DE4012364A1 - Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung von bildsignalen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung eines Bildsignals, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung eines Bildsignals zur wirksamen Schärfevergrößerung in einem Bildabtast- Verarbeitungsgerät, wie beispielsweise Abtastern für die Plattenherstellung, Faksimile-Geräten, oder dergleichen.

Bildabtastlese- und -wiedergabesysteme werden in weitem Maße in der Druckindustrie und der plattenherstellenden Industrie zur elektrischen Bearbeitung von Bildinformationen von Originalen oder Gegenständen eingesetzt, um Originalfilmplatten mit der Zielrichtung einer Vereinfachung des gesamten Vorganges und einer Verbesserung der Qualität gedruckter Bilder herzustellen.

Die Bildabtastlese- und -wiedergabesysteme bestehen im wesentlichen aus einem Bildlesegerät und einem Bildaufzeichnungsgerät. In der Bildlesevorrichtung wird Bildinformation eines Originals oder Gegenstandes, die in einer Hilfsabtastrichtung zugeführt wird, durch einen Photosensor in einer Hauptabtastrichtung im wesentlichen senkrecht zu der Hilfsabtastrichtung abgetastet, und die abgetastete Bildinformation wird in ein elektrisches Signal gewandelt. Dann wird die photoelektrisch gewandelte Bildinformation entsprechend den Bedingungen für die Plattenherstellung verarbeitet. Daraufhin wird das bearbeitete Bildsignal in ein Lichtsignal wie beispielsweise ein Laserstrahlsignal umgewandelt, welches einem Bildaufzeichnungsmedium aus einem lichtempfindlichen Material, beispielsweise einem photographischen Film, in dem Bildaufzeichnungsgerät zugeführt und dort aufgezeichnet wird. Das Bildaufzeichnungsmedium mit dem hierauf aufgezeichneten Bild wird durch ein Bildentwicklungsgerät entwickelt und wird als eine Filmplatte zum Drucken eingesetzt.

Ist das Bild auf einem Original ein Halbtonbild, beispielsweise ein photographisches Bild, so bewirkt das Bildabtastlese- und -wiedergabesystem einen Schärfenerhöhungsvorgang auf dem Bild durch Verschärfung des Profils des Bildes, damit das Bild einfacher sichtbar wird. Die Schärfenerhöhung wird so ausgeführt, wie es beispielsweise in Fig. 1 der Zeichnungen erläutert ist. Bevor ein Bildsignal S für eine Schärfenanhebung bearbeitet wird, werden (n × n) Bildsignale aus dem Bereich um das Bildsignal S herausgezogen und gemittelt, um ein lokales gemitteltes Signal U zu erzeugen. Dann wird ein Signal S - U bestimmt, welches die Differenz zwischen dem Bildsignal S und dem lokalen Durchschnittssignal U angibt, und daraufhin durch ein Koeffizientensignal K multipliziert. Das Produkt wird zu dem Bildsignal S hinzu addiert. Im Ergebnis wird ein Bildsignal S*, welches zur Schärfenerhöhung bearbeitet wurde (nachstehend als ein "schärfenbetontes Signal" bezeichnet), erhalten gemäß:

S* = S + K · (S - U) (1)

Ein Halbtonbild, beispielsweise ein photographisches Bild, wird weiterhin bearbeitet, um ein Halbton-Punktbild zu erzeugen, nachdem es für die Schärfenanhebung bearbeitet wurde. Im einzelnen wird auf das schärfenangehobene Signal S* in ein binäres Signal auf der Grundlage eines vorgegebenen Halbtonpunktsignals gewandelt, und es wird ein Halbtonpunktbild, welches zur Schärfenerhöhung bearbeitet wurde, auf einem Bildaufzeichnungsmedium durch das binäre Signal erzeugt.

Das Original, welches das Bild trägt, kann einen Defekt aufweisen, der bei der Herstellung des Originals erzeugt wurde. Dies kann beispielsweise die Spur einer Kante eines hierauf aufgeklebten Photodruckes sein oder die Ablage von Staub oder Dreck. Leidet das Original an einem derartigen Mangelzustand, dann besteht ein durch den Photosensor gelesenes Bildsignal aus einer Mischung einer Signalkomponente S _O mit einer größeren Amplitude und einer Rauschkomponente S _N mit einer kleineren Amplitude, die durch den Mangelzustand verursacht wird, wie in Fig. 2(a) gezeigt ist. Daher enthält, wie in den Fig. 2(b) und 2(c) gezeigt ist, das lokale mittlere Signal U und das Differenzsignal S - U ebenfalls Signalkomponenten, die von der Rauschkomponente S _N herrühren. Dies führt dazu, wie in Fig. 2(d) gezeigt ist, daß das schärfenangehobene Signal S* eine Rauschkomponente S* _N enthält, die ebenfalls zur Schärfenerhöhung bearbeitet wurde, sowie ein schärfenangehobenes Signal S* _O, infolge der Signalkomponente S _O. Wird ein Halbtonpunktsignal auf einem Bildaufzeichnungsmedium auf der Grundlage des schärfenangehobenen Signals S* erzeugt, welches die Rauschkomponente S* _N enthält, so werden gleichzeitig ein Bild auf der Grundlage des schärfenangehobenen Signals S* _O und ein Bild auf der Grundlage der schärfenangehobenen Rauschkomponente S* _N reproduziert. Das gesamte kombinierte, auf diese Weise reproduzierte Bild weist eine niedrige Qualität auf, da die Rauschkomponente S _N angehoben wird. Daher weist das konventionelle Verfahren zur Anhebung der Bildschärfe nur einen begrenzten Anwendungsbereich auf.

Ein allgemeiner Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Bearbeitung eines Bildsignals aus dem Bild eines Originals oder Gegenstandes, so daß ein Bildsignal (nachstehend als "neues Bildsignal" bezeichnet) mit Betonung eines charakteristischen Abschnittes des Originalbildsignals aus dem Originalbildsignal erzeugt wird, und daß das neue Bildsignal zur Schärfenbetonung bearbeitet wird, um auf diese Weise nur eine Signalkomponente zu betonen, ohne eine Rauschkomponente zu betonen.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Bearbeitung eines Bildsignals durch Erzeugung eines neuen Bildsignals (S′ÿ) aus einem Bildsignal (Sÿ), mit folgenden Schritten: Bestimmung, ob die Konfiguration der Verteilung des Bildsignals (Sÿ) an einem interessierenden Punkt (i, j) nach oben konvex ist, nach unten konvex, oder anders geartet, Verwendung - als das neue Bildsignal (S′ÿ) - eines Bildanhebungssignals (S _Gÿ), welches größer ist als das Bildsignal (Sÿ) an dem interessierenden Punkt (i, j), wenn die Konfiguration nach oben konvex ist, Verwendung - als das neue Bildsignal (S′ÿ) - eines Bildanhebungssignals (S _Lÿ), welches kleiner ist als das Bildsignal (Sÿ) an dem interessierenden Punkt (i, j), wenn die Konfiguration nach unten konvex ist, und Verwendung - als das neue Bildsignal (S′ÿ) - des Originalbildsignals (Sÿ) oder eines unscharfen Signals (Uÿ), wenn die Konfiguration anders ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens, bei welchem die Bildanhebungssignale (S _Gÿ), (S _Lÿ) Maximal- oder Minimalsignale (Smaxÿ), (Sminÿ) von Bildsignalen in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) des Bildsignals (Sÿ) sind.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens, bei welchem die Bildanhebungssignale (S _Gÿ), (S _Lÿ) aus Maximal- und Minimalsignalen (Smaxÿ), (Sminÿ) von Bildsignalen in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) des Bildsignals (Sÿ) und aus Konstanten t, t′ (0 < t <1, 0 < t′ <1) gemäß folgender Gleichungen erzeugt werden:

S _Gÿ = (1 - t) · Sÿ + t · Smaxÿ
S _Lÿ = (1 - t′) · Sÿ + t′ · Sminÿ

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens, welches weiterhin den Schritt des Vergleichs eines Differenzsignals (Sÿ - Uÿ) umfaßt, welches durch Subtrahieren des unscharfen Signals (Uÿ) von dem Bildsignal (Sÿ) erzeugt wird, mit einem Schwellensignal (T), um festzustellen, ob die Konfiguration der Verteilung des Bildsignals (Sÿ) nach oben konvex, nach unten konvex oder anders ausgebildet ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens, welches weiterhin den Schritt des Vergleichs eines Laplace-Signals (∇³Sÿ), welches aus dem Bildsignal (Sÿ) hergestellt wird, mit einem Schwellensignal (T) umfaßt, um zu bestimmen, ob die Konfiguration der Verteilung des Bildsignals (Sÿ) nach oben konvex, nach unten konvex oder anders ausgebildet ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens, bei welchem das unscharfe Signal (Uÿ) ein Durchschnittssignal (Uaveÿ) oder ein Mediansignal (Umadÿ) in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) umfaßt.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens, welches weiterhin den Schritt der Erzeugung eines schärfenangehobenen Signals (S*ÿ) aus dem neuen Bildsignal (S′ÿ) und dem unscharfen Signal (Uÿ) gemäß der folgenden Gleichung umfaßt:

S*ÿ = S′ÿ + K · (S′ÿ - Uÿ)

wobei K ein Koeffizientensignal darstellt.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens, welches weiterhin die Schritte der Erzeugung eines unscharfen Signals (U′ÿ) aus dem neuen Bildsignal (S′ÿ) und daraufhin der Erzeugung eines schärfenangehobenen Signals (S*ÿ) aus dem neuen Bildsignal (S′ÿ) und dem unscharfen Signal (U′ÿ) gemäß der folgenden Gleichung umfaßt:

S*ÿ = S′ÿ + I · (S′ÿ - U′ÿ)

wobei K ein Koeffizientensignal darstellt.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens, in welchem das Koeffizientensignal K und das Differenzsignal (S′ÿ - Uÿ) jeweils durch ein Funktionssignal (K(S′ÿ)) mit dem Bildsignal (S′ÿ) als Variable und ein Funktionssignal (F(S′ÿ Uÿ)) mit dem Differenzsignal (S′ÿ - Uÿ) als Variable ersetzt werden, und das Schärfenanhebungssignal (S*ÿ) gemäß der folgenden Gleichung erzeugt wird:

S*ÿ = S′ÿ + K(S′ÿ) · F(S′ÿ - Uÿ).

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens, in welchem das Koeffizientensignal K und das Differenzsignal (S′ÿ - U′ÿ) durch ein Funktionssignal (K(S′ÿ)) mit dem Bildsignal (S′ÿ) als Variable bzw. durch ein Funktionssignal (F(S′ÿ - U′ÿ)) mit dem Differenzsignal (S′ÿ - U′ÿ) als Variable ersetzt werden, und das schärfenangehobene Signal (S*ÿ) gemäß folgender Gleichung erzeugt wird:

S′ÿ = S′ÿ + K(S′ÿ) · F(S′ÿ - U′ÿ)

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens, welches weiterhin den Schritt der Erzeugung eines schärfenangehobenen Signals (S*ÿ) aus dem Originalbildsignal (Sÿ), dem neuen Bildsignal (S′ÿ), und dem unscharfen Signal (Uÿ) gemäß folgender Gleichung umfaßt:

S*ÿ = Sÿ + K · (S′ÿ - Uÿ)

wobei K ein Koeffizientensignal ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens, welches weiterhin den Schritt der Erzeugung eines schärfenangehobenen Signals (S*ÿ) aus dem Originalbildsignal (Sÿ), dem neuen Bildsignal (S′ÿ), und einem aus dem neuen Bildsignal (S′ÿ) erzeugten unscharfen Signals (U′ÿ) aufweist gemäß der folgenden Gleichung:

S*ÿ = Sÿ + K · (S′ÿ - U′ÿ)

wobei K ein Koeffizientensignal ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens, bei welchem das Koeffizientensignal K und das Differenzsignal (S′ÿ - Uÿ) jeweils durch ein Funktionssignal (K(Sÿ)) mit dem Originalbildsignal (Sÿ) als Variabler bzw. ein Funktionssignal (F(S′ÿ - Uÿ)) mit dem Differenzsignal (S′ÿ - Uÿ) als Variabler ersetzt werden und das schärfenangehobene Signal (S*ÿ) gemäß der folgenden Gleichung erzeugt wird:

S*ÿ = Sÿ + K(Sÿ) · F(S′ÿ - Uÿ).

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens, bei welchem das Koeffizientensignal K und das Differenzsignal (S′ÿ - U′ÿ) jeweils durch ein Funktionssignal (K(Sÿ)) mit dem Originalbildsignal (Sÿ) als Variabler bzw. ein Funktionssignal (F(S′ÿ - U′ÿ)) mit dem Differenzsignal (S′ÿ - U′ÿ) als Variabler ersetzt werden und das schärfenangehobene Signal (S*ÿ) gemäß nachstehender Gleichung erzeugt wird:

S*ÿ = Sÿ + K(Sÿ) · F(S′ÿ - U′ÿ).

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Vorrichtung zur Bearbeitung eines Bildsignals, welche eine Einrichtung (52) zur Bestimmung, ob die Konfiguration der Verteilung des Bildsignals (Sÿ) an einem interessierenden Punkt (i, j) nach oben konvex, nach unten konvex oder anders geartet ist, umfaßt, sowie eine Bildbetonungssignalerzeugungseinrichtung (62) zur Erzeugung eines Bildbetonungssignals (S _Gÿ), welches größer als das Bildsignal (Sÿ) an dem interessierenden Punkt (i, j) ist, oder eines Bildbetonungssignals (S _Lÿ), welches kleiner als das Bildsignal (Sÿ) an dem interessierenden Punkt (i, j) ist, und eine Auswahleinrichtung (46) für ein neues Signal zum Auswählen des Bildbetonungssignals (S _Gÿ), falls die Konfiguration nach oben konvex ist, des Bildbetonungssignals (S _Lÿ), wenn die Konfiguration nach unten konvex ist, und des Bildsignals (Sÿ), wenn die Konfiguration anders geartet ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung, bei welcher die Bildbetonungssignale (S _Gÿ), (S_Lÿ) maximale und minimale Signale (Smaxÿ), (Sminÿ) aus Bildsignalen in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) des Bildsignals (Sÿ) sind.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung, in welcher die Bildbetonungssignale (S _Gÿ), (S_Lÿ) aus Maximal- und Minimalsignalen (Smaxÿ), (Sminÿ) aus Bildsignalen in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) des Bildsignals (Sÿ) erzeugt werden und aus Konstanten t, t′ (0 < t < 1, 0 < t′ < 1) gemäß folgender Gleichungen:

S _Gÿ = (1 - t) · Sÿ + t · Smaxÿ
S _Lÿ = (1 - t′) · Sÿ + t′ · Sminÿ.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung, die weiterhin eine sekundäre Differenzeinrichtung (60) zur Erzeugung eines Laplace-Signals (∇²Sÿ) aus dem Bildsignal (Sÿ) umfaßt, wobei die Vergleichseinrichtung (52) eine Einrichtung zum Vergleichen des Laplace-Signals (∇²Sÿ) mit einem Schwellensignal (T) umfaßt, um zu bestimmen, ob die Konfiguration der Verteilung des Bildsignals (Sÿ) nach oben konvex, nach unten konvex oder anders geartet ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Vorrichtung zur Bearbeitung eines Bildsignals mit einer Vergleichseinrichtung (52) zur Bestimmung, ob die Konfiguration der Verteilung des Bildsignals (Sÿ) an einem interessierenden Punkt (i, j) nach oben konvex, nach unten konvex oder anders geartet ist, mit einer Bildbetonungssignalerzeugungseinrichtung (62) zur Erzeugung eines Bildbetonungssignals (S _Gÿ), welches größer ist als das Bildsignal (Sÿ) an dem interessierenden Punkt (i, j), oder eines Bildbetonungssignals (S _Lÿ), welches kleiner ist als das Bildsignal (Sÿ) an dem interessierenden Punkt (i, j), mit einer ein unscharfes Signal erzeugenden Einrichtung (40) zur Erzeugung eines unscharfen Signals (Uÿ) aus dem Bildsignal (Sÿ), und mit einer ein neues Signal auswählenden Einrichtung (46) zur Auswahl des Bildbetonungssignals (S _Gÿ), wenn die Konfiguration nach oben konvex ist, des Bildbetonungssignals (S _Lÿ), wenn die Konfiguration nach unten konvex ist und des Bildsignals (Sÿ) oder des unscharfen Signals (Uÿ), wenn die Konfiguration anders ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Vorrichtung, in welcher die Bildbetonungssignale (S _Gÿ), (S_Lÿ) Maximal- und Minimalsignale (Smaxÿ), (Sminÿ) aus Bildsignalen in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) des Bildsignals (Sÿ) sind.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Vorrichtung, in welcher die Bildbetonungssignale (S _Gÿ), (S_Lÿ) aus Maximal- und Minimalsignalen (Smaxÿ), (Sminÿ) aus Bildsignalen in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) des Bildsignals (Sÿ) erzeugt werden sowie aus Konstanten t, t′ (0 < t < 1, 0 < t′ < 1) gemäß folgender Gleichungen:

S _Gÿ = (1 - t) · Sÿ + t · Smaxÿ
S _Lÿ = (1 - t′) · Sÿ + t′ · Sminÿ.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung, welche weiterhin eine Subtrahiereinrichtung (42) zum Subtrahieren des unscharfen Signals (Uÿ) von dem Bildsignal (Sÿ) zur Erzeugung eines Differenzsignals (Sÿ - Uÿ) aufweist, wobei die Vergleichseinrichtung (52) eine Einrichtung zum Vergleichen des Differenzsignals (Sÿ - Uÿ) mit einem Schwellensignal (T) aufweist, um zu bestimmen, ob die Konfiguration der Verteilung des Bildsignals (Sÿ) nach oben konkav, nach unten konvex oder anders geartet ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung, welche weiterhin eine sekundäre Differenziereinrichtung (60) zur Erzeugung eines Laplace- Signals (∇²Sÿ) aus dem Bildsignal (Sÿ) aufweist, wobei die Vergleichseinrichtung (52) eine Einrichtung zum Vergleich des Laplace-Signals (∇²Sÿ) mit einem Schwellensignal (T) aufweist, um zu bestimmen, ob die Konfiguration der Verteilung des Bildsignals (Sÿ) nach oben konvex, nach unten konvex oder anders geartet ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung, in welcher die ein unscharfes Signal erzeugende Einrichtung (40) eine Einrichtung zur Erzeugung eines Durchschnittssignals (Uaveÿ) oder eines Median-Signals (Umedÿ) in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) aufweist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung, die weiterhin eine Subtrahiereinrichtung (54) aufweist sowie eine Multipliziereinrichtung (58) und eine Addiervorrichtung (56), zur Erzeugung eines schärfenbetonten Signals (S*ÿ) aus dem neuen Bildsignal (S′ÿ) und dem unscharfen Signal (Uÿ) gemäß folgender Gleichung:

S*ÿ = S′ÿ + K · (S′ÿ - Uÿ)

wobei K ein Koeffizientensignal ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung, die weiterhin eine ein unscharfes Signal erzeugende Einrichtung (80) zur Erzeugung eines unscharfen Signals (U′ÿ) aus dem neuen Bildsignal (S′ÿ) aufweist sowie eine Subtrahiereinrichtung (54), eine Multipliziereinrichtung (58) sowie eine Addiereinrichtung (56), um ein schärfenbetontes Signal (S*ÿ) aus dem neuen Bildsignal (S′ÿ) und dem unscharfen Signal (U′ÿ) gemäß folgender Gleichung zu erzeugen:

S*ÿ = S′ÿ + K · (S′ÿ - U′ÿ)

wobei K ein Koeffizientensignal ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung, in welcher das Koeffizientensignal K und das Differenzsignal (S′ÿ - Uÿ) jeweils durch ein Funktionssignal (K(S′ÿ)) mit dem Bildsignal (S′ÿ) als Variabler bzw. ein Funktionssignal (F(S′ÿ - Uÿ)) mit dem Differenzsignal (S′ÿ - Uÿ) als Variabler ersetzt werden und das schärfenbetonte Signal (S*ÿ) gemäß folgender Gleichung erzeugt wird:

S*ÿ = S′ÿ + K(S′ÿ) · F(S′ÿ - U′ÿ).

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung, bei welcher das Koeffizientensignal K und das Differenzsignal (S′ÿ - U′ÿ) jeweils durch ein Funktionssignal (K(S′ÿ)) mit dem Bildsignal (S′ÿ) als Variabler bzw. durch ein Funktionssignal (F(S′ÿ - U′ÿ)) mit dem Differenzsignal (S′ÿ - U′ÿ) als Variabler ersetzt werden und das schärfenbetonte Signal (S*ÿ) gemäß folgender Gleichung erzeugt wird:

S*ÿ = S′ÿ + K(S′ÿ) · F(S′ÿ - U′ÿ).

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Vorrichtung, in welcher ein schärfenbetontes Signal (S*ÿ) aus dem Originalbildsignal (Sÿ), dem neuen Bildsignal (S′ÿ) und dem unscharfen Signal (Uÿ) gemäß nachstehender Gleichung erzeugt wird:

S*ÿ = Sÿ + K · (S′ÿ - Uÿ)

wobei K ein Koeffizientensignal ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Vorrichtung, in welcher ein schärfenbetontes Signal (S*ÿ) aus dem Originalbildsignal (Sÿ), dem neuen Bildsignal, und einem unscharfen Signal (U′ÿ), welches aus dem neuen Bildsignal (S′ÿ) erzeugt wird, hergestellt wird gemäß nachstehender Gleichung:

S*ÿ = Sÿ + K · (S′ÿ - U′ÿ)

wobei K ein Koeffizientensignal ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Vorrichtung, in welcher das Koeffizientensignal K und das Differenzsignal (S′ÿ - Uÿ) jeweils durch ein Funktionssignal (K(Sÿ)) mit dem Originalbildsignal (Sÿ) als Variabler bzw. ein Funktionssignal (F(Si′ÿ - Uÿ)) mit dem Differenzsignal (S′ÿ - Uÿ) als einer Variablen ersetzt werden und das schärfenbetonte Signal (S*ÿ) gemäß folgender Gleichung erzeugt wird:

S*ÿ = Sÿ + K(Sÿ) · F(S′ÿ - Uÿ).

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Vorrichtung, in welcher das Koeffizientensignal K und das Differenzsignal (S′ÿ - U′ÿ) jeweils durch ein Funktionssignal (K(Sÿ)) mit dem Originalbildsignal (Sÿ) als Variabler bzw. ein Funktionssignal (F(S′ÿ - U′ÿ)) mit dem Differenzsignal (S′ÿ - U′ÿ) als Variabler ersetzt werden und das schärfenbetonte Signal (S*ÿ) gemäß nachstehender Gleichung erzeugt wird:

S*ÿ = Sÿ + K(Sÿ) · F(S′ÿ - U′ÿ).

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als erläuterndes Beispiel zusammen mit den Zeichnungen näher erläutert, woraus weitere Vorteile, Merkmale und Ziele der Erfindung hervorgehen. Es zeigten

Fig. 1 und 2(a) bis 2(d) Diagramme zur Erläuterung eines konventionellen Schärfenbetonungsverfahrens;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Bildsignalbearbeitungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Schärfenbetoners in dem in Fig. 3 dargestellten Bildsignalbearbeitungsgerät;

Fig. 5(a) bis 5(g) Diagramme zur Erläuterung des Betriebes des in Fig. 4 gezeigten Schärfenbetoners;

Fig. 6 ein Flußdiagramm des Betriebsablaufes des in Fig. 4 dargestellten Schärfenbetoners;

Fig. 7 bis 13 Blockschaltbilder von Schärfenbetonern gemäß weiterer Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14(a) bis 14(c) schematische Diagramme, welche Beispiele für Betonungsmaskendaten zeigen;

Fig. 15 bis 17 Blockschaltbilder von Schärfenbetonern gemäß weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;

Fig. 18(a) bis 18(h) Diagramme zur Erläuterung des Betriebes des in Fig. 17 dargestellten Schärfenbetoners; und

Fig. 19 bis 23 Blockschaltbilder von Schärfenbetonern gemäß weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, besteht ein Bildabtastlese- und -wiedergabesystem 10, bei welchem ein Bildsignalbearbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird, im wesentlichen aus einem Bildlesegerät 12, einem Bildsignalbearbeitungsgerät 14, und einem Bildreproduziergerät 16.

Die Bildlesevorrichtung 12 weist einen Zeilensensor 18 auf, der ein lineares Feld photoelektrischer Wandlerelemente, beispielsweise ein CCD (ladungsgekoppeltes Gerät) zum Wandeln eines Lichtsignals in ein elektrisches Signal aufweist. Der Zeilensensor 18 liest Bildinformation auf einem Original oder Gegenstand M, das bzw. der durch eine Lichtquelle 20 beleuchtet und in einer Hilfsabtastrichtung in normaler Richtung zu dem Blatt der Fig. 3 zugeführt wird, durch Nachweis von Licht, welches durch das Original M gelangt ist und durch eine Kondensorlinse 22 in einer Hauptabtastrichtung, die sich in Normalrichtung zu der Hilfsabtastrichtung erstreckt, konvergent gemacht wurde.

Die Bildsignalverarbeitungsvorrichtung 14 umfaßt einen A/D- Wandler 24 zum Wandeln eines analogen Signals von dem Zeilensensor 18 in ein digitales Signal, einen Gradationswandler 26 zum Wandeln der Gradation des digitalen Signals, einen Vergrößerungswandler 26 zum Umwandeln der Vergrößerung des digitalen Signals, und einen Schärfenbetoner 30 zu Bearbeitung eines digitalen Bildsignals Sÿ von dem Vergrößerungswandler 28 auf der Grundlage unscharfer Maskendaten D₁, Betonungsmaskendaten D₂, eines Schwellensignals T, sowie eines Koeffizientensignals K, und zur Erzeugung eines schärfenbetonten Signals S*ÿ.

Die unscharfen Maskendaten D₁ sind Daten, die der Art einer verschwommenen Maske entsprechen, die zur elektrischen Korrektur des Bildsignals Sÿ bezüglich der Schärfe verwendet wird. Wie nachstehend noch beschrieben wird, wird ein unscharfes Signal Uÿ an einem interessierenden Punkt (i, j) berechnet aus einem Bildsignal in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) in dem Bildsignal Sÿ. Die unscharfen Maskendaten D₁ dienen zum Festlegen des Bereiches nahe dem interessierenden Punkt (i, j). Die Betonungsmaskendaten D₂ werden bei der Erzeugung von Bildbetonungssignalen S _Gÿ, S_Lÿ verwendet (wie nachstehend beschrieben), und entsprechen der Anzahl von Bildpunkten (Pixeln) nahe dem interessierenden Punkt (i, j) in dem Bildsignal Sÿ.

Die Bildwiedergabevorrichtung 16 umfaßt einen Halbton-Punktbildsignalgenerator 32 zum Wandeln des schärfenbetonten Signals S*ÿ von dem Schärfenbetoner 30 in ein binäres Signal einer bestimmten Halbton-Punktgröße auf der Grundlage eines Halbton-Punktsignals, und einen Laserscanner 34 zum Ein- und Ausschalten eines Laserstrahls L auf der Grundlage des binären Signals und zum Ablenken des ein- bzw. ausgeschalteten Laserstrahls L mit einem lichtablenkenden Element (nicht dargestellt) zur Ausbildung eines Halbton-Punktbildes auf einem Film F. Der Film F wird in einer Hilfsabtastrichtung, die durch den Pfeil angedeutet ist, zugeführt und zur selben Zeit durch den Laserstrahl L in einer Hauptabtastrichtung abgetastet, die in Normalrichtung zu der Hilfsabtastrichtung verläuft, so daß Bildinformation zweidimensional auf dem Film F reproduziert wird.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, weist der Schärfenbetoner 30 in dem Bildsignalverarbeitungsgerät 14 einen Neubildsignalgenerator 36 zur Erzeugung eines neuen Bildsignals S′ÿ sowie einen Schärfenbetonungssignalgenerator 38 auf. Ein durch den Vergrößerungswandler 28 (Fig. 3) erzeugtes Bildsignal Sÿ wird an einen Signalgenerator 40 für ein unscharfes Signal angelegt, der als Erzeugungseinrichtung für ein unscharfes Signal dient, an einen Differenzsignalgenerator 42, der als Subtrahiereinrichtung dient, einen Minimum/Maximum-Signalgenerator 44, der als Bildbetonungssignalerzeugungseinrichtung dient, und einen dritten Kontakt 47 c eines Neubildsignalselektors 46, der als Neubildsignalauswahleinrichtung dient. Der Signalgenerator 40 für das unscharfe Signal erzeugt ein unscharfes Signal Uÿ auf der Grundlage der unscharfen Maskendaten D₁, und legt das unscharfe Signal Uÿ an den Differenzsignalgenerator 42 an sowie an einen Subtrahierer 54, der als Subtrahiereinrichtung in dem Schärfenbetonungssignalgenerator 38 dient.

Der Differenzsignalgenerator 42 ist im wesentlichen ein Subtrahierer. Ein erstes Differenzsignal Sÿ - Uÿ, welches ein Ausgangssignal von dem Differenzsignalgenerator 42 ist, wird an einen Vergleichseingangsanschluß I eines Komparators 52 angelegt, der als Vergleichseinrichtung dient. Der Komparator 52 weist einen Referenzeingangsanschluß R auf, an den ein Schwellensignal T angelegt wird. Der Komparator 52 vergleicht das Differenzsignal Sÿ - Uÿ mit dem Schwellensignal T und steuert den Neubildsignalselektor 46 abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs, so daß ein gemeinsamer Anschluß 47 d mit dem ersten, zweiten oder dritten Kontakt 47 a, 47 b bzw. 47 c verbunden wird.

Der Minimal/Maximal-Signalgenerator 44 erzeugt ein Maximumsignal Smaxÿ (welches einen Maximalwert aufweist) und ein Minimumsignal Sminÿ (welches einen Minimalwert aufweist) aus Bildsignalen in dem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j), welcher durch die Betonungsmaskendaten D₂ bestimmt wird. Diese Maximum- und Minimumsignale Smaxÿ, Sminÿ werden an den ersten und zweiten Kontakt 47 a, 47 b des Neubildgenerators 46 angelegt.

Der Neubildsignalselektor 46 weist im wesentlichen einen Multiplexer auf und legt entweder das Maximumsignal Smaxÿ, das Minimumsignal Sminÿ, oder das Originalbildsignal Sÿ, abhängig von dem Ausgangssignal von dem Komparator 52, als ein Neubildsignal S′ÿ an den Subtrahierer 54 an und an einen Anschluß eines Addierers 56, der als Addiereinrichtung in dem Schärfenbetonungssignalgenerator 38 dient. Ein zweites Differenzsignal S′ÿ - Uÿ, welches ein Ausgangssignal von dem Subtrahierer 54 ist, wird mit einem Koeffizientensignal K durch einen Multiplizierer 58 multipliziert, der als Multipliziereinrichtung in dem Schärfenbetonungssignalgenerator 38 dient. Ein Ausgangssignal von dem Multiplizierer 58, welcher das Produkt K(S′ÿ - Uÿ) angibt, wird dann an den anderen Eingangsanschluß des Addierers 56 angelegt. Der Addierer 56 erzeugt ein schärfenbetontes Signal S*ÿ.

Das Bildabtastlese- und -wiedergabesystem, bei welchem das Bildsignalbearbeitungsverfahren eingesetzt wird, ist im wesentlichen so aufgebaut, wie es voranstehend beschrieben wurde. Der Betriebsablauf und die Vorteile des Systems werden nachstehend erläutert.

Bildinformation, die von dem Original M stammt, welches durch Licht von der Lichtquelle 20 beleuchtet wurde, wird durch Licht getragen, welches durch das Original M gelangt ist und photoelektrisch durch den Zeilensensor 18 gelesen wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das Original M in der Hilfsabtastrichtung durch einen Zuführmechanismus (nicht dargestellt) zugeführt und wird ebenfalls durch den Zeilenabtaster 18 in der Hauptabtastrichtung abgetastet, die durch den Pfeil angedeutet ist, so daß die Bildinformation auf der gesamten Oberfläche des Originals M ausgelesen wird.

Dann wird die Bildinformation, die durch den Zeilensensor 18 photoelektrisch gewandelt wurde, durch den A/D-Wandler 24 in ein digitales Bildsignal gewandelt, welches an den Gradationswandler 26 angelegt wird. In dem Gradationswandler 26 wird die Gradation des digitalen Bildsignals gewandelt, auf der Grundlage von Auslesezuständen des Bildlesegerätes 12 und von Plattenherstellungszuständen auf dem Bildwiedergabegerät 16. Dann wird das bezüglich der Gradation gewandelte Bildsignal in der Vergrößerung umgewandelt, also in seiner Größe vergrößert oder verkleinert, und zwar durch den Vergrößerungswandler 28 auf der Grundlage der Plattenherstellungsbedingungen. Das auf diese Weise in der Gradation und Vergrößerung gewandelte Bildsignal Sÿ wird in den Schärfenbetoner 30 eingeführt. Das Bildsignal Sÿ ist, wie voranstehend beschrieben wurde, ein digitales Signal. Allerdings wird zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung ein Schärfenbetonungsverfahren, welches auf ein analoges Signal ausgeübt wird, das im wesentlichen äquivalent dem digitalen Bildsignal ist, wobei das Verfahren durch den Schärfenbetoner 30 ausgeführt wird, nachstehend beschrieben.

Es wird in der erläuterten Ausführungsform angenommen, daß ein Bildsignal Sÿ ein analoges Signal ist, welches eine Rauschkomponente S _N und eine Signalkomponente S _O umfaßt, wie in Fig. 5(a) gezeigt ist. Dieses Bildsignal Sÿ ist im wesentlichen dasselbe wie das in Fig. 2(a) gezeigte Signal. Das Bildsignal Sÿ weist einen charakteristischen Abschnitt in seiner positiv verlaufenden Flanke auf. Im einzelnen ist in einem Bereich, in welchem die Signalkomponente S _O anzusteigen beginnt, die Ableitung einer Tangentiallinie des Bildsignals Sÿ allmählich vergrößert, also die Kurve des Bildsignals Sÿ ist nach unten konvex. In einem Bereich, in welchem das Signal S _O aufhört anzusteigen, ist die Ableitung einer Tangentiallinie des Bildsignals Sÿ allmählich verringert, also ist die Kurve des Bildsignals Sÿ nach oben konvex. Der zentrale Bereich der ansteigenden Kurve der Signalkomponente S _O weist einen Wendepunkt auf, in welchem die Kurve des Bildsignals Sÿ weder nach unten konvex noch nach oben konvex ist.

Der Schärfenbetoner 30 erzeugt ein neues Bildsignal S′ÿ und ein schärfenbetontes Signal S*ÿ gemäß einem in Fig. 6 dargestellten Flußdiagramm. Das Flußdiagramm von Fig. 6 wird nachstehend beschrieben.

Das Bildsignal Sÿ wird an den Minimum/Maximum-Signalgenerator 44 angelegt, an den Generator 40 für ein unscharfes Signal, an den Differenzsignalgenerator 42 und an den dritten Kontakt 47 c des Neubildsignalselektors 46, in einem Schritt 1.

Der Minimum/Maximum-Signalgenerator 44 erzeugt Maximum-Pixeldaten (die den Maximumsignaldaten Smaxÿ entsprechen) und Minimum-Pixeldaten (die den Minimumsignaldaten Sminÿ entsprechen) aus den Betonungsmaskendaten D₂, also beispielsweise 3 × 3 Pixeldaten nahe dem Pixel an einem interessierenden Punkt (i, j) in dem Bildsignal Sÿ, und liefert die Maximum- und Minimum-Pixeldaten an den ersten und zweiten Kontakt 47 a bzw. 47 b des Neubildsignalselektors 46 in einem Schritt 2. Die Betonungsmaskendaten D₂ sind nicht begrenzt auf 3 × 3 Pixeldaten, sondern können die Größe von 5 × 5 Pixeln, 3 × 5 Pixeln, oder dergleichen annehmen.

Der Signalgenerator 40 für ein unscharfes Signal erzeugt ein unscharfes Signal Uÿ (vergleiche Fig. 5(b)) als ein lokales Durchschnittssignal auf der Grundlage des Durchschnitts der unscharfen Maskendaten D₁, also beispielsweise 11 × 11 Pixeldaten, um die Pixeldaten an dem interessierenden Punkt (i, j) in dem Bildsignal Sÿ herum, und das unscharfe Signal Uÿ wird an den Differenzsignalgenerator 42 in einem Schritt 3 angelegt. Die Datengröße der unscharfen Maskendaten D₁ ist nicht begrenzt auf 11 × 11 Pixel, sondern kann 9 × 9 Pixel, 13 × 13 Pixel, 9 × 15 Pixel, oder dergleichen betragen.

Nachdem ein Differenzsignal Sÿ - Uÿ (vergleiche Fig. 5(c)) durch den Differenzsignalgenerator 42 erzeugt wurde, wird das Differenzsignal Sÿ - Uÿ an den Vergleichseingangsanschluß I des Komparators 52 in einem Schritt 4 angelegt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Referenzeingangsanschluß R des Komparators 52 mit einem Schwellensignal T versorgt (angedeutet durch die strichpunktierte Linie in Fig. 5(d)), welches Null oder eine positive Konstante angibt, die beispielsweise durch die Bedienungsperson über ein (nicht dargestelltes) Bedienungspult eingegeben wurde. Der Komparator 52 vergleicht das Differenzsignal Sÿ - Uÿ und das Schwellensignal T gemäß den folgenden Ungleichungen (2) bis (4) in Schritten 5 und 6:

Sÿ - Uÿ < T → nach oben konvex (2)

Sÿ - Uÿ < T → nach unten konvex (3)

- T ≦ Sÿ - Uÿ ≦ T → sonst (4)

Wie in Fig. 5(d) gezeigt ist, ist die Ungleichung (2) in einem Bereich II erfüllt, die Ungleichung (3) in einem Bereich III, und die Ungleichung (4) in Bereichen IV. Abhängig von den Bereichen II, III und IV legt der Ausgangsanschluß OUT des Komparators 52 beispielsweise ein Zwei-Bit-binäres Signal an ein Betätigungsglied (nicht dargestellt) für den gemeinsamen Kontakt 47 d des Neubildsignalselektors 46 an.

Der gemeinsame Kontakt 47 d ist mit dem Kontakt 47 a, 47 b, 47 c entsprechend dem binären Signal verbunden, welches angelegt wird, abhängig von den Bereichen II, III und IV. Daher kann das Betätigungsglied für den gemeinsamen Kontakt 47 d so angeordnet sein, daß ein neues Bildsignal S′ÿ durch den Neubildsignalselektor 46 entsprechend den folgenden Gleichungen (5) bis (7) in den Schritten 7 a, 7 b und 7 c erzeugt wird:

Sÿ - Uÿ < T → S′ÿ = Smaxÿ (5)

Sÿ - Uÿ < - T → S′ÿ = Sminÿ (6)

- T ≦ Sÿ - Uÿ ≦ T → S′ÿ = Sÿ (7)

In dem in Fig. 5(d) gezeigten Bereich II wird daher das Maximumsignal Smaxÿ als das neue Bildsignal S′ÿ von dem Neubildsignalselektor 46 an den Schärfenbetonungssignalgenerator 38 ausgegeben. In dem Bereich III wird das Minimumsignal Sminÿ als das neue Bildsignal S′ÿ von dem Neubildsignalselektor 46 an den Schärfenbetonungssignalgenerator 38 angelegt. In den Bereichen IV wird das Originalbildsignal Sÿ als das neue Bildsignal S′ÿ von dem Neubildsignalselektor 46 an den Schärfenbetonungssignalgenerator 38 angelegt.

Wie in Fig. 5(e) gezeigt ist, enthält das neue Bildsignal S′ÿ die ursprüngliche Rauschkomponente S _N des Bildsignals Sÿ, wobei die positiv verlaufende Flanke der Signalkomponente S _O steiler gemacht wurde als sie in dem Bildsignal Sÿ verlief. Dies bedeutet, daß die Rauschkomponente S _N nicht betont wird, sondern daß die positiv verlaufende Flanke, welche den charakteristischen Abschnitt der Signalkomponente S _O darstellt, betont wird.

Dann wird in einem Schritt 8 durch den Subtrahierer 54 ein zweites Differenzsignal S′ÿ - Uÿ erzeugt, welches die Differenz zwischen dem neuen Bildsignal S′ÿ und dem unscharfen Signal Uÿ anzeigt. In dem Multiplizierer 58 wird das zweite Differenzsignal S′ÿ - Uÿ mit einem Koeffizienten K multipliziert, der den durch die Bedienungsperson festgelegten Grad angibt, mit welchem das Bildsignal in seiner Schärfe betont werden soll, in einem Schritt 9.

Dann führt der Addierer 56 eine Addition durch, die durch die nachstehende Gleichung (8) gegeben ist, und erzeugt in einem Schritt 10 ein schärfenbetontes Signal S*ÿ (vergleiche Fig. 5(f)).

S*ÿ = S′ÿ + K · (S′ÿ - Uÿ) (8)

Daher ist das schärfenbetonte Signal S*ÿ ein Signal, welches gemäß der Gleichung (9) behandelt wird, wenn die Bedingung Sÿ - Uÿ < T erfüllt ist, dagegen ein Signal, welches gemäß der Gleichung (10) verarbeitet wird, wenn die Bedingung Sÿ - Uÿ < - T erfüllt ist, und ein Signal, welches gemäß der Gleichung (11) verarbeitet wird, wenn die Bedingung - T ≦ Sÿ - Uÿ ≦ T erfüllt ist.

Sÿ - Uÿ < T → S*ÿ = Smaxÿ + K · (Smaxÿ - Uÿ) (9)

Sÿ - Uÿ < - T → S* = Sminÿ + K · (Sminÿ - Uÿ) (10)

- T ≦ Sÿ - Uÿ ≦ T → S*ÿ = Sÿ + K · (Sÿ - Uÿ) (11)

Das derart erzeugte schärfenbetonte Signal S*ÿ ist ein Signal, welches - wie in Fig. 5(f) gezeigt ist - erzeugt wird, wenn das neue Bildsignal S′ÿ in der Schärfe angehoben oder betont wird. Wird das neue Bildsignal S′ _ÿ in der Schärfe betont, so werden sowohl die Signalkomponente S _O als auch die Rauschkomponente S _N betont. Allerdings verläuft, wie voranstehend beschrieben wurde, die positiv verlaufende Flanke der Signalkomponente S _O steiler als die positiv verlaufende Flanke des Bildsignals, welches in der Schärfe nach dem konventionellen Verfahren betont wird, wie es in Fig. 2(d) gezeigt ist, und die Rauschkomponente S _N bleibt so wie die des Bildsignals, welches auf konventionelle Weise in der Schärfe betont wird. Daher wird der Schärfegrad, also das Signal/Rausch-Verhältnis S/N des schärfebetonten Signals S*ÿ verbessert.

Fig. 7 zeigt einen Schärfenbetoner gemäß einer weiteren Ausführungsform. Der Schärfenbetoner weist einen modifizierten Neubildsignalgenerator 36 a auf, in welchem der dritte Kontakt 47 c des Neubildsignalselektors 46 mit dem unscharfen Signal Uÿ versorgt werden kann, statt mit dem Bildsignal Sÿ. Gemäß der in Fig. 7 gezeigten Änderung wird die Signalverarbeitung in dem Schritt 7(c) von Fig. 6 wie folgt gesteuert:

- T ≦ Sÿ - Uÿ ≦ T - Si′ÿ = Uÿ

Das schärfenbetonte Signal S*ÿ, welches durch die in Fig. 7 gezeigte Anordnung erzeugt wurde, weist eine in Fig. 5(g) gezeigte Signalform auf. Wie aus Fig. 5(g) hervorgeht, ist die Rauschkomponente S _N des Bildsignals Sÿ nicht in der Schärfe beeinflußt, und nur die Signalkomponente S _O ist in der Schärfe betont. Daher wird das Signal/Rausch-Verhältnis S/N in höherem Maße verbessert.

Das von dem Schärfenbetoner 30 erzeugte schärfenbetonte Signal S*ÿ wird dann an den Halbton-Punktbildsignalgenerator 32 (Fig. 3) angelegt, der ein binäres Signal, welches impulsbreitenmoduliert ist, in Abhängigkeit von dem schärfenbetonten Signal S*ÿ, an den Laserscanner 34 anlegt. Der Laserscanner 34 legt einen binären Laserstrahl L, der in der Hauptabtastrichtung abgelenkt wird, an den Film F an. Da der Film F gleichzeitig in der Hilfsabtastrichtung zugeführt wird, wird Halbton-Punktbildinformation über der gesamten Oberfläche des Films F entsprechend den Ausgangsbedingungen reproduziert. Das Halbton-Punktbild auf dem Film F wird dann in ein sichtbares Bild durch eine Entwicklungsvorrichtung (nicht dargestellt) entwickelt.

Bei dem Bildsignalverarbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es sich aus den Gleichungen (5) bis (7) und den Fig. 5(a), 5(d) und 5(e) ergibt, wird das Maximumsignal Smaxÿ in dem Bereich (also dem Bereich II: nach oben konvex) ausgewählt, in welchem der Gradient der Tangentiallinie des Bildsignals Sÿ abnimmt, und das Minimumsignal Sminÿ wird in dem Bereich (also dem Bereich III: nach unten konkex) ausgewählt, in welchem der Gradient der Tangentiallinie des Bildsignals Sÿ ansteigt.

Bei einer weiteren Ausführungsform, die in Fig. 8 dargestellt ist, weist ein abgeänderter Neusignalgenerator 36 b eine sekundäre Differenziereinrichtung 60 auf, die zwischen den Komparator 52 und den Vergrößerungswandler 28 geschaltet ist. Ein Laplace-Ausgangssignal ∇²Sÿ von der zweiten Differenziereinrichtung 60 wird an den Vergleichseingangsanschluß I des Komparators 52 angelegt. Ein derartiger Neubildsignalgenerator 36 b kann ein Neubildsignal S′ÿ gemäß den folgenden Gleichungen erzeugen:

∇²Sÿ < - T → S′ÿ = Smaxÿ (12)

∇²Sÿ < T → S′ÿ = Sminÿ (13)

- T ≦ ∇²Sÿ ≦ T → S′ÿ = Sÿ (14)

Bei dem Neubildsignalgenerator 36 b kann der dritte Kontakt 47 c des Neubildsignalselektors 46 mit dem unscharfen Signal Uÿ anstelle des Bildsignals Sÿ versorgt werden, so daß das Ergebnis S′ÿ = Uÿ durch die voranstehende Gleichung (14) erhalten wird.

Die Fig. 9 bis 11 zeigen Neubildsignalgeneratoren 36 c, 36 c′ bzw. 36 d gemäß weiterer Ausführungsformen. Bei den Neubildsignalgeneratoren 36 c, 36 c′ und 36 d werden die Minimum/Maximum- Signalgeneratoren 44, die in den Fig. 4, 7 und 8 gezeigt sind, jeweils durch einen Bildbetonungssignalgenerator 62 ersetzt, der als Bildbetonungssignalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Bildbetonungssignalen S _Gÿ, S_Lÿ dient. Anstelle der Verwendung der Maximum- und Minimumsignale Smaxÿ, Sminÿ als Bildbetonungssignale S _Gÿ, S_Lÿ können Konstanten t (0 < t < 1), t′ (0 < t′ < 1) eingeführt werden, und die Bildbetonungssignale S _Gÿ, S_Lÿ können Signale sein, die internen Unterteilungspunkten in bezug auf die Maximum- und Minimumsignale Smaxÿ, Sminÿ und das Originalbildsignal Sÿ entsprechen, gemäß der Definition durch die folgenden Gleichungen:

S _Gÿ = (1 - t) · Sÿ + t · Smaxÿ (15)

S _Lÿ = (1 - t′) · Sÿ + t′ · Sminÿ (16)

Die Gleichungen zur Auswahl des Bildbetonungssignals S _Gÿ oder S _Lÿ können die nachstehenden Gleichungen (17) bis (19) sein, die den Gleichungen (5) bis (7) entsprechen, oder die folgenden Gleichungen (20) bis (22), die den Gleichungen (12) bis (14) entsprechen:

Sÿ - Uÿ < T → S′ÿ = S _Gÿ (17)

Sÿ - Uÿ < - T → S′ÿ = S _Lÿ (18)

- T ≦ Sÿ - Uÿ ≦ T → S′ÿ = Sÿ (19)

∇²Sÿ < - T → S′ÿ = S _Gÿ (20)

∇²Sÿ < T → S′ÿ = S _Lÿ (21)

- T ≦ ∇²Sÿ ≦ T → S′ÿ = Sÿ (22)

Daher läßt sich der Grad, mit welchem das reproduzierte Bild in der Schärfe betont werden soll, frei durch Auswahl der internen Unterteilungspunkte t,t′ auswählen. Die Anordnungen können so abgeändert werden, daß die Ergebnisse der Gleichungen (19) und (22) gegeben sind durch S′ÿ = Uÿ.

Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können durch die nachstehenden Gleichungen (23) und (24) ausgedrückte Begrenzungen den Bildbetonungssignalen S _Gÿ, S_Lÿ zuaddiert werden, die wie voranstehend beschrieben erzeugt wurden, so daß eine größere Rauschkomponente unterdrückt werden kann. Die Verwendung einer bestimmten positiven Konstanten Δ S führt zu einer Einrichtung der oberen Grenze für das Bildbetonungssignal S _Gÿ wie nachstehend angegeben:

S _Gÿ ≦ Sÿ + Δ S (23)

und die Untergrenze des Bildbetonungssignals S _Lÿ wird wie nachstehend beschrieben eingerichtet:

S _Lÿ ≧ Sÿ - Δ S (24)

Gemäß weiterer Ausführungsformen, wie sie in den Fig. 12 und 13 dargestellt sind, weisen Neubildsignalgeneratoren 36 e, 36 f einen Median-Signalgenerator 64 zur Erzeugung eines Mediansignals Smedÿ (welches einen Zentralwert aufweist) aus den Betonungsmaskendaten D₂ auf, wobei der Generator zwischen den Vergrößerungswandler 28 und den Neubildsignalselektor 46 geschaltet ist. Das Mediansignal Smedÿ kann als das neue Signal S′ÿ verwendet werden, wenn die Ungleichung -T ≦ Sÿ - Uÿ ≦ T oder T ≦ ∇²Sÿ ≦ T erfüllt ist (vergleiche die nachstehende Gleichung (25)).

- T ≦ Sÿ - Uÿ ≦ T oder

- T ≦ ∇²Sÿ ≦ T → S′ÿ = Smedÿ (25)

Die Betonungsmaskendaten D₂ sind nicht, wie voranstehend beschrieben, auf rechteckige Pixeldaten beschränkt, sondern können fünf Pixeldaten D₂a in kreuzweiser Form sein, wie es schraffiert in Fig. 14(a) gezeigt ist, eine ausgewählte Anzahl von Pixeldaten D₂b, die in etwa kreisförmiger Anordnung angeordnet sind, wie schraffiert in Fig. 14(b) gezeigt ist, oder können eine ausgewählte Anzahl verteilter Pixeldaten D₂c sein, die durch Wegnahme bestimmter Pixeldaten erzeugt werden, wie es schraffiert in Fig. 14(c) gezeigt ist. Die unscharfen Maskendaten D₁ können in kreuzweiser Anordnung oder irgendeiner verschiedener Konfigurationen angeordnet sein anstelle einer quadratischen Anordnung.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann das unscharfe Signal Uÿ, welches durch den unscharfen Signalgenerator 40 erzeugt wird, nicht das lokale Durchschnittssignal sein, welches auf der Grundlage der unscharfen Maskendaten D₁ erzeugt wird, sondern kann das Mediansignal Umedÿ in den unscharfen Maskendaten D₁ sein. Das lokale Durchschnittssignal wird als ein lokales Durchschnittssignal Uaveÿ bezeichnet, wenn es von dem Mediansignal Umedÿ unterschieden werden soll.

Bei den voranstehenden Ausführungsformen kann die Bedienungsperson unterschiedliche Schärfenbetonungsvorgänge bewirken, wenn Bildinformation reproduziert wird, und kann ein optimales Schärfenbetonungsverfahren auswählen, wenn derartige Bildinformation reproduziert wird.

Fig. 15 zeigt einen Schärfenbetoner gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 15 weist der Schärfenbetoner einen Signalgenerator 38 a für ein schärfenbetontes Signal auf. Ein Funktionsgenerator 70 ist an den Signalgenerator 38 a für das schärfenbetonte Signal angeschlossen und umfaßt einen weiteren Funktionsgenerator 72. Der Funktionsgenerator 70 erzeugt ein Funktionssignal K = K(S′ÿ) mit dem neuen Bildsignal S′ÿ als Variabler. Der Funtionsgenerator 72 erzeugt ein Funktionssignal F(S′ÿ - Uÿ) mit dem zweiten Differenzsignal S′ÿ - Uÿ als Variabler. Das durch den Signalgenerator 38 a erzeugte schärfenbetonte Signal S*ÿ ist gegeben durch:

S*ÿ = S′ÿ + K(S′ÿ) · F(S′ÿ - Uÿ) (26)

Fig. 16 erläutert einen Schärfenbetoner gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der ähnlich ist wie der in Fig. 15 gezeigte Schärfenbetoner. In Fig. 16 weist der Schärfenbetoner einen Neubildsignalgenerator 36′ auf, der das Originalbildsignal Sÿ anstelle des Neubildsignals S′ÿ an den Funktionsgenerator 70 und den Addierer 56 in einem Signalgenerator 36 b für ein schärfenbetontes Signal anlegt. Das schärfenbetonte Signal S*ÿ, welches durch den Signalgenerator 36 b für das schärfenbetonte Signal erzeugt wird, ist wie nachstehend angegeben definiert:

S*ÿ = Sÿ + K(Sÿ) · F(S′ÿ - Uÿ) (27)

Bei den durch die Gleichungen (26) und (27) repräsentierten Ausführungsformen kann die Bedienungsperson ebenfalls verschiedene Schärfenbetonungsvorgänge bewirken bei der Reproduktion von Bildinformation, und kann ein optimales Schärfenbetonungsverfahren auswählen, wenn derartige Bildinformation reproduziert wird.

Fig. 17 zeigt einen Schärfenbetoner gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Fig. 18 zeigt die Signalformen erzeugter Signale in dem Schärfenbetoner von Fig. 17. Der in Fig. 17 dargestellte Schärfenbetoner unterscheidet sich von dem in Fig. 4 gezeigten Schärfenbetoner 30 dadurch, daß ein unscharfer Signalgenerator 80 zur Erzeugung eines unscharfen Signals U′ÿ, welches an den Subtrahierer 54 angelegt werden soll, hinzugefügt ist. Der Neusignalgenerator ist bei 36′ angegeben. Die in den Fig. 18(a) bis 18(e) dargestellten Signalformen sind dieselben Signalformen wie die, die in den Fig. 5(a) bis 5(e) gezeigt sind.

In dem neuen unscharfen Signalgenerator 80 wird ein zweites unscharfes Signal U′ÿ (vergleiche Fig. 18(f)) erzeugt auf der Grundlage neuer unscharfer Maskendaten D₃, beispielsweise dem Durchschnittswert von 21 × 21 Pixeldaten nahe dem interessierenden Punkt (i, j) in dem neuen Bildsignal S′ÿ.

Dann wird durch den Subtrahierer 54 ein zweites Differenzsignal S′ÿ - U′ÿ (Fig. 18(g)) erzeugt, welches die Differenz zwischen dem neuen Bildsignal S′ÿ und dem zweiten unscharfen Signal U′ÿ angibt. In dem Multiplizierer 58 wird das zweite Differenzsignal S′ÿ - U′ÿ multipliziert mit einem Koeffizienten K, der den durch die Bedienungsperson festgelegten Grad angibt, mit welchem das Bildsignal in seiner Schärfe betont werden soll.

Dann führt der Addierer 56 eine durch die nachstehende Gleichung (28) angegebene Addition durch und erzeugt ein schärfenbetontes Signal S*ÿ (vergleiche Fig. 18(h)):

S*ÿ = S′ÿ + K · (S′ÿ - U′ÿ) (28)

Daher ist das schärfenbetonte Signal S*ÿ ein Signal, welches gemäß der Gleichung (29) bearbeitet wird, wenn die Bedingung Sÿ - Uÿ < T erfüllt ist, ist ein gemäß der Gleichung (30) behandeltes Signal, wenn die Bedingung Sÿ - Uÿ < - T erfüllt ist, und ist ein gemäß der Gleichung (31) behandeltes Signal, wenn die Bedingung - T ≦ Sÿ - Uÿ ≦ T erfüllt ist.

Sÿ - Uÿ < T → S*ÿ = Smaxÿ + K · (Smaxÿ - U′ÿ) (29)

Sÿ - Uÿ < - T → S* = Sminÿ + K · (Sminÿ - U′ÿ) (30)

- T ≦ Sÿ - Uÿ ≦ T → S*ÿ = Sÿ + K · (Sÿ - U′ÿ) (31)

Das auf diese Weise erzeugte schärfenbetonte Signal S*ÿ enthält die Rauschkomponente S _N, die dieselbe bleibt wie die konventionell betonte Rauschkomponente. Da jedoch der charakteristische Abschnitt der Signalkomponente S _O mit einem höheren Grad schärfenbetont wird, wird der Schärfegrad, also das Signal/Rausch-Verhältnis S/N des schärfenbetonten Signals S*ÿ, verbessert.

Fig. 19 zeigt einen Schärfenbetoner gemäß einer weiteren Ausführungsform, der ebenfalls den unscharfen Signalgenerator 80 aufweist und ähnlich aufgebaut ist wie der in Fig. 15 dargestellte Schärfenbetoner. In Fig. 19 ist ein Funktionsgenerator 70 an den Signalgenerator 38 a für das schärfenbetonte Signal angeschlossen, welcher einen weiteren Funktionsgenerator 72 aufweist. Der Funktionsgenerator 70 erzeugt ein Funktionssignal K = K(S′ÿ) mit dem neuen Bildsignal S′ÿ als Variabler. Der Funktionsgenerator 72 erzeugt ein Funktionssignal F(S′ÿ - U′ÿ) mit dem zweiten Differenzsignal S′ÿ - U′ÿ als Variabler. Das durch den Signalgenerator 38 a erzeugte schärfenbetonte Signal S*ÿ ist gegeben durch:

S*ÿ = S′ÿ + K(S′ÿ) · F(S′ÿ - U′ÿ) (32)

Fig. 20 erläutert einen Schärfenbetoner gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der ähnlich dem in Fig. 19 gezeigten Schärfenbetoner ist. In Fig. 20 liegt der Neubildsignalgenerator 36′ anstelle des Neubildsignals S′ÿ das Originalbildsignal Sÿ an den Funktionsgenerator 70 und den Addierer 56 an. Das durch den Signalgenerator 36 b für das schärfenbetonte Signal erzeugte schärfenbetonte Signal S*ÿ ist gegeben durch:

S*ÿ = Sÿ + K(Sÿ) · F(S′ÿ - U′ÿ) (33)

Bei den durch die Gleichungen (28) bis (33) repräsentierten Ausführungsformen kann die Bedienungsperson verschiedene Schärfenbetonungsvorgänge beim Reproduzieren von Bildinformation bewirken und kann ein optimales Schärfenbetonungsverfahren auswählen, wenn eine derartige Bildinformation reproduziert wird.

Die Fig. 21 bis 23 zeigen Schärfenbetoner gemäß weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Bei jeder dieser Ausführungsformen weist der Schärfenbetoner einen Neubildsignalgenerator 36 g auf, in welchem der unscharfe Signalgenerator 40 und der Differenzsignalgenerator 42, die in den Fig. 17, 19 und 20 gezeigt sind, ersetzt sind durch eine sekundäre Differenziereinrichtung 60, und der Minimum/Maximum- Signalgenerator 44 ist durch einen Bildbetonungssignalgenerator 62 ersetzt, der einen derartigen Minimum/Maximum-Signalgenerator aufweist. Die in den Fig. 21 bis 23 gezeigten Schärfenbetoner können ein Schärfenbetonungsverfahren ausführen, welches durch die folgenden Gleichungen gegeben ist:

S*ÿ = S′ÿ + K · (S′ÿ - U′ÿ) (34)

S*ÿ = S′ÿ + K(S′ÿ) · F(S′ÿ - U′ÿ) (35)

S*ÿ = Sÿ + K(Sÿ) · F(S′ÿ - U′ÿ) (36)

Wie voranstehend beschrieben wurde, wird mit der vorliegenden Erfindung ein Bildsignal korrigiert abhängig von dem Anstieg oder der Abnahme der Ableitung einer Tangentiallinie der Signalform eines Bildsignals, bevor es in der Schärfe betont wird, an einem Signalpegelpunkt, der höher oder niedriger ist als ein vorbestimmtes Niveau oder ein vorbestimmter Pegel. Daher wird irgendeine Rauschkomponente des Bildsignals nicht betont, sondern es wird nur der charakteristische Abschnitt der Signalkomponente des Bildsignals in der Schärfe betont. Dies führt dazu, daß das durch das Bildsignal repräsentierte Profil des Bildes betont wird, und das reproduzierte Bild eine hohe Qualität aufweist. Es können verschiedene Schärfenbetonungsmoden ausgewählt werden, und die Schärfe reproduzierter Bilder kann betont werden abhängig von den Eigenschaften des Originals, aus welchem das Bildsignal produziert wird, oder abhängig von der Vorliebe der Bedienungsperson.

Zwar wurden bestimmte bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben, es wird jedoch darauf hingewiesen, daß hierbei zahlreiche Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der sich aus den gesamten Anmeldeunterlagen ergebenden Erfindung abzuweichen.

Fig. 3:
26 Gradationswandler
28 Vergrößerungswandler
30 Schärfenbetoner
32 Halbtonpunktbild-Signalgenerator
34 Laserscanner

Fig. 4:
36 Neubildsignalgenerator
38 Signalgenerator für schärfenbetontes Signal
40 Signalgenerator für unscharfes Signal
42 Differenzsignalgenerator
44 Minimum/Maximum-Signalgenerator
52 Komparator
54 Subtrahierer
56 Addierer
58 Multiplizierer

Fig. 5:
(a) nach unten konvex
nach oben konvex
nicht feststellbar

Fig. 6:
Schritt 1: Führe Sÿ ein
Schritt 2: Erzeuge Smaxÿ und Sminÿ
Schritt 3: Erzeuge Uÿ
Schritt 4: Erzeuge Sÿ - Uÿ

Fig. 7:
Vergleiche Fig. 4

Fig. 8:
Vergleiche Fig. 4
60 Sekundäre Differenziereinrichtung

Fig. 9:
Vergleiche Fig. 4
62 Bildbetonungssignalgenerator

Fig. 10:
Vergleiche Fig. 9

Fig. 11:
Vergleiche Fig. 9
60 Sekundäre Differenziereinrichtung

Fig. 12:
Vergleiche Fig. 9
64 Mediansignalgenerator

Fig. 13:
Vergleiche Fig. 11 und 12

Fig. 15:
Vergleiche Fig. 4 und 8
70 Funktionsgenerator
72 Funktionsgenerator

Fig. 16:
Vergleiche Fig. 15

Fig. 17:
Vergleiche Fig. 4 und 8
80 Generator für unscharfes Signal

Fig. 18:
Vergleiche Fig. 5

Fig. 19:
Vergleiche Fig. 16 und 17

Fig. 20:
Vergleiche Fig. 19

Fig. 21:
Vergleiche Fig. 13 und 17

Fig. 22:
Vergleiche Fig. 19 und 21

Fig. 23:
Vergleiche Fig. 22

Claims (32)

1. Verfahren zur Bearbeitung eines Bildsignals durch Erzeugung eines neuen Bildsignals (S′ÿ) aus einem Bildsignal (Sÿ), gekennzeichnet durch folgende Schritte:
eine Bestimmung, ob die Konfiguration der Verteilung des Bildsignals (Sÿ) an einem interessierenden Punkt (i, j) nach oben konvex, nach unten konvex, oder anders ist;
Verwendung, als das neue Bildsignal (S′ÿ), eines Bildbetonungssignals (S _Gÿ), welches größer ist als das Bildsignal (Sÿ), an dem interessierenden Punkt (i, j), wenn die Konfiguration nach oben konvex ist;
Verwendung, als das neue Bildsignal (S′ÿ), eines Bildbetonungssignals (S _Lÿ), welche kleiner ist als das Bildsignal (Sÿ), an dem interessierenden Punkt (i, j), wenn die Konfiguration nach unten konvex ist; und
Verwendung, als das neue Bildsignal (S′ÿ), des Originalbildsignals (Sÿ) oder eines unscharfen Signals (Uÿ), wenn die Konfiguration anders ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildbetonungssignale (S _Gÿ), (S_Lÿ) Maximum- und Minimumsignale (Smaxÿ), (Sminÿ) aus Bildsignalen in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) des Bildsignals (Sÿ) sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildbetonungssignale (S _Gÿ), (S_Lÿ) aus Maximum- und Minimumsignalen (Smaxÿ), (Sminÿ) aus Bildsignalen in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) des Bildsignals (Sÿ) sowie aus Konstanten t, t′ (0 < t < 1, 0 < t′ < 1) gemäß folgender Gleichungen erzeugt werden: S _Gÿ = (1 - t) · Sÿ + t · Smaxÿ S _Lÿ = (1 - t′) · Sÿ + t′ · Sminÿ

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin der Schritt des Vergleichs eines Differenzsignals (Sÿ - Uÿ), welches durch Subtrahieren des unscharfen Signals (Uÿ) von dem Bildsignal (Sÿ) erzeugt wird, mit einem Schwellensignal (T) vorgesehen ist, um zu bestimmen, ob die Konfiguration der Verteilung des Bildsignals (Sÿ) nach oben konvex, nach unten konvex oder anders ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin der Schritt des Vergleichs eines Laplace- Signals (∇²Sÿ), welches aus dem Bildsignal (Sÿ) erzeugt wurde, mit einem Schwellensignal (T) vorgesehen ist, um zu bestimmen, ob die Konfiguration der Verteilung des Bildsignals (Sÿ) nach oben konvex, nach unten konvex oder anders ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das unscharfe Signal (Uÿ) ein Durchschnittssignal (Uaveÿ) oder ein Mediansignal (Umedÿ) in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) umfaßt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin der Schritt der Erzeugung eines schärfenbetonten Signals (S*ÿ) aus dem neuen Bildsignal (S′ÿ) und dem unscharfen Signal (Uÿ) gemäß folgender Gleichung vorgesehen ist: S*ÿ = S′ÿ + K · (S′ÿ - Uÿ)wobei K ein Koeffizientensignal ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin die Schritte der Erzeugung eines unscharfen Signals (U′ÿ) aus dem neuen Bildsignal (S′ÿ) und nachfolgend der Erzeugung eines schärfenbetonten Signals (S*ÿ) aus dem neuen Bildsignal (S′ÿ) und dem unscharfen Signal (U′ÿ) gemäß folgender Gleichung vorgesehen sind: S*ÿ = S′ÿ + K · (S′ÿ - U′ÿ)wobei K ein Koeffizientensignal ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Koeffizientensignal K und das Differenzsignal (S′ÿ - Uÿ) jeweils durch ein Funktionssignal (K(S′ÿ)) mit dem Bildsignal (S′ÿ) als Variabler und durch ein Funktionssignal (F(S′ÿ - Uÿ)) mit dem Differenzsignal (S′ÿ - Uÿ) als Variabler ersetzt werden, und daß das schärfenbetonte Signal (S*ÿ) gemäß folgender Gleichung erzeugt wird: S*ÿ = S′ÿ + K(S′ÿ) · F(S′ÿ - Uÿ).

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Koeffizientensignal K und das Differenzsignal (S′ÿ - U′ÿ) jeweils durch ein Funktionssignal (K(S′ÿ)) mit dem Bildsignal (S′ÿ) als Variabler und durch ein Funktionssignal (F(S′ÿ - U′ÿ)) mit dem Differenzsignal (S′ÿ - U′ÿ) als Variabler ersetzt werden, und daß das schärfenbetonte Signal (S*ÿ) gemäß folgender Gleichung erzeugt wird: S*ÿ = S′ÿ + K(S′ÿ) · F(S′ÿ - U′ÿ).

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin der Schritt der Erzeugung eines schärfenbetonten Signals (S*ÿ) aus dem Originalbildsignal (Sÿ), dem neuen Bildsignal (S′ÿ) und dem unscharfen Signal (Uÿ) vorgesehen ist gemäß nachstehender Gleichung: S*ÿ = Sÿ + K · (S′ÿ - Uÿ)wobei K ein Koeffizientensignal ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin der Schritt der Erzeugung eines schärfenbetonten Signals (S*ÿ) aus dem Originalbildsignal (Sÿ), dem neuen Bildsignal (S′ÿ) und einem unscharfen Signal (U′ÿ) vorgesehen ist, welches aus dem neuen Bildsignal (S′ÿ) erzeugt wurde, gemäß folgender Gleichung: S*ÿ = Sÿ + K · (S′ÿ - U′ÿ)wobei K ein Koeffizientensignal ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Koeffizientensignal K und das Differenzsignal (S′ÿ - Uÿ) jeweils durch ein Funktionssignal (K(Sÿ)) mit dem Originalbildsignal (Sÿ) als Variabler und durch ein Funktionssignal (F(S′ÿ - Uÿ)) mit dem Differenzsignal (S′ÿ - Uÿ) als Variabler ersetzt werden und das schärfenbetonte Signal (S*ÿ) gemäß folgender Gleichung erzeugt wird: S*ÿ = Sÿ + K(Sÿ) · F(S′ÿ - Uÿ).

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Koeffizientensignal K und das Differenzsignal (S′ÿ - U′ÿ) jeweils durch ein Funktionssignal (K(Sÿ)) mit dem Originalbildsignal (Sÿ) als Variabler und durch ein Funktionssignal (F(S′ÿ - U′ÿ)) mit dem Differenzsignal (S′ÿ - U′ÿ) als Variabler ersetzt werden und das schärfenbetonte Signal (S*ÿ) gemäß folgender Gleichung erzeugt wird: S*ÿ = Sÿ + K(Sÿ) · F(S′ÿ - U′ÿ).

15. Vorrichtung zur Bearbeitung eines Bildsignals, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Vergleichseinrichtung (52) zur Bestimmung, ob die Konfiguration der Verteilung des Bildsignals (Sÿ) an einem interessierenden Punkt (i, j) nach oben konvex, nach unten konvex oder anders ist;
eine Bildbetonungssignalerzeugungseinrichtung (62) zur Erzeugung eines Bildbetonungssignals (S _Gÿ), welches größer ist als das Bildsignal (Sÿ) an dem interessierenden Punkt (i, j), oder eines Bildbetonungssignals (S _Lÿ), welches kleiner ist als Bildsignal (Sÿ) an dem interessierenden Punkt (i, j); und
eine Neusignalauswahleinrichtung (46) zur Auswahl des Bildbetonungssignals (S _Gÿ), wenn die Konfiguration nach oben konvex ist, des Bildbetonungssignals (S _Lÿ), wenn die Konfiguration nach unten konvex ist, und des Bildsignals (Sÿ), wenn die Konfiguration anders ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildbetonungssignale (S _Gÿ), (S_Lÿ) Maximum- und Minimumsignale (Smaxÿ), (Sminÿ) aus Bildsignalen in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) des Bildsignals (Sÿ) sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildbetonungssignale (S _Gÿ), (S_Lÿ) aus Maximum- und Minimumsignalen (Smaxÿ), (Sminÿ) aus Bildsignalen in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) des Bildsignals (Sÿ) und aus Konstanten t, t′ (0 < t < 1, 0 < t′ < 1) gemäß folgender Gleichungen erzeugt werden: S _Gÿ = (1 - t) · Sÿ + t · Smaxÿ S _Lÿ = (1 - t′) · Sÿ + t′ · Sminÿ.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine sekundäre Differenziereinrichtung (60) zur Erzeugung eines Laplace-Signals (∇²Sÿ) aus dem Bildsignal (Sÿ) vorgesehen ist, und daß die Vergleichseinrichtung (52) eine Einrichtung zum Vergleichen des Laplace-Signals (∇²Sÿ) mit einem Schwellensignal (T) aufweist, um zu bestimmen, ob die Konfiguration der Verteilung des Bildsignals (Sÿ) nach oben konvex, nach unten konvex, oder anders ist.

19. Vorrichtung zur Bearbeitung eines Bildsignals, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Vergleichseinrichtung (52) zur Bestimmung, ob die Konfiguration der Verteilung des Bildsignals (Sÿ) an einem interessierenden Punkt (i, j) nach oben konvex, nach unten konvex, oder anders ist;
eine Bildbetonungssignalerzeugungseinrichtung (62) zur Erzeugung eines Bildbetonungssignals (S _Gÿ), welches größer ist als das Bildsignal (Sÿ) an dem interessierenden Punkt (i, j), oder eines Bildbetonungssignals (S _Lÿ), welches kleiner ist als das Bildsignal (Sÿ) an dem interessierenden Punkt (i, j);
eine ein unscharfes Signal erzeugende Einrichtung (40) zur Erzeugung eines unscharfen Signals (Uÿ) aus dem Bildsignal (Sÿ); und
eine Neusignalauswahleinrichtung (46) zur Auswahl des Bildbetonungssignals (S _Gÿ), wenn die Konfiguration nach oben konvex ist, des Bildbetonungssignals (S _Lÿ), wenn die Konfiguration nach unten konvex ist, und des Bildsignals (Sÿ) oder des unscharfen Signals (Uÿ), wenn die Konfiguration anders ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildbetonungssignale (S _Gÿ), (S_Lÿ) Maximum- und Minimumsignale (Smaxÿ), (Sminÿ) aus Bildsignalen in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) des Bildsignals (Sÿ) sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildbetonungssignale (S _Gÿ), (S_Lÿ) aus Maximum- und Minimumsignalen (Smaxÿ), (Sminÿ) aus Bildsignalen in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) des Bildsignals (Sÿ) und aus Konstanten t, t′ (0 < t <1, 0 < t′ < 1) gemäß folgender Gleichungen erzeugt werden: S _Gÿ = (1 - t) · Sÿ + t · Smaxÿ.S _Lÿ = (1 - t′) · Sÿ + t′ · Sminÿ.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Subtrahiereinrichtung (42) zum Subtrahieren des unscharfen Signals (Uÿ) von dem Bildsignal (Sÿ) zur Erzeugung eines Differenzsignals (Sÿ - Uÿ) vorgesehen ist, und daß die Vergleichseinrichtung (52) eine Einrichtung zum Vergleich des Differenzsignals (Sÿ - Uÿ) mit einem Schwellensignal (T) aufweist, um zu bestimmen, ob die Konfiguration der Verteilung des Bildsignals (Sÿ) nach oben konvex, nach unten konvex, oder anders ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine sekundäre Differenziereinrichtung (60) zur Erzeugung eines Laplace-Signals (∇²Sÿ) aus dem Bildsignal (Sÿ) vorgesehen ist, und daß die Vergleichseinrichtung (52) eine Einrichtung zum Vergleich des Laplace- Signals (∇²Sÿ) mit einem Schwellensignal (T) aufweist, um zu bestimmen, ob die Konfiguration der Verteilung des Bildsignals (Sÿ) nach oben konvex, nach unten konvex, oder anders ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die das unscharfe Signal erzeugende Einrichtung (40) eine Einrichtung zur Erzeugung eines Durchschnittssignals (Uaveÿ) oder eines Mediansignals (Umedÿ) in einem Bereich nahe dem interessierenden Punkt (i, j) aufweist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Subtrahiereinrichtung (54) vorgesehen ist sowie eine Multipliziereinrichtung (58) und eine Addiereinrichtung (56), um ein schärfenbetontes Signal (S*ÿ) aus dem neuen Bildsignal (S′ÿ) und dem unscharfen Signal (Uÿ) gemäß folgender Gleichung zu erzeugen: S*ÿ = S′ÿ + K · (S′ÿ - Uÿ)wobei K ein Koeffizientensignal ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine ein unscharfes Signal erzeugende Einrichtung (80) vorgesehen ist, um ein unscharfes Signal (U′ÿ) aus dem neuen Bildsignal (S′ÿ) zu erzeugen, und daß eine Subtrahiereinrichtung (54), eine Multipliziereinrichtung (58), und eine Addiereinrichtung (56) vorgesehen sind, um ein schärfenbetontes Signal (S*ÿ) aus dem neuen Bildsignal (S′ÿ) und dem unscharfen Signal (U′ÿ) gemäß folgender Gleichung zu erzeugen: S*ÿ = S′ÿ + K · (S′ÿ - U′ÿ)wobei K ein Koeffizientensignal ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Koeffizientensignal K und das Differenzsignal (S′ÿ - Uÿ) jeweils durch ein Funktionssignal (K(S′ÿ)) mit dem Bildsignal (S′ÿ) als Variabler und durch ein Funktionssignal (F(S′ÿ - Uÿ)) mit dem Differenzsignal (S′ÿ - Uÿ) als Variabler ersetzt werden und das schärfenbetonte Signal (S*ÿ) gemäß nachfolgender Gleichung erzeugt wird: S*ÿ = S′ÿ + K(S′ÿ) · F(S′ÿ - Uÿ).

28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Koeffizientensignal K und das Differenzsignal (S′ÿ - U′ÿ) jeweils durch ein Funktionssignal (K(S′ÿ)) mit dem Bildsignal (I′ÿ) als Variabler und durch ein Funktionssignal (F(S′ÿ - U′ÿ)) mit dem Differenzsignal (S′ÿ - U′ÿ) als Variabler ersetzt werden und das schärfenbetonte Signal (S*ÿ) gemäß folgender Gleichung erzeugt wird: S*ÿ = S′ÿ + K(S′ÿ) · F(S′ÿ - U′ÿ).

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein schärfenbetontes Signal (S*ÿ) aus dem Originalbildsignal (Sÿ), dem neuen Bildsignal (S′ÿ) und dem unscharfen Signal (Uÿ) gemäß folgender Gleichung erzeugt wird: S*ÿ = Sÿ + K · (S′ÿ - Uÿ)wobei K ein Koeffizientensignal ist.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein schärfenbetontes Signal (S*ÿ) erzeugt wird aus dem Originalbildsignal (Sÿ), dem neuen Bildsignal, und einem unscharfen Signal (U′ÿ), welches aus dem neuen Bildsignal (S′ÿ) erzeugt wird, gemäß folgender Gleichung: S*ÿ = Sÿ + K · (S′ÿ - U′ÿ)wobei K ein Koeffizientensignal ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Koeffizientensignal K und das Differenzsignal (S′ÿ - Uÿ) jeweils durch ein Funktionssignal (K(Sÿ)) mit dem Originalbildsignal (Sÿ) als Variabler und durch ein Funktionssignal (F(S′ÿ - Uÿ)) mit dem Differenzsignal (S′ÿ - Uÿ) als Variabler ersetzt werden und das schärfenbetonte Signal (S*ÿ) gemäß nachfolgender Gleichung erzeugt wird: S*ÿ = Sÿ + K(Sÿ) · F(S′ÿ - Uÿ).

32. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Koeffizientensignal K und das Differenzsignal (S′ÿ - U′ÿ) jeweils durch ein Funktionssignal (K(Sÿ)) mit dem Originalbildsignal (Sÿ) als Variabler und durch ein Funktionssignal (F(S′ÿ - U′ÿ)) mit dem Differenzsignal (S′ÿ - U′ÿ) als Variabler ersetzt werden, und das schärfenbetonte Signal (S*ÿ) gemäß nachfolgender Gleichung erzeugt wird: S*ÿ = Sÿ + K(Sÿ) · F(S′ÿ - U′ÿ).