben. Von dem Speicher 15 wird an die Abschattungskorrekturschaltung 16 in 4-Bildelement-Perioden als Tönungskorrektur-Datenwert D aufeinanderfolgend jeweils die Summe der beim Lesen der Normalweißplatte WP erhaltenen vier Bildelement-Daten a 11 + a 12 + a 13 + a 14, a 21 + a 22 + a 23 + a 24 usw. oder jeweils der Mittelwert dieser Daten abgegeben.

Die Abschattungskorrekturschaltung 16 kann einen Multiplizierer enthalten, wobei die Schaltung 16 dann die von der Vorlage erhaltenen Bilddaten A mit den Abschattungskorrekturdaten in Bildelementeinheiten multipliziert und unter Verwendung dieser Daten als Adressen auf einen Festspeicher zugreift, in dem im voraus solche Multiplikationsergebnisse gespeichert sind. Die Multiplikationsergebnisse werden als Ausgabebilddaten E erhalten, an denen die Abschattungskorrektur vorgenommen ist.

Die Einzelheiten des in Fig. 4 gezeigten grundlegenden Aufbaus der Abschattungskorrektureinrichtung der Bildleseeinrichtung werden nachfolgend beschrieben.

Fig. 12 zeigt ein Beispiel für die Datenverarbeitung zum Berechnen des Mittelwerts aus dem aus den Bildelementdaten gebildeten Summenausgangssignal B bei dessen Zuführung von dem Addierer 11 zu dem Korrekturdaten-Speicher 15.

Es sei angenommen, daß die gelesenen Daten 6-Bit-Format haben und die 6-Bit-Daten für mehrere Bildelemente durch den Addierer 11 so addiert werden, daß Summenausgangsdaten im 8-Bit-Format erhalten werden. Die 8-Bit-Daten werden über sieben Ausgangsanschlüsse D 0 bis D 7 des Addierers 11 parallel dem Speicher 15 zugeführt. In diesem Fall hat der Korrekturdaten-Speicher 15 sechs Eingangsanschlüsse D 0 bis D 5. Bei dieser Gestaltung werden von den 8-Bit-Daten D 0 bis D 7 der Summenausgangsdaten für vier Bildelemente die zwei wertniedrigsten Bits D 0 und D 1 weggelassen, während die werthöheren 6-Bit- Daten D 2 bis D 7 parallel den Eingangsanschlüssen D 0 bis D 5 des Korrekturdaten-Speichers 15 zugeführt werden. Auf diese Weise wird die 8-Bit-Binärzahl des Addierers 11 durch "4" dividiert und damit dem Korrekturdaten-Speicher 15 der Mittelwert des Summenausgangssignals für vier Bildelemente zugeführt.

Ein Beispiel für die Gestaltung des Vorlagenlesers ist in Fig. 13 gezeigt.

Gemäß Fig. 13 wird das Reflexionslicht einer Normalweißplatte 21, die unterhalb eines Vorlagentisches 20 angeordnet und mit einer Lichtquelle 22 beleuchtet ist, über ein Objektiv 24 von einem Festkörper-Bildsensor 17 empfangen, der durch einen Ladungskopplungs-Zeilenbildsensor gebildet ist. Die vom Bildsensor 17 erhaltenen Bilddaten werden elektrisch durch die vorangehend beschriebene Schaltung verarbeitet. Bei einer Anordnung gemäß Fig. 14A ist die Normalweißplatte 21 eng an den Vorlagentisch 20 angelegt. Im Gegensatz dazu ist gemäß Fig. 14B zwischen dem Vorlagentisch 20 und der Normalweißplatte 21 ein Abstand 25 vorhanden. Da in letzterem Fall das Objektiv 24 auf die obere Fläche des Vorlagentisches 20, nämlich auf die Vorlagenoberfläche fokussiert ist, ist das Objektiv 24 in bezug auf die Normalweißplatte 21 unscharf eingestellt. Da infolgedessen mehrere Bildelemente unter Überlappung auf den durch den Ladungskopplungs-Sensor gebildeten Bildsensor 17 projiziert werden, müssen die abgegebenen Bildelementdaten nicht zur Berechnung eines Mittelwerts verarbeitet werden, sondern können direkt als Sensorausgangssignal in Form gemittelter Bildelementdaten abgegeben werden. In diesem Fall kann der Schaltungsaufbau vereinfacht werden.

Fig. 15 zeigt Einzelheiten eines Beispiels für den Aufbau der Einrichtung für die Abschattungskorrektur bei Verwendung des Vorlagenlesers in der in Fig. 14A gezeigten Ausführung. In der folgenden Beschreibung wird auf den in Fig. 9 gezeigten grundlegenden Aufbau Bezug genommen.

Bei der dargestellten Schaltungsanordnung werden während des mehrfachen Lesens der Normalweißplatte 21 mittels des Bildsensors 17 die Lichtquelle 22 und das Objektiv 24 in der Unterabtastrichtung bewegt. Dabei werden die Bilddaten für mehrere Hauptabtastzeilen über einen A/D-Wandler 18 in einen Mehrzeilen-Puffer 19 eingespeichert.

Durch das Anlegen eines jeweiligen Hauptabtastungs- Synchronisiersignals G werden der Zähler (Basis-m-Zähler) 13 und der Adressenzähler 14 gelöscht.

Auf diese Weise werden die Bilddaten für mehrere Zeilen aufeinanderfolgend synchron mit den Bildübertragungs- Taktsignalen F in den Puffer 19 eingelesen. Bilddaten a _1,1, a _2,1, a _3,1, . . . , a _n,1 für n Hauptabtastzeilen werden in Zeileneinheiten jeweils Schieberegistern 30-1, 30-2, 30-3, . . . , 30-n zugeführt, die in Bildelementeinheiten angeordnet sind. Die Daten werden aufeinanderfolgend für jede Zeile entsprechend den Bildübertragungs- Taktsignalen F in m in Reihe geschaltete Bildelementeinheit- Schieberegister 30-i, 31-i, 32-i, . . . (30 + m)-i verschoben (wobei i = 1, 2, . . . , n ist).

Die Bildelementdaten a _i,1, a _i,2, a _i,3, . . ., a _i,m von m Bildelementen für jede von n Zeilen werden parallel einer Mittelungsschaltung 26 zugeführt.

Die Mittelungsschaltung 26 berechnet den Mittelwert aus den Bildelementdaten für n Zeilen × m Bildelemente und schreibt den Mittelwert entsprechend einer durch das Zählstand-Ausgangssignal I des Adressenzählers 14 abgerufenen Adresse in den Korrekturwert-Speicher 15 ein, der durch das Schreib/Lese-Steuersignal J in die Schreibbetriebsart geschaltet ist.

Wenn beim Lesen eines Vorlagenbilds mittels des Bildsensors 17 Bilddaten erhalten werden, werden der Abschattungskorrekturschaltung 16 die aus dem Korrekturdaten- Speicher 15 ausgelesenen Abschattungskorrekturdaten D zugeführt. Die Abschattungskorrekturschaltung 16 führt die Abschattungskorrektur gemäß der Beschreibung zu Fig. 9 aus.

Durch den Zähler 13 erfolgt eine Teilung der Frequenz der Bildübertragungs-Taktsignale F; mittels eines Wählers 27 werden die ursprünglichen Taktsignale F oder die hinsichtlich der Frequenz durch m geteilten Taktsignale F 1 gewählt. Die gewählten Ausgangstaktsignale F 2 werden dem Adressenzähler 14 zugeführt und gezählt. Wenn als gewählte Ausgangstaktsignale F 2 die ursprünglichen Taktsignale F gewählt sind, werden als Abschattungskorrekturdaten entsprechend jedem Bildelement in der Hauptabtastrichtung nach einem Faltungs- bzw. Umwälzverfahren die Mittelwerte von Bildelementdaten mehrerer Bildelemente für jede von mehreren Zeilen erhalten; die Abschattungskorrekturdaten sind für jedes Bildelement in der Hauptabtastrichtung unterschiedlich. Wenn die gewählten Ausgangstaktsignale F 2 die hinsichtlich der Frequenz durch m geteilten Taktsignale F 1 sind, werden als Abschattungskorrekturdaten entsprechend jeweils m Bildelementen in der Hauptabtastrichtung die Mittelwerte der Bildelementdaten mehrerer Bildelemente für jede von mehreren Zeilen erhalten. Auf diese Weise sind die Abschattungskorrekturdaten für jeweils m Bildelemente in der Hauptabtastrichtung voneinander verschieden.

Wenn m = 1 gewählt wird, sind die Abschattungskorrekturdaten die jeweiligen Mittelwerte der Bildelementdaten für mehrere Zeilen. Wenn n = 1 gewählt wird, sind die Abschattungskorrekturdaten jeweils die Mittelwerte mehrerer Bildelementdaten für eine jeweilige Zeile.

Wenn die Abschattungskorrekturdaten aus dem Speicher 15 ausgelesen werden, wird durch das Schreib/Lese-Steuersignal J die Lesebetriebsart eingeschaltet.

Der Mittelungsbereich der Korrekturdaten für die der Abschattungskorrektur zu unterziehenden Bilddaten kann dadurch bestimmt werden, daß gewählt wird, welche Bildelementdaten- Matrix a _i,j den Bilddaten A entspricht.

Beim System gemäß Fig. 14B ist das optische System beim Lesen der Normalweißplatte 21 unscharf eingestellt, so daß die Bildelementdaten auf optische Weise gemittelt werden. Fig. 16 zeigt ein Beispiel für die Gestaltung der Abschattungskorrektureinrichtung für diesen Fall.

In diesem Fall sind die beim Lesen der Normalweißplatte 21 mittels des Bildsensors 17 erhaltenen Bildelementdaten schon gemittelt; jeder Bildelement-Datenwert ist ein Mittelwert für benachbarte Bildelemente. Daher werden die Bildelementdaten über den A/D-Wandler 18 dem Korrekturdaten-Speicher 15 direkt zugeführt.

Der aus dem Zähler 13, dem Adressenzähler 14 und dem Wähler 27 gebildete Steuerteil für die Steuerung für das Einschreiben der gemittelten Bildelementdaten in den Speicher 15 bzw. das Auslesen derselben wird in der anhand Fig. 15 beschriebenen Weise durchgeführt, wodurch die Abschattungskorrektur der Vorlagenlesedaten vorgenommen wird. Auch in diesem Fall kann dann, wenn der Bereich zur Mittelwertbildung der Korrekturdaten für die hinsichtlich der Abschattung zu korrigierenden Bildelementdaten bzw. die Abfrageperiode für die in Bildelementeinheiten gemittelten Bildelementdaten in geeigneter Weise gewählt ist, die Abschattungskorrektur in der anhand Fig. 15 beschriebenen Weise mit einem einfachen Schaltungsaufbau ausgeführt werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß selbst dann, wenn die Normalweißplatte für das Erzielen der Abschattungskorrekturdaten verkratzt oder verschmutzt ist, wegen des Bildens der Abschattungskorrekturdaten aus Mittelwertdaten für mehrere Bildelemente keine Linien bzw. Streifen oder Flecken im reproduzierten Bild erzeugt werden, so daß daher eine hervorragende Abschattungs- bzw. Tönungskorrektur ermöglicht ist.

Claims (8)

1. Bildleseeinrichtung mit einer Lesevorrichtung zum fotoelektrischen Lesen eines Vorlagenbilds, einem Normalteil mit gleichförmiger Tönungsdichte, einer Speichereinrichtung zum Speichern von beim Lesen des Normalteils mit Hilfe der Lesevorrichtung erhaltenen Abschattungskorrekturdaten und einer Korrektureinrichtung zum Korrigieren von beim Lesen des Vorlagenbilds mittels der Lesevorrichtung erhaltenen Bilddaten in Übereinstimmung mit den in der Speichereinrichtung gespeicherten Abschattungskorrekturdaten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umsetzeinrichtung (2; 4) zum Umsetzen der Ausgangsdaten der Lesevorrichtung (1) in logarithmische Daten vorgesehen ist, daß die Speichereinrichtung (6) zum Speichern von durch logarithmische Umsetzung der Abschattungskorrekturdaten mittels der Umsetzeinrichtung (2; 4) erhaltenen logarithmischen Abschattungskorrekturdaten ausgelegt ist, und daß die Korrektureinrichtung (5; 7; 8, 9) die logarithmischen Abschattungskorrekturdaten und durch logarithmische Umsetzung der Bilddaten mittels der Umsetzeinrichtung (2; 4) erhaltene logarithmische Bilddaten einem Rechenvorgang unterzieht.

2. Bildleseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Speichereinrichtung (6) gespeicherten logarithmischen Abschattungskorrekturdaten synchron mit dem Lesevorgang des Vorlagenbilds mittels der Lesevorrichtung (1) auslesbar sind.

3. Bildleseeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (5; 7; 8, 9) die logarithmischen Bilddaten und die in der Speichereinrichtung (6) gespeicherten logarithmischen Abschattungskorrekturdaten einer Addition/Subtraktion unterzieht.

4. Bildleseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (6) eine Zeile logarithmischer Abschattungskorrekturdaten speichert.

5. Bildleseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Normalteil (63) weiß ist.

6. Bildleseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesevorrichtung (1) einen Zeilensensor (41) mit mehreren in linearer Konfiguration angeordneten Lichtempfangselementen aufweist.

7. Bildleseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesevorrichtung (1) eine Lichtquelle (43) zum Beleuchten des zu lesenden Bild aufweist.

8. Bildleseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (3) zum Erzeugen eines dem Ausgangssignal der Lesevorrichtung (1) oder der Umsetzeinrichtung (2; 4) entsprechenden digitalen Werts.