DE4110813C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum punkt- und
zeilenweisen Kopieren einer Vorlage, die mittels einer
Lichtquelle und eines Fotoempfängers punkt- und zeilen
weise abgetastet wird, wobei die dabei erzeugte Signal
folge einer elektronischen Bildverarbeitung unterzogen
und die dadurch verbesserte Signalfolge mittels eines
Schreibstrahles auf ein Kopiermaterial punkt- und zei
lenweise aufbelichtet wird.
Ein solches Verfahren ist beschrieben in der
DE-OS 36 29 793, das generell ein Verfahren zum
punkt- und zeilenweisen Kopieren von Farbvorlagen be
schreibt. Die Vorlagen werden dabei in den drei Farben
nacheinander durch eine über ein Luftbild der Vorlage
hinweggeführte CCD-Zeile abgetastet. Um bei stark un
terschiedlich dichten Vorlagen nicht über den Dynamik
bereich der CCD-Zeile hinauszugeraten, wird zur Steue
rung der Bildsignalgröße die Beleuchtungsintensität des
Fotoempfängers während des Abtastvorgangs so beein
flußt, daß dieser Dynamikbereich nicht verlassen wird.
Als dazu geeignete Mittel sind einstellbare Blenden im
Beleuchtungs- oder Abbildungsstrahlengang oder Stufen
graukeile beschrieben.
Diese Einrichtung ist jedoch noch nicht geeignet, schon
während der Aufnahme des Bildgegenstandes aufgetretene
Fehlbelichtungen - seien es Über- oder Unterbelich
tungen - zu korrigieren. Korrekturbedürftig sind auch mit
Kunstlicht belichtete Filme, deren Emulsion für Tages
licht ausgelegt ist.
Bei der konventionellen Fotografie wird zum einen ver
sucht, Fehlbelichtungen auf dem Film zu vermeiden, in
dem die bei der Aufnahme herrschenden Lichtverhältnisse
möglichst genau bestimmt werden und die Belichtung dem
entsprechend gesteuert wird. Zum anderen wird versucht,
ggf. vorhandene Abweichungen nachträglich beim Kopieren
zu kompensieren, indem die Menge des Kopierlichtes so
eingestellt wird, daß die bildwichtigen Teile des Mo
tivs auf einen mittleren Dichtebereich des Papiers ab
gebildet werden.
Das zuerst genannte Verfahren findet praktisch in jeder
Kamera Anwendung, die mit einer voll- oder teilautoma
tischen Belichtungssteuerung ausgestattet ist. Eine etwas
aufwendigere Verfahrensweise zur Belichtungsopti
mierung ist in dem Artikel "Messen wie die Profis", Foto-
Magazin 1/91, Seiten 92 bis 95, beschrieben.
Das zweite genannte Verfahren, Abweichungen nachträg
lich beim Kopieren zu kompensieren, ist beispielsweise
in der Gebrauchsanweisung zu dem "Super automatic
Timer" (PDT 022) der Firma Philips AG von 6/80 be
schrieben.
Die beiden oben genannten Verfahren haben jedoch den
Nachteil, daß das Fotopapier mit einer systembedingt zu
steilen Gradation nur für richtig belichtete Diapositive
brauchbar eingestellt ist. Bei fehlbelichteten Dia
positiven weichen die Farbwiedergabe und die Gradation
der Kopie z. T. noch stärker als das Dia von der Licht
verteilung in der Originalszene ab.
Die Verfahrensweise des punkt- und zeilenweisen Kopie
rens einer Vorlage mit Korrektur für jeden einzelnen
Bildpunkt gibt nun die Möglichkeit, über gewisse Kenn
linien für den Übergang der Vorlagenhelligkeit zur
Bildhelligkeit in der Schreibeinrichtung Helligkeit und
Kontrast zu korrigieren. Insbesondere können dabei die
hellsten und dunkelsten Stellen der Bildvorlage auf die
Lichter und Schatten des Papiers gelegt werden. Bei
Einsatz einer bestimmten Kennlinie und Variation der
Helligkeit kann wohl ein normal belichtetes Dia wie die
Originalszene wiedergegeben werden. Unter- und überbe
lichtete Dias erhalten dabei zwar die richtige mittlere
Helligkeit, nicht aber die richtige Gradation. Insbe
sondere bei fehlbelichteten Vorlagen können auch soge
nannte dichteabhängige Farbfehler auftreten, die auf
die außerhalb des Mittelbereichs auftretenden unter
schiedlichen Empfindlichkeiten der Farbschichten zu
rückgehen.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, schon bei der
Bildung der Bildsignale für die weitere Verarbeitung
den Belichtungsgrad bzw. den Grad einer Fehlbelichtung
zu erkennen und zu berücksichtigen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 be
schriebene Erfindung.
Nach der Erfindung wird zunächst der Grad der Un
ter- oder Überbelichtung, d. h. der Belichtungsgrad der
jeweiligen Kopiervorlage, festgestellt. Dies ist eine
ähnliche Aufgabe, wie sie bei sogenannten integralen
Belichtungssystemen auftritt und wofür Lösungen bekannt
sind, die auch im vorliegenden Fall angewendet werden
können. Auf Grund dieser Kenntnis des Belichtungsgrades
und evtl. anderer, eine Fehlbelichtung begründenden
Tatsachen wie z. B. Kunstlicht bei Tageslichtfilmen,
wird nun die Belichtung der fotoelektrischen Abtastein
richtung, insbesondere einer charge coupled device
(CCD) so gesteuert, daß eine Über- oder Unterbelichtung
des bildwichtigen Bereiches kompensiert wird. Zusätz
lich wird dann für eine Veränderung der Bildsignale
eine Kennlinie verwendet, die praktisch unter Berück
sichtigung der Eigenschaften des Aufnahmematerials den
bei der Fehlbelichtung erzeugten Bildfehler - insbeson
dere bezüglich der Gradation - erkennt und durch die
entsprechende Kennlinie kompensiert.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschrei
bung von Ausführungsbeispielen, die anhand von Figuren
eingehend erläutert sind. Es zeigt
Fig. 1 in schematischer Darstellung den Ablauf des
Korrekturverfahrens während des Scannens mit
einer durch eine Bedienungsperson gesteuerten
Einrichtung zum Ermitteln des Belichtungsgrades,
Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Erfindung mit
aktivierbaren, lichtschwächenden Mitteln zur
Steuerung der Beleuchtungsintensität der CCD
und automatischer Einrichtung zur Ermittlung
des Belichtungsgrades,
Fig. 3 eine Schar von normierten Schwärzungskurven von
der Aufnahme ein und desselben Gegenstandes mit
unterschiedlichem Belichtungsgrad und
Fig. 4 aus der Kurvenschar gemäß Fig. 3 abgeleitet
eine Schar von Kennlinien zur Kompensation der
dabei erzeugten Belichtungsfehler.
In Fig. 1 ist mit 1 eine Lichtquelle bezeichnet, deren
Licht durch einen Reflektor 2 und eine Kondensorlinse 3
zur gleichmäßigen Ausleuchtung einer Kopiervorlage,
insbesondere eines Diapositivs 4, dient. Dieses wird
durch ein Objektiv 5 scharf auf eine fotoelektrische
Abtastvorrichtung, insbesondere eine CCD-Zeile 15, ab
gebildet, die im Zuge eines Abtastvorganges senkrecht
zur Zeilenrichtung parallel zur Abbildungsebene über
das Luftbild der Vorlage 4 verfahren wird. Der Einfach
heit halber sind Farbfilter fortgelassen, die bei auf
einanderfolgender Abtastung in den verschiedenen Farben
jeweils für einen Abtastvorgang in den Strahlengang ge
bracht werden.
Zwischen Objektiv 5 und CCD-Zeile 15 ist ein teildurch
lässiger Spiegel angeordnet, der das Bild der Vorlage
um 90° zu drei Integralsensoren 7, 8 und 9 ablenkt, die
in je einer der drei Farben sensibilisiert sind. Diese
Sensoren sind an eine Integralmittelwert-Meßeinrich
tung 10 angeschlossen, die ein Signal entweder über den
Grauwert, einen Mischwert der drei Farbwerte oder über
die drei Farbwerte an eine Einrichtung 13 zur Ermitt
lung des Belichtungsgrades weiterleitet. Alternativ
bzw. zusätzlich zu der integralen Meßmethode kann der
Scanaufbau selbst zum Erzeugen eines gerasterten Bildes
für eine komplexe ADK eingesetzt werden. An deren zwei
ten Eingang ist eine Eingabestation 12 mit Tasten 12a
bis 12f angeschlossen, die eine Bedienungsperson 11 je
nach ihren Feststellungen über die Natur der Kopiervor
lage gibt. Zum Beispiel kann die Taste 12a für die Mar
kierung richtig belichteter Vorlagen betätigt werden,
die Taste 12b für einen hellen bildwichtigen Gegen
stand, die Taste 12c für einen dunklen bildwichtigen
Gegenstand, die Taste 12d für Kunstlichtaufnahme usw.
An zwei Ausgängen der Einrichtung zur Ermittlung des
Belichtungsgrades 13 sind angeschlossen eine Steuer
stufe 14 für die CCD 15 und ein Kennlinienspeicher 16,
dem die Ausgangssignale der CCD zugeleitet werden. Die
Steuerstufe 14 bestimmt dabei je nach Belichtungsgrad
bzw. Helligkeit der Vorlage die Integrationszeit, die
für jede einzelne Bildpunktzeile zur Verfügung steht,
so daß die Helligkeitswerte der Vorlage noch im linea
ren Bereich der CCD abgetastet und somit richtig wie
dergegeben werden.
In dem Kennlinienspeicher 16, der als LUT ausgebildet
ist, sind nun für jede Art der Fehlbelichtung der Vor
lagen Korrekturkennlinien niedergelegt, die anhand der
Fig. 3 und 4 erläutert werden. Die mit jeweils einer
dieser Kennlinien korrigierten Bildsignale der drei
Farbauszüge werden dann an einen Bildspeicher 17 wei
tergegeben, der mit einer Bildverarbeitungseinrichtung
etwa nach der Fig. 1 der DE-OS 36 29 793 verbunden ist.
In Fig. 3 sind in einem Diagramm auf der Abszisse die
Grauwerte einer Originalszene aufgezeichnet, während
auf der Ordinate die für die Dichte der zugehörigen
Aufnahmen durch die CCD ermittelten Bildsignale ECCD
aufgetragen sind. Die Kurvenschar 23, 24, 25 und 26 ist
dabei von unterschiedlich belichteten Diapositiven der
selben Originalszene einer Grautreppe ausgemessen, wo
bei die Belichtung am CCD auf gleiches Signal für die
Weißfläche der Grautreppe eingestellt ist. Die Diadich
ten des Weißfeldes entsprechen dabei dem Grad der Fehl
belichtung nach Werten von 0,2 D bis 0,6 D, wobei 0,3 D
die richtige Belichtung in der Kurve 25 darstellt.
Wird nun gemäß Fig. 4 diese Kurvenschar um die durch
den Schnittpunkt der Weißflächen gehende Achse gespie
gelt, so ergeben sich in etwa mit den Kurven 27 bis 30
die Kennlinien für die Korrektur der abgetasteten Dich
tewerte. Der Hinweis auf die Spiegelung der Kennlinien
ist zum klareren Verständnis der Kennlinienermittlung
gedacht; in der Praxis gibt es noch einige andere Be
wertungskriterien, die zu Abweichungen von der exakten
Spiegelung führen. Zur Berücksichtigung unterschied
licher Belichtungsverhältnisse verschiedenfarbiger Sze
nenbeleuchtung, z. B. Kunstlicht oder Tageslicht, oder
bei stark voneinander abweichenden Farbwerten bei ver
schiedenen Filmen sind für die jeweiligen Beleuchtungs
farbstiche bzw. Filmtypen eigene Kennlinienscharen in
Anlehnung an Fig. 4 vorgesehen, die durch Betätigen
einer der Tasten 12a-12f gemäß Fig. 1 aktiviert wer
den. Bei einer automatisch lesbaren Filmtypcodierung am
Filmrand kann auch das Leseergebnis unmittelbar in die
Steuerung einfließen.
So hat die gemäß Fig. 3 zugrundegelegte Belichtungs
steuerung auf einen festen Weißpegel für das Weißfeld
den Vorteil, daß die Kurven in den Lichtern nicht an
stoßen. Bei einer geringen Scannerdynamik wird dabei in
dunklen Motiven aber kein genügend großer Störabstand
erzielt. Es ist daher wegen der größeren Variationsmög
lichkeit bei der CCD-Belichtung eine Orientierung am
Mittelwert der Helligkeit vorzuziehen. Der größeren
Auflösung in hohen Dichten steht dann allerdings das
Anstoßen des Bildsignals entgegen. Die Kennlinien
ermittlung erfolgt in gleicher Weise wie in Fig. 4
durch Spiegelung an einer geeigneten Achse.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, siebzehn verschie
dene Belichtungsstufen zu verwenden, acht für überbe
lichtung, eine für die richtige Belichtung und acht für
Unterbelichtung.
Es hat sich als wichtig erwiesen, den festen Kennli
niensätzen auch feste Belichtungen bzw. Empfindlichkei
ten der CCD-Zeile zuzuordnen, da sich nur dann eine
eindeutige Verbesserung der Bildergebnisse auswirkt.
Eine Abwandlung der Einrichtung gemäß Fig. 1 ist in
Fig. 2 dargestellt. Funktionell gleiche Elemente haben
dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 und sind nicht
nochmals erläutert. Abweichend von Fig. 1 wird durch
den teildurchlässigen Spiegel das Bild der Vorlage 4
auf eine Flächen-CCD 18 abgebildet, der an eine Vor
richtung 19 zur Vorlagenanalyse angeschlossen ist. Die
se führt vollautomatisch eine Bewertung der einzelnen
Vorlagenbereiche entsprechend ihrer Lage innerhalb der
Vorlage durch und integriert die Werte zu einem korri
gierten Zieldichtewert für die Vorlage auf. Derartige
Einrichtungen sind z. B. in der US-PS 37 90 275 be
schrieben. Eine visuelle Beobachtung wie in Fig. 1 kann
deshalb entfallen, kann aber auch noch in Kombination
eingesetzt werden.
Die Ermittlung des Belichtungsgrades erfolgt wiederum
in der Stufe 13, die einerseits die Auswahl der zutref
fenden Korrekturkennlinie in der Stufe 16 steuert, zum
anderen über die Beleuchtungssteuerung 20 und einen
Filterantrieb 21 das Einschwenken eines von mehreren
Graufiltern 22, das entsprechend der Durchlässigkeit
der Vorlagen eine größere oder kleinere Lichtschwächung
vor dem Auftreffen des Lichtes auf die CCD 15 bewirkt
bzw. die Integrationszeit des VVD′s variiert. Im übri
gen werden jedoch die Bildsignale der CCD-Zeile 15 in
gleicher Weise durch die Kennlinien in der LUT 16 be
einflußt.
An Stelle des Flächen-CCD′s 18 kann der Scanvorgang des
Scanners selbst für die Ermittlung der Vorlageninforma
tion verwendet werden. Wegen der hohen Punktezahl ist
dann aber eine geeignete Datenreduktion notwendig.
Claims (10)
1. Verfahren zum punkt- und zeilenweisen Kopieren
einer Vorlage, die mittels einer Lichtquelle
und eines Fotoempfängers punkt- und zeilenweise
abgetastet wird, wobei die dabei erzeugte Si
gnalfolge einer elektronischen Bildverarbeitung
unterzogen und die dadurch verbesserte Signal
folge mittels eines Schreibstrahles auf ein Kopier
material punkt- und zeilenweise aufbelich
tet wird, wobei vor dem Abtastvorgang die Vor
lage auf die Dichte der bildwichtigen Bereiche
ausgemessen wird, so daß entsprechend dem aus
der Dichte der bildwichtigen Bereiche abgelei
teten Belichtungsgrad der Vorlage die Beleuch
tungsintensität oder Integrationsdauer für den
als CCD ausgebildeten Fotoempfänger so bestimmt
wird, daß zumindest der bildwichtige Teil der
Vorlage im linearen Abtastbereich der CCD abge
tastet wird und daß die so erzeugten Bildsignale
nach einer entsprechend dem Belichtungsgrad,
der Aufnahmelichtfarbe und/oder dem Filmtyp der
Vorlage festgelegten Kennlinie korrigiert wer
den.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß zur Ermittlung des Belichtungsgrades
die Integraldichte der Vorlage gemessen wird
und daß als Ergebnis einer visuellen Bewertung
der Vorlage der bildwichtige Bereich als hell
oder dunkel eingestuft und die gemessene Inte
graldichte entsprechend dieser Einstufung kor
rigiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Belichtungsgrad der Vorlage in an
sich bekannter Weise automatisch durch Scannen
und Wichten der Vorlagenbereiche mit vorgegebe
nen Wichtungsfaktoren entsprechend ihrer Lage
in der Vorlage vor dem Aufsummieren ermittelt
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß zum Scannen der an sich vorhandene
Bildscanner verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrfarbi
gen Vorlagen und Zerlegen der Bildsignale in
den drei Grundfarben die entsprechend dem Be
lichtungsgrad der Vorlage ausgewählten Kenn
linien für jede Farbe getrennt zur Kompensation
des dichteabhängigen Farbfehlers des Aufnahme
materials vorgegeben werden.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung
der Empfindlichkeit der CCD an die jeweilige
Vorlage im Abbildungsstrahlengang der Vorlage
lichtschwächende Mittel wie verstellbare Blen
den oder einschwenkbare Graufilter verwendet
werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß zur Anpassung der
Empfindlichkeit der CCD an die jeweilige Vor
lage die Integrationszeit der CCD elektronisch
variiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Kennlinien für zu kopierende Dia
positive in erster Näherung ermittelt werden
als eine Dichtekurvenschar von Diapositiven
einer Grautreppe, die mit unterschiedlicher Be
lichtung aufgenommen wurde, und bei der die
CCD-Abtastung für eine bestimmte Graustufe
auf gleiches Signal eingestellt und schließlich
die Kennlinien invertiert werden.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die verschie
denen Kennlinien in einer look-up-table (LUT)
abgelegt und je nach Vorlagenart aktiviert wer
den.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß Kennlinienscharen jeweils für eine be
stimmte Aufnahmebeleuchtung und/oder abweichende
Filmtypen erstellt und entsprechend ausge
wählt werden.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |