DE3629462C2 - Verfahren und Vorrichtung zur elektronischen Bildverarbeitung mit Zwischenspeicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur elektro­ nischen Bildverarbeitung, bei dem eine zweidimensionale Bildvorlage nach Zeilen und Spalten elektrooptisch ab­ getastet wird, die resultierenden Bildsignale in einem Bildprozessor korrigiert werden und die korrigierten Bildsignale einem CRT-Printer zur bildmäßigen Belich­ tung eines fotografischen Aufzeichnungsmaterials zuge­ führt werden.

Bei der Reproduktion farbiger Originalbilder (posi­ tiv-positiv) und bei der Herstellung farbfotografischer Positiv-Bilder von Color-Negativ-Vorlagen wird in zu­ nehmendem Maße von der elektronischen Bildverarbeitung Gebrauch gemacht (s. z. B. EP 123 701 und EP 168 818). Grundlage ist dabei, daß die Bildvorlage nach Zeilen und Spalten elektrooptisch abgetastet (gescannt) wird und die resultierenden Bildsignale nach bestimmten Kri­ terien korrigiert bzw. modifiziert werden. Die Abta­ stung der Bildvorlage erfolgt normalerweise seriell für die drei Primärfarben rot, grün, blau (RGB). Die modi­ fizierten Bildsignale werden dann einer Farbbelich­ tungseinheit zugeführt, die die elektrischen Bildsigna­ le wieder in ein optisches Bild umwandelt, das auf das fotografische Aufzeichnungsmaterial, z. B. Color-Posi­ tivpapier, aufbelichtet wird. Wesentlich ist dabei, daß das optische Bild Punkt für Punkt durch Umwandlung der elektrischen Bildsignale aufgebaut wird. Im Prinzip kann also jedes Pixel der Bildverarbeitung unterzogen und anschließend an der der Originalvorlage entspre­ chenden Koordinaten auf dem Aufzeichnungsträger ausge­ geben werden.

Die Grundlagen der elektronischen Bildverarbeitung sind z. B. ausführlich beschrieben in den Büchern F.M. Wahl, Digitale Bildverarbeitung, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo; 1984 und W. K. Pratt, Digital Image Processing, John Wiley & Sons, New York/Chichester/Brisbane/Toronto; 1978.

In der Praxis besteht bei Farbbild-Reproduktionssyste­ men aus wirtschaftlichen Gründen die Forderung nach einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit. Die übliche Bildfrequenz liegt in der Regel über 1000 Bilder pro Stunde. Da ein Bild aus ca. 1,5 Mio. Bildelementen (Pixel) aufgebaut ist und für jedes Pixel üblicherweise eine Wortlänge von 8 Bit vorgesehen ist, muß für jeden der drei Farbauszüge RGB mit einem Datenumfang von 12 MBit, insgesamt also mit 36 MBit für ein komplettes Farbbild gerechnet werden. Es leuchtet ein, daß bei einem so großen Datenumfang komplizierte Operationen, die im Bildprozessor zur Verbesserung der Bildqualität durchgeführt werden, einen merklichen Einfluß auf die Verarbeitungszeit haben. Die Verarbeitungszeit des gesamten Farbbild- Reproduktionssystems wird durch die drei Grundoperationen: Abtasten und Ein­ lesen, Verarbeitung im Bildprozessor und Reproduktion (Farbbildausgabe) be­ stimmt, wobei durch Einsatz eines schnellen Rechners der Zeitbedarf für die elektronische Bildverarbeitung erheblich verkürzt werden kann.

Aus der DE 34 38 075 A1 ist ein Bildübertragungs- und Wiedergabesystem be­ kannt, bei dem Bildvorlagen optoelektronisch abtastbar und die Bildsignale über verschiedene Bildspeicher an Bildausgabegeräte oder an einen Betrachtungs­ monitor weiterleitbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Bildreproduktionsverfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 durch eine Entkopplung wenigstens des Abtastvorgangs von dem Korrekturvorgang die Arbeitsgeschwindigkeit zu erhö­ hen und gleichzeitig die Möglichkeit zu schaffen, das durch den Bildprozessor korrigierte bzw. modifizierte Bild mit einem Monitor parallel zu betrachten, wobei das am Monitor dargestellte Bild möglichst genau dem letzten Endes erzeugten Bildes auf dem Aufzeichnungsmaterial entspricht.

Diese Aufgabe wird durch die in den kennzeichnenden Teilen des Verfahrens­ anspruchs 1 und des Vorrichtungsanspruchs 5 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß zur Entkopplung der Bildeingabe von der Bildverarbeitung das nächstfolgende Bild vor dem Bildprozessor in einen parallel oder seriell zum ersten Bildspeicher liegenden Zusatz-Bildspeicher geladen wird.

Vorteilhaft werden die Bildsignale vor dem auf die Bildverarbeitung folgenden Bildspeicher zum Moni­ tor-Kanal abgezweigt und dem Monitor über einen weite­ ren, der Monitor-Darstellung angepaßten Bildspeicher mit kleinerer Speicherkapazität und über eine zusätz­ liche Bildverarbeitungsstufe zur Monitoranpassung zuge­ leitet.

Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be­ steht darin, daß aufgrund der Zwischenspeicherung der Einlesevorgang von der Aufbelichtung des Farbbildes durch den Printer (Print-Vorgang) getrennt werden kann, so daß die beiden Vorgänge gleichzeitig ablaufen kön­ nen. Daraus resultiert eine Erhöhung der Arbeitsge­ schwindigkeit.

Außerdem kann das im Bildprozessor korrigierte Bild vi­ suell mit einem Standard-Monitor kontrolliert werden, wobei durch die zusätzliche Bildverarbeitungsstufe im Monitor-Kanal jene Farbfehler kompensiert werden, die bei Wiedergabe der auf Belichtung von Color-Negativ­ papier abgestimmten Bildsignalfolge an dem Monitor ent­ stehen würden.

Weitere Vorteile ergeben sich bezüglich Verarbeitungs­ geschwindigkeit bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die eine entsprechende Anzahl von Bildspeichern vor und nach dem Bildprozessor aufweist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der detaillierten Be­ schreibung der nachfolgend anhand einer Zeichnung er­ läuterten Ausführungsbeispiele.

Die Figur zeigt die drei Hauptblöcke der Bildverarbei­ tung mit der Bildabtastvorrichtung (Scanner), dem eigentlichen Bildverarbeitungsteil und der Bildaus­ gabevorrichtung (Printer).

Zunächst wird der prinzipielle Aufbau des gesamten Farbbild-Reproduktionssystems beschrieben. Der Scan­ ner 1 besteht aus einem CCD-Zeilensensor (Zeile hori­ zontal ), der in vertikaler Richtung (Scann-Richtung) über die Bildvorlage bewegt wird, so daß für jeden Bildpunkt ein elektrisches Bildsignal gewonnen wird. Die Abtastung erfolgt nacheinander für die drei Primär­ farben rot, grün, blau (RGB). Zu diesem Zweck werden geeignete Farbfilter in den Lichtweg zwischen CCD-Zei­ lensensor bzw. Lichtquelle und Bildvorlage einge­ schwenkt. Das elektrooptisch abgetastete Bild besteht hier aus 2048 Bildpunkten pro Zeile (horizontal) und 1024 Zeilen (vertikal), so daß einem Bild insgesamt 2048 × 1024 Bildelemente (Pixel) in jeder der drei Pri­ märfarben RGB zugeordnet sind. Eine Korrekturschaltung (nicht gezeigt) sorgt dafür, daß CCD-spezifische Feh­ ler, z. B. unterschiedliche Empfindlichkeiten der CCD-Elemente und Dunkelströme, eliminiert werden. Die korrigierten Bildsignale werben anschließend digitali­ siert, wobei durch Mittelwert-Bildung über eine Zeile die ursprünglich vorhandenen 2048 Pixel auf 1536 redu­ ziert werden. Erst danach erfolgt die eigentliche elek­ tronische Bildverarbeitung, die in Fig. 1 zu dem Block 2 (strichpunktiert) zusammengefaßt ist. Einzel­ heiten hierzu ergeben sich aus der gleichzeitig einge­ reichten Anmeldung der Anmelderin mit deren internem Aktenzeichen A-G 5178.

Das letzte Glied des Farbbild-Reproduktionssystems ist die Bildausgabevorrichtung, hier ein CRT-Printer, der die elektrischen Bildsignale wieder in ein optisches Bild umwandelt, das dann auf das fotografische Auf­ zeichnungsmaterial, z. B. Color-Negativpapier, aufbe­ lichtet wird. Der Printer reproduziert also das opti­ sche Bild pixelweise durch elektrooptische Umwandlung der Bildsignale. Im Prinzip kann also jedes Biidsignal eines Pixels der Bildverarbeitung unterzogen und an­ schließend an der der Original-Vorlage entsprechenden Koordinate auf dem Aufzeichnungsträger ausgegeben werden.

Die eigentliche elektronische Bildverarbeitung erfolgt in dem Bildprozessor 4, der über eine Eingabe 5 extern gesteuert werden kann. Vor und nach dem Bildprozessor 4 wird das Bild in den Speichern 6 und 7 (SP1 und SP2) abgelegt. Ein in Speicher 6 geladenes Bild kann im Bildprozessor 4 in Echtzeit automatisch oder interaktiv bearbeitet werden. Zur Entkopplung von Bildbearbeitung und Bildausgabe wird das Bild aus dem Speicher 6 über den Bildprozessor 4 in den Speicher 7 geladen; d. h. der Speicher 7 enthält das korrigierte bzw. modifizier­ te Farbbild, das vom Printer 3 aufgezeichnet werden soll. Auf diese Weise kann während des Auslesens eines Bildes aus dem Speicher 7 bereits ein neues Bild in den Speicher 6 geladen und vom Bildprozessor 4 verarbeitet werden. Dadurch wird die Zykluszeit verkürzt und damit die Verarbeitungsgeschwindigkeit beträchtlich erhöht.

Mit Hilfe des zusätzlichen, seriell oder parallel zum Speicher 6 angeordneten Speichers 8 kann darüber hinaus die Bildeingabe von der Bildbearbeitung entkoppelt wer­ den; d. h. während der Bearbeitung eines Bildes n kann gleichzeitig ein neues Bild n+1 geladen werden, während das Bild n-1 ausgegeben wird. Das neue Bild wird alter­ nierend in bzw. aus Speicher 6 oder Speicher 8 gelesen. Die beiden seriell oder parallel liegenden Speicher 6 und 8 können auch vorteilhaft für eine iterative Bild­ bearbeitung benutzt werden, wenn die Bildsignale den Bildprozessor mehrere Male nacheinander durchlaufen. Speicher 6 bzw. Speicher 8 wird dann mit den im Bild­ prozessor 4 korrigierten bzw. modifizierten Bilddaten überschrieben.

Das bearbeitete, im Speicher 7 abgelegte Bild kann nach Zwischenspeicherung in einem Monitor-Speicher 9 und nach einer Printer-spezifischen Bildverarbeitung 10 mit einem Standard-Monitor 11 visuell betrachtet und kon­ trolliert werden. Da das Monitor-Bild eine wesentlich geringere Auflösung hat, kann die Speicherkapazität des Monitor-Speichers 9 wesentlich kleiner sein als die der Speicher 6, 7, 8. Die zusätzliche Bildverarbeitungs­ stufe 10 im Monitor-Kanal sorgt dafür, daß das Moni­ tor-Bild schon weitgehend dem letzten Endes durch den Printer 3 auf dem Aufzeichnungsträger aufbelichteten Farbbild entspricht. Wegen der geringeren Auflösung können mit dem Monitor nur die Farbbalance, die Farb­ sättigung und der globale Kontrast (nicht die Mikro-Kontraste.) eines Bildes beurteilt werden.

Die Speicherkapazität der Vollbildspeicher 6, 7, 8 be­ trägt 1536 × 1024 × 8 Bit für jeden der drei Farbaus­ züge R, G, B; d. h. 36 MBit für ein komplettes Farbbild. Dagegen genügt für den Monitor-Speicher 9 wegen der ge­ ringeren Auflösung eine Kapazität von 768 × 512 × 8 Bit für jeden Farbauszug.

Mit der hier beschriebenen Speicheranordnung ist eine schnelle Verarbeitung von digitalisierten Bildserien mit hoher Auflösung bei einer gleichzeitig niederauf­ lösenden Monitor-Betrachtung möglich, wobei die Bild­ zeiten bzw. Pixel-Zeiten der Bilddarstellung für hoch­ auflösendes und niederauflösendes Bild verschieden sein können. Außerdem können aufgrund der erfindungsgemäßen Speicherverwaltung die drei Bildverarbeitungsstufen Bildeingabe, Bildkorrektur und Bildausgabe voneinander entkoppelt werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Reproduktion zweidimensionaler Bildvorlagen auf fotografischem Material, bei dem die Bildvorlagen nacheinander in Zeilen und Spalten abgetastet werden, die resultierenden Bildsignale der jeweiligen Bildvorlage in einem Bildprozessor korrigiert werden und die korrigierten Bildsignale der jeweiligen Bildvorlage einer Bildausgabevorrichtung zur bildmäßigen Belichtung eines fotografischen Aufzeichnungsmaterials zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einem Bild gehörende Signalfolge jeweils vor dem Bildprozessor (4) in einem ersten Bildspeicher (6) gespeichert und nach der Bildsignalkorrektur durch den Bildprozessor (4) sowohl in einem der Ausgabevorrichtung (3) zugeordneten, zweiten Bildspeicher (7) als auch in einem dritten, einem Monitor (11) zur visuellen Betrachtung des korrigierten Bildes zugeordneten Bildspeicher (9) gespeichert wird, wobei die über den dritten Bildspeicher (9) dem Monitor (11) zugeführten Bildsignale eine zusätzliche Bildverarbeitungsstufe (10) derart durchlaufen, daß das auf dem Monitor (11) dargestellte Bild weitgehend dem auf dem Aufzeichnungsmaterial letzten Endes erzielten Bildes entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während dem Auslesen eines Bildes aus dem zweiten Bildspeicher (7) bereits ein neues Bild in den ersten Bildspeicher (6) geladen wird, wobei die beiden Bildspeicher örtlich getrennt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während dem Auslesen eines Bildes aus dem zweiten Bildspeicher (7) bereits ein neues Bild von dem Bildprozessor verarbeitet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entkopplung der Bildeingabe von der Bildverarbeitung das nächstfolgende Bild vor dem Bildprozessor (4) in einen parallel oder seriell zum ersten Bildspeicher (6) liegenden Zusatzbildspeicher (8) geladen wird.

5. Vorrichtung zur Reproduktion zweidimensionaler Bildvorlagen auf fotografischem Material, bei der die Bildvorlagen nacheinander in Zeilen und Spalten abgetastet werden, die resultierenden Bildsignale der jeweiligen Bildvorlage in einem Bildprozessor korrigiert werden und die korrigierten Bildsignale der jeweiligen Bildvorlage einer Bildausgabevorrichtung zur bildmäßigen Belichtung eines fotografischen Aufzeichnungsmaterials zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß für die zu einem Bild gehörende Signalfolge jeweils vor dem Bildprozessor (4) ein erster Bildspeicher (6) vorgesehen ist und zur Speicherung der Bildsignale nach der Bildsignalkorrektur durch den Bildprozessor (4) sowohl ein der Ausgabevorrichtung (3) zugeordneter, zweiter Bildspeicher (7) als auch ein dritter, einem Monitor (11) zur visuellen Betrachtung des korrigierten Bildes zugeordneter Bildspeicher (9) vorgesehen sind, wobei vor dem Monitor (11) eine zusätzliche Bildverarbeitungsstufe (10) vorgesehen ist, welche die über den dritten Bildspeicher (9) dem Monitor (11) zugeführten Bildsignale derart verändert, daß das auf dem Monitor (11) dargestellte Bild weitgehend dem auf dem Aufzeichnungsmaterial letzten Endes erzielten Bildes entspricht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildspeicher (6, 7, 9) örtlich voneinander getrennt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entkopplung der Bildeingabe von der Bildsignalkorrektur ein parallel oder seriell zum ersten Bildspeicher (6) liegender Zusatzbildspeicher (8) vorgesehen ist.