DE4012364A1 - Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung von bildsignalen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung von bildsignalenInfo
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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
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), (SLÿ) 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), (SLÿ) 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.
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), (SLÿ) 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), (SLÿ) 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.
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, SLÿ
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, SLÿ dient. Anstelle
der Verwendung der Maximum- und Minimumsignale Smaxÿ,
Sminÿ als Bildbetonungssignale S Gÿ, SLÿ können Konstanten
t (0 < t < 1), t′ (0 < t′ < 1) eingeführt werden, und die
Bildbetonungssignale S Gÿ, SLÿ 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,
SLÿ 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
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
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
(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
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
Vergleiche Fig. 4
Fig. 8:
Vergleiche Fig. 4
60 Sekundäre Differenziereinrichtung
Vergleiche Fig. 4
60 Sekundäre Differenziereinrichtung
Fig. 9:
Vergleiche Fig. 4
62 Bildbetonungssignalgenerator
Vergleiche Fig. 4
62 Bildbetonungssignalgenerator
Fig. 10:
Vergleiche Fig. 9
Vergleiche Fig. 9
Fig. 11:
Vergleiche Fig. 9
60 Sekundäre Differenziereinrichtung
Vergleiche Fig. 9
60 Sekundäre Differenziereinrichtung
Fig. 12:
Vergleiche Fig. 9
64 Mediansignalgenerator
Vergleiche Fig. 9
64 Mediansignalgenerator
Fig. 13:
Vergleiche Fig. 11 und 12
Vergleiche Fig. 11 und 12
Fig. 15:
Vergleiche Fig. 4 und 8
70 Funktionsgenerator
72 Funktionsgenerator
Vergleiche Fig. 4 und 8
70 Funktionsgenerator
72 Funktionsgenerator
Fig. 16:
Vergleiche Fig. 15
Vergleiche Fig. 15
Fig. 17:
Vergleiche Fig. 4 und 8
80 Generator für unscharfes Signal
Vergleiche Fig. 4 und 8
80 Generator für unscharfes Signal
Fig. 18:
Vergleiche Fig. 5
Vergleiche Fig. 5
Fig. 19:
Vergleiche Fig. 16 und 17
Vergleiche Fig. 16 und 17
Fig. 20:
Vergleiche Fig. 19
Vergleiche Fig. 19
Fig. 21:
Vergleiche Fig. 13 und 17
Vergleiche Fig. 13 und 17
Fig. 22:
Vergleiche Fig. 19 und 21
Vergleiche Fig. 19 und 21
Fig. 23:
Vergleiche Fig. 22
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.
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), (SLÿ) 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), (SLÿ) 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.
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), (SLÿ) 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), (SLÿ) 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.
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), (SLÿ) 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), (SLÿ) 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).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1098147A JP2620368B2 (ja) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | 画像信号処理方法およびその装置 |
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DE4012364A1 true DE4012364A1 (de) | 1990-11-22 |
DE4012364C2 DE4012364C2 (de) | 1992-09-03 |
Family
ID=14212078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE4012364A Granted DE4012364A1 (de) | 1989-04-18 | 1990-04-18 | Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung von bildsignalen |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2620368B2 (de) |
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