DE4335215C2 - Verfahren und Einrichtung zur Farbwert-Bearbeitung - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Farbwert-Bearbeitung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektronischen Reproduktions­ technik und betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bearbeitung von durch punkt- und zeilenweise, optoelektronische Abtastung von Farbvorlagen erzeugten Farbwerten hinsichtlich einer Änderung des Reproduktionsmaß­ stabes und einer Bildschärfe-Korrektur.
Eine punkt- und zeilenweise Abtastung einer Farbvorlage wird beispielsweise in einem Flachbett-Farbbildabtastgerät durchgeführt. Bei einem solchen Flach­ bett-Farbbildabtastgerät ist die abzutastende Farbvorlage auf einem ebenen Vorlagenträger angeordnet, der sich relativ zu einem optoelektronischen Wand­ ler einer Abtast-Einheit kontinuierlich bewegt. Die abzutastende Farbvorlage wird zeilenweise abwechselnd mit rotem, grünem und blauem Licht beleuchtet, und das von der Farbvorlage reflektierte oder durchgelassene und mit der Farbinformation der abgetasteten Zeilen modulierte Abtastlicht in der Abtast- Einheit in analoge Farbwerte umgewandelt.
Die Abtast-Einheit besteht im wesentlichen aus einer Abtastlichtquelle, einem rotierenden Filterrad zur zeilenweisen Separation des von der Abtastlichtquelle erzeugten weißen Lichtes in rotes, grünes und blaues Licht und aus einem op­ toelektronischen Wandler, beispielsweise aus einer Fotodioden-Zeile (CCD- Zeile), mit einer nachgeschalteten Signalaufbereitungs-Stufe zur Umwandlung der zeilenweise in der Farbvorlage erfaßten Farbanteile "Rot", "Grün" und "Blau" in die Farbwerte (R, G, B) der einzelnen Bildpunkte in den Abtastzeilen. Das Filterrad weist drei farbselektive Segmente auf, die unterschiedliche spek­ trale Durchlaß-Charakteristiken für "Rot", "Grün" und "Blau" haben. Der Abtast- Einheit ist eine Farbwert-Bearbeitungeinheit nachgeschaltet, in der die analo­ gen Farbwerte (R, G, B) beispielsweise in digitale Farbwerte (R, G, B) umgewan­ delt, für die nachfolgenden Prozesse bearbeitet und dann gespeichert oder on- line ausgegeben werden.
Bei der Reproduktion von Farbvorlagen wird häufig eine Änderung des Repro­ duktionsmaßstabes gegenüber der abgetasteten Farbvorlage vorgenommen, wozu bei der Farbwert-Bearbeitung eine Vielzahl von zeitaufwendigen Rechen­ operationen anhand der Farbwerte erforderlich sind. Ein Verfahren zur Änderung des Reproduktionsmaßstabes wird beispielsweise in der DE-C-25 11 922 angegeben.
Gleichzeitig müssen oft Bildschärfe-Korrekturen (Kontrast-Korrekturen) durch eine elektronische Unscharfmaskierung durchgeführt werden. Bereits bei der Herstellung der Farbvorlage wird der Kontrast, insbesondere in feinen Details, gegenüber dem Original durch Unschärfe in den Filmschichten sowie durch Vergrößern und Umkopieren gemindert. Hinzu kommt, daß das Auflösungs­ vermögen des optoelektronischen Abtastorgans eines Farbabtasters durch Streulicht und Unschärfe des Abtastobjektivs begrenzt ist, wodurch in der Re­ produktion der Farbvorlage eine zusätzliche Kontrastminderung eintritt, die das Auge des Betrachters als Unschärfe empfindet. Es besteht daher die Not­ wendigkeit, den verminderten Kontrast bzw. die verminderte Bildschärfe bei der Farbwert-Bearbeitung wieder herzustellen oder aus redaktionellen Gründen gegenüber dem Original noch zu steigern. Ein Verfahren zur Bildschärfe-Korrektur ist beispielsweise aus der DE-C-30 24 126 bekannt.
Bei der Bildschärfe-Korrektur durch elektronische Unscharfmaskierung wird für jeden aktuellen Bildpunkt zunächst aus den Farbwerten eines den aktuellen Bildpunkt umgebenen Umfeldes ein Umfeldwert berechnet, die Differenz aus Umfeldwert und Farbwert des aktuellen Bildpunktes gebildet und der Differenz­ wert zu dem Farbwert des aktuellen Bildpunktes in wählbarer Stärke als Schär­ fekorrekturwert hinzuaddiert. Zur Bildschärfe-Korrektur sind somit weitere zeit­ aufwendige Rechenoperationen erforderlich.
Aufgrund der erheblichen Anzahl von Farbwerten, die bei einer Maßstabs­ änderung zu verarbeiten sind, besteht das Problem, daß eine zusätzliche Bild­ schärfe-Korrektur bislang nicht in zufriedenstellender Weise durchgeführt werden konnte, ohne die für die Maßstabs-Rechnung zur Verfügung stehende Zeit erheblich zu überschreiten und damit die Geschwindigkeit bei der Farb­ wert-Bearbeitung in nachteiliger Weise zu mindern.
Bei Verwendung eines Filterrades in der optoelektronischen Abtast-Einheit werden die Farbanteile "Rot", "Grün" und "Blau" der Farbvorlage aufgrund der kontinuierlichen Relativbewegung zwischen dem optoelektronischen Wandler und der Farbvorlage zeilenweise nacheinander abgetastet.
Aufgrund dieser sequentiellen Farbabtastung in den einzelnen Abtastzeilen der Farbvorlage entstehen störende Farbversätze, da für die einzelnen Bildpunkte einer aktuellen Abtastzeile jeweils nur ein Farbanteil direkt erfaßt ist.
Zur Verbesserung der Reproduktionsqualität ist es schon bekannt, eine Farb­ versatz-Korrektur durchzuführen, indem die fehlenden Farbwerte der Bild­ punkte einer Abtastzeile jeweils aus den Farbwerten der benachbarten Abtast­ zeilen berechnet werden. Zur Korrektur dieser Farbversätze sind weitere zeit­ aufwendige Rechenoperationen erforderlich.
Aus der DE-C-36 14 768 ist ein Farbbildgerät mit einer Abtastvorrichtung in Form von Fotodioden-Zeilen bekannt, mit dem Änderungen des Reproduktionsmaßstabes durchgeführt werden können. Die in der Abtastvorrichtung gewonnenen Farbbilddaten werden zur Durchführung einer Maßstabsänderung in einer Speichereinrichtung zwischengespeichert. Im Fall einer Vergrößerung werden aufeinanderfolgende Gruppen von Farbbilddaten wiederholt und im Fall einer Verkleinerung aufeinanderfolgende Gruppen von Farbbilddaten ausgelassen, was durch eine entsprechende Steuerung der Leseadressen der Speichereinrichtung erreicht wird. Eine Bildschärfe-Korrektur wird nicht durchgeführt.
Aus der US-A-4 712 141 ist ein Verfahren zur Änderung des Maßstabes bei einem Reproduktionsgerät durch eine Interpolationsrechnung bzw. durch eine gewichtete Mittelwertbildung von gespeicherten Bildwerten bekannt. Die Ausgangs- Bildwerte werden on-line aus den Eingangs-Bildwerten durch eine lineare Interpolation berechnet und die berechneten Ausgangs-Bildwerte mittels Selektoren für die Weiterverarbeitung ausgewählt, wobei nur ganzzahlige Maßstabs- bzw. Auflösungs-Änderungen zulässig sind. Gleichzeitig mit einer Maßstabsänderung kann eine Korrektur der Bildschärfe vorgenommen werden. Wie die Bildschärfe-Korrektur im einzelnen erfolgt ist nicht angegeben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bearbeitung von durch punkt- und zeilenweise, optoelektronische Abtastung von Farbvorlagen erzeugten Farbwerten derart zu verbessern, daß sowohl Änderungen des Reproduktionsmaßstabes als auch Bildschärfe- Korrekturen mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit und Genauigkeit durchführbar sind.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des An­ spruchs 1 und bezüglich der Einrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 9 näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein prinzipielles Blockschaltbild einer Einrichtung zur optoelektronischen Abtastung von Farbvorlagen und zur Bearbeitung der durch die Vorla­ genabtastung gewonnenen Farbwerte,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Original-Rasternetz und einem Ausgabe- Rasternetz zur Erläuterung einer Änderung des Reproduktionsmaß­ stabes,
Fig. 3 eine Gewichtungs-Funktion zur Ermittlung von Gewichtungs-Koeffizi­ enten in eindimensionaler Darstellung,
Fig. 4 eine graphische Darstellung zur Erläuterung einer Farbversatz- Korrektur ohne Änderung des Reproduktionsmaßstabes,
Fig. 5a Ausschnitte aus Original-Rasternetzen für die Farbanteile "Rot" und "Grün" zur Erläuterung einer Farbversatz-Korrektur ohne Änderung des Reproduktionsmaßstabes,
Fig. 5b entsprechende Ausschnitte aus Original-Rasternetzen für die Farbanteile "Grün" und "Blau",
Fig. 6 eine graphische Darstellung zur Erläuterung einer Farbversatz- Korrektur mit Änderung des Reproduktionsmaßstabes,
Fig. 7a Ausschnitte aus Original-Rasternetzen für die Farbanteile "Rot" und "Grün"zur Erläuterung einer Farbversatz-Korrektur mit Änderung des Reproduktionsmaßstabes,
Fig. 7b entsprechende Ausschnitte aus Original-Rasternetzen für die Farban­ teile "Grün" und "Rot",
Fig. 8 ein detailliertes Blockschaltbild einer Farbwert-Bearbeitungseinheit und
Fig. 9 ein weiteres Blockschaltbild zur Verdeutlichung der Verfahrensabläufe.
Fig. 1 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild einer Einrichtung zur optoelektro­ nischen Abtastung von Farbvorlagen und zur Bearbeitung der durch die Vorla­ genabtastung gewonnenen Farbwerte bezüglich einer Änderung des Repro­ duktionsmaßstabes, einer Bildschärfe-Korrektur und gegebenenfalls einer zusätz­ lichen Farbversatz-Korrektur am Beispiel eines Flachbett-Farbabtasters.
Die Einrichtung besteht aus einer Abtast-Einheit (1) und einer nachgeschalte­ ten Farbwert-Bearbeitungseinheit (2).
Die Abtast-Einheit (1) weist eine Abtastlichtquelle (3), ein rotierendes Filterrad (4), einen Querschnittswandler (5), ein Abtastobjektiv (6), einen optoelektroni­ schen Wandler (7) und eine nachgeschaltete Signalaufbereitungs-Stufe (8) auf. Das von der Abtastlichtquelle (3) erzeugte weiße Licht wird durch das Filterrad (4) sequentiell in rotes, grünes und blaues Licht zerlegt. Zur Beleuchtung einer Farbvorlage (9) wird das sequentiell zerlegte Licht mit Hilfe des Querschnitts­ wandlers (5) als ein in Zeilenrichtung orientiertes Lichtband auf der Farbvorlage (9) abgebildet. Die Farbvorlage (9) ist auf einem sich relativ zu dem optoelek­ tronischen Wandler (7) kontinuierlich bewegenden, ebenen Vorlagenträger (nicht dargestellt) aufgespannt. Das Filterrad (4) weist drei farbselektive Seg­ mente auf, die jeweils eine unterschiedliche spektrale Durchlaß-Charakteristik für "Rot", "Grün" und "Blau" aufweisen. Der optoelektronische Wandler (7) besteht beispielsweise aus einer eindimensionalen Fotodioden-Zeile (CCD- Zeile) zur bildpunktweisen Zerlegung der Abtastzeilen. Die Fotodioden-Zeile wandelt die von der Farbvorlage (9) zeilenweise und sequentiell erfaßten Farbanteile "Rot", "Grün" und "Blau" der Bildpunkte in elektrische Farbsignale um. Der Bildpunkt-Abstand in Zeilenrichtung wird durch den Abstand der Sensorelemente der Fotodioden-Zeile und durch den Abbildungsmaßstab bestimmt, mit dem das Abtastobjektiv (6) eine Abtastzeile auf der Fotodioden- Zeile abbildet. Bei Verwendung eines Abtastobjektivs (6), das z. B. jeweils 250 mm bzw. 92 mm einer Abtastzeile auf ein Sensorelement abbildet, ergibt sich ein Bildpunkt-Abstand innerhalb der Abtastzeilen von etwa 41 Mikrometer bzw. 15 Mikrometer. Der Abstand der Abtastzeilen ist von der Relativgeschwin­ digkeit zwischen optoelektronischem Wandler (7) und Farbvorlage (9) abhängig.
Die von dem optoelektronischen Wandler (7) erzeugten analogen Farbsignale werden in der Signalaufbereitungs-Stufe (8) durch A/D-Wandlung in digitale Farbwerte (R, G, B) umgewandelt. In der Signalaufbereitungs-Stufe (8) werden außerdem noch die Taktfolgen zum Auslesen der CCD-Zeilen erzeugt und eine Korrektur der Farbwerte vorgenommen. Eine Korrektur der Farbwerte ist erfor­ derlich, weil die einzelnen Sensorelemente der CCD-Zeile unterschiedliche Em­ pfindlichkeiten aufweisen und die Beleuchtungsstärke des Lichtbandes über eine ganze Abtastzeile nicht konstant ist.
Die in der Abtast-Einheit (1) erzeugten Farbwerte (R,G,B) werden über einen Bilddaten-Bus (10) der Farbwert-Bearbeitungseinheit (2) zur Weiterverarbeitung zugeführt.
Die Farbwert-Bearbeitungseinheit (2) besteht im wesentlichen aus einem Farbwert-Speicher (11) zur Ablage der in der Abtast-Einheit (1) gewonnenen Farbwerte (R,G,B) und einer Rechen-Stufe (12). Im Farbwert-Speicher (11) werden die Farbwerte (R,G,B) punkt- und zeilenweise adressierbar für eine Anzahl von Abtastzeilen des abgetasteten Farbbildes (9) zwischengespeichert. Vorzugsweise werden die Farbwerte R, die Farbwerte G und die Farbwerte B in getrennten Speicherbereichen des Farbwert-Speicher (11) abgelegt. In der Rechen-Stufe (12) wird anhand der Farbwerte (R, G, B) das erfindungsgemäße Verfahren zur Farbwertbearbeitung hinsichtlich einer Änderung des Repro­ duktionsmaßstabes und/oder Farbversatz-Korrektur sowie gegenfalls hinsicht­ lich einer zusätzlichen Bildschärfe-Korrektur durchgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der Fig. 2 bis 7 erläutert.
Die Abtastung eines Farbbildes (9) in der Abtast-Einheit (1) erfolgt nach einem orthogonalen Original-Rasternetz, das in Zeilenrichtung (y-Richtung; Hauptab­ tastrichtung) und in Vorschubrichtung des Vorlagenträgers (x-Richtung; Neben­ abtastrichtung) ausgerichtet ist. Die abgetasteten Original-Bildpunkte PO liegen in den Schnittpunkten der Rasterlinien. Der Abstand der Original-Bildpunkte PO in Zeilenrichtung ist durch den Abbildungsmaßstab festgelegt, mit dem das Ab­ tastobjektiv (6) die Abtastzeilen auf der Fotodioden-Zeile abbildet. Der Zeilenab­ stand im Original-Rasternetz ist durch die Geschwindigkeit vorgegeben, mit der die Farbvorlage (9) senkrecht zur Zeilenrichtung bewegt wird.
Bei einer Änderung des Reproduktionsmaßstabes wird das Original-Rasternetz in ein ebenfalls orthogonales, in Zeilenrichtung und senkrecht dazu orientiertes Ausgabe-Rasternetz umgerechnet, in dem die Ausgabe-Bildpunkte PA wieder­ um in den Schnittpunkten der Rasterlinien liegen. Der Abstand der Ausgabe- Bildpunkte PA in Zeilenrichtung und der Zeilenabstand im Ausgabe-Rasternetz ist durch den jeweiligen Reproduktionsmaßstab festgelegt. Legt man die beiden Rasternetze übereinander, fallen die Ausgabe-Bildpunkte PA in der Regel nicht mit den Original-Bildpunkten PO zusammen, sondern liegen innerhalb der Ra­ stermaschen des Original-Rasternetzes.
In diesem Fall werden jeweils die Farbwerte (RA, GA, BA) eines Ausgabe-Bild­ punktes PA aus den Farbwerten (RO, GO, BO) der den betreffenden Ausgabe- Bildpunkt PA umgebenden Original-Bildpunkte PO durch Interpolation berechnet, indem die Farbwerte (RO, GO, BO) der entsprechenden Original-Bildpunkten PO mit Gewichtungs-Koeffizienten kM multipliziert und die auf diese Weise gewich­ teten Farbwerte addiert werden, wobei die Gewichtungs-Koeffizienten kM in Ab­ hängigkeit von den jeweiligen Abständen der zur Berechnung herangezogenen Original-Bildpunkte PO von dem Ausgabe-Bildpunkt PA ermittelt werden.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Original-Rasternetz (13) mit Original- Bildpunkten PO und aus einem aufgrund einer Änderung des Reproduktions­ maßstabes generierten Ausgabe-Rasternetz (14) mit Ausgabe-Bildpunkten PA, die innerhalb der Rastermaschen des Original-Rasternetzes (13) liegen.
Im Fall, daß die Farbvorlage (9) ohne Farbversatz abgetastet wurde, sind die dargestellten Rasternetze (13, 14) für alle drei Farbanteile "Rot", "Grün" und "Blau" repräsentativ, und für jeden Original-Bildpunkt POwurde bei der Vor­ lagenabtastung ein Farbwert-Tripel (RO, GO, BO) erfaßt.
Um Fall, daß die Farbvorlage (9) mit einem Farbversatz abgetastet wurde, sind die dargestellten Rasternetze (13, 14) jeweils nur für einen der Farbanteile "Rot", "Grün" oder "Blau" repräsentativ, und für jeden Original-Bildpunkt PO wurde bei der Vorlagenabtastung nur einer der drei Farbwerte RO, GO oder BO erfaßt.
Zur Berechnung der Farbwerte (RA, GA, BA) der Ausgabe-Bildpunkte PA wird erfindungsgemäß zunächst ein Interpolations-Fenster (15) im Original-Raster­ netz (13) definiert. Das Interpolations-Fenster (15) umfaßt alle Original-Bild­ punkte PO, deren Farbwerte (RO, GO, BO) an der Berechnung der Farbwerte (RA, GA, BA) eines Ausgabe-Bildpunktes PA herangezogen werden sollen. Im dargestellten Beispiel umfaßt das Interpolations-Fenster (15) 4 × 4 Original- Bildpunkte PO1 bis PO16.
Gleichzeitig wird im Zentrum des Interpolations-Fensters (15) ein Klassenfeld (16) definiert, das in eine Anzahl Teilfelder (17) unterteilt ist. Das Klassenfeld (16) hat die Größe einer Rastermasche des Original-Rasternetzes (13), d. h. in den vier Ecken des Klassenfeldes (16) liegt jeweils ein Original-Bildpunkt PO, beispielsweise die Original-Bildpunkte PO6, PO7, PO10 und PO11.
Jedes Teilfeld (17) repräsentiert eine Interpolations-Klasse (IK). Jedem Teilfeld (17) bzw. jeder Interpolations-Klasse (IK) ist ein Satz von Gewichtungs-Koeffi­ zienten kM zugeordnet. Der Satz von Gewichtungs-Koeffizienten kn einer Inter­ polations-Klasse (IK) enthält für jeden Original-Bildpunkten PO innerhalb des Interpolations-Fensters (15) einen nach einer Gewichtungs-Funktion (GF) er­ mittelten Gewichtungs-Koeffizienen k, der von dem Abstand zwischen dem je­ weiligen Original-Bildpunkt PO und der Interpolations-Klasse (IK) abhängig ist.
Die Größe des Interpolations-Fensters (15) richtet sich nach der gewünschten Genauigkeit bei der Interpolation und ist außerdem davon abhängig, ob eine Maßstabsvergrößerung oder eine Maßstabsverkleinerung durchgeführt wird.
Die Anzahl der Teilfelder (17) bzw. Interpolations-Klassen (IK) richtet sich eben­ falls nach der gewünschten Genauigkeit und wird für die Farbanteile "Rot", "Grün" und "Blau" im allgemeinen gleich gewählt.
Im dargestellten Beispiel ist das Klassenfeld (16) in 16 Teilfelder (17) unterteilt und umfaßt demnach 16 Interpolations-Klassen IK = 1 bis IK = 16. Jeder Inter­ polations-Klasse IK = n sind entsprechend der Anzahl von Original-Bildpunkten PO1 bis PO16 im Interpolations-Fenster (15) 16 Gewichtungs-Koeffizienten kn/1 bis kn/16 zugeordnet.
Die Sätze von Gewichtungs-Koeffizienten kM für die einzelnen Interpolations- Klassen (IK) werden vor der Interpolation anhand einer Gewichtungs-Funktionen (GF) berechnet.
Als Gewichtungs-Funktion (GF) wird vorzugsweise die Bessel-Funktion Jn(x) verwendet. In Fig. 3 ist beispielsweise die eindimensionale Funktion sin a/a grafisch dargestellt ist. Auf der Abzisse ist der Abstand "a" eines Original-Bild­ punktes PO von einem Bezugsort (BZO), in dem die Funktion ihren Maximalwert hat, und auf der Ordinate die Gewichtungs-Koeffizienten "k" aufgetragen. Aus dem Kurvenverlauf können direkt die erforderlichen Gewichtungs-Koeffizienten kM einer Interpolations-Klassen (IK) in Abhängigkeit von dem jeweiligen Abstand der Original-Bildpunkte PO zu dem Bezugsort (BZO) abgelesen werden, wobei als Bezugsort (BZO) jeweils die betreffende Interpolations-Klassen (IK) gewählt wird. Beispielsweise ergibt sich aus dem Kurvenverlauf für die Interpolations- Klassen IK = 7 und den Original-Bildpunkt PO14 ein Gewichtungs-Koeffizienten k7/14, wobei "7" die Interpolations-Klassen IK = 7 und "14" den Index des be­ treffenden Original-Bildpunkt PO14 angibt.
Die berechneten Sätze von Gewichtungs-Koeffizienten kM für die einzelnen Interpolations-Klassen (IK) werden in zweckmäßiger Weise in einem Koeffizi­ enten-Speicher abgelegt. Die Koeffizienten-Sätze sind aus dem Koeffizienten- Speicher durch x,y-Adressen abrufbar, die jeweils den Ortskoordinaten (x,y) der betreffenden Teilfelder (17) bzw. Interpolations-Klassen IK innerhalb des Klas­ senfeldes (16) entsprechen.
Bei der Ermittlung der Farbwerte (RA, GA, BA) für die Ausgabe-Bildpunkte PA wird das Klassenfeld (16) zusammen mit dem Interpolations-Fenster (15) ge­ danklich schrittweise von Rastermasche zu Rastermasche des Original-Raster­ netzes (13) über die Gesamtfläche der zu reproduzierenden Farbvorlage (9) verschoben und dabei in jeder Position des Klassenfeldes (16) festgestellt, ob ein Ausgabe-Bildpunkt PA des Ausgabe-Rasternetzes (14) innerhalb des Klas­ senfeldes (16) liegt oder nicht. Ist das nicht der Fall, wird das Klassenfeld (16) weitergeschoben. Liegt dagegen ein Ausgabe-Bildpunkt PA in dem Klassenfeld (16), wird zunächst festgestellt, in welche Interpolations-Klasse (IK) dieser Aus­ gabe-Bildpunkt PA fällt.
Dann werden die Gewichtungs-Koeffizienten kM der festgestellten Interpolations- Klasse (IK) aufgerufen und die Farbwerte (RA, GA, BA) des betreffenden Ausgabe-Bildpunktes PA berechnet, indem die Farbwerte (RO, GO,BO) der im Interpolations-Fenster (15) liegenden Original-Bildpunkte PO mit den zugeord­ neten Gewichtungs-Koeffizienten kM multipliziert und die gewichteten Farbwerte addiert (akkumuliert) werden.
Im dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel fällt ein Ausgabe-Bildpunkt PA in die Interpolations-Klasse IK = 7. In diesem Fall sind die Farbwerte (RO, GO, BO) von 16 Original-Bildpunkten PO1 bis PO16 des Interpolations-Fensters (15) mit den zugeordneten Gewichtungs-Koeffizienten k7/1 bis k7/16 der Interpolations-Klasse IK = 7 zu multiplizieren und die Produkte zu addieren, um die Farbwerte (RA, GA, BA) des Ausgabe-Bildpunktes PA zu erhalten:
RA = k7/1 × RO1 + k7/2 × RO2 + . . . + k7/16 × RO16
GA = k7/1 × GO1 + k7/2 × GO2 + . . . + k7/16 × GO16
BA = k7/1 × BO1 + k7/2 × BO2 + . . . + k7/16 × BO16.
Die Ermittlung der Farbwerte (RA, GA, BA) der Ausgabe-Bildpunkte PA kann der­ art erfolgen, daß jeweils alle drei Farbwerte (RA, GA, BA) für einen Ausgabe-Bild­ punkt PA berechnet werden und dann auf den nächsten Ausgabe-Bildpunkt PA übergegangen wird. Die Ermittlung der Farbwerte (RA, GA, BA) kann in vorteilhaf­ ter Weise aber auch nach Farbanteilen getrennt durchgeführt, d. h. es werden zunächst die Farbwerte (RA) aller Ausgabe-Bildpunkte PA anhand der Farbwerte (RO) der Original-Bildpunkte PO berechnet und dann nacheinander die Farb­ werte (GA) und (BA) entsprechend, wobei jeweils alle drei Farbwerte (RA, GA, BA) eines Ausgabe-Bildpunktes PA mit demselben Satz von Gewichtungs-Koeffizi­ enten kM ermittelt werden.
Wie bereits zuvor erläutert, werden bei Verwendung eines Filterrades in der Ab­ tast-Einheit (1) die Farbanteile "Rot", "Grün" und "Blau" der Farbvorlage (9) auf­ grund der kontinuierlichen Relativbewegung zwischen optoelektronischem Wandler (7) und Farbvorlage (9) zeilenweise nacheinander abgetastet, wodurch ein störender Farbversatz entsteht. Dabei ist es ohne Belang, ob das Filterrad das Licht der Abtastlichtquelle oder das modulierte Abtastlicht farbsepariert. Ein Farbversatz tritt aber nicht nur bei Verwendung eines Filterrades in der Abtast- Einheit auf, sondern beispielsweise auch dann, wenn anstelle eines Filterrades zur Farbseparation drei unterschiedlich farbselektive Fotodioden-Zeilen, die nebeneinander angeordnet sind, verwendet werden.
Eine Farbversatz-Korrektur ist für den Fall, daß keine gleichzeitige Änderung des Reproduktionsmaßstabes stattfindet (M = 1 : 1), in Fig. 4 dargestellt.
Fig. 4 zeigt eine Anzahl von Abtastzeilen (18), die senkrecht zur Vorschubrich­ tung (x-Richtung) liegen. Jeweils in drei aufeinander folgenden Abtastzeilen (18) wurden die Farbanteile "Rot", "Grün" und "Blau" erfaßt. Beispielsweise wurden in der Abtastzeile Z8 zunächst die Farbwerte RO, anschließend in der Abtast­ zeile Z9 die Farbwerte GO und in der Abtastzeile Z10 die Farbwerte BO erfaßt. Aufgrund dieser sequentiellen Farbabtastung in den einzelnen Abtastzeilen (18) entstehen Farbversätze, da für die Original-Bildpunkte POeine Abtastzeile (18) jeweils nur die Farbwerte eines Farbanteils vorliegen, während die entsprechen­ den Farbwerte der anderen beiden Farbanteile nur in den benachbarten Abtast­ zeilen (18) erfaßt sind.
Zur Verbesserung der Reproduktionsqualität muß daher eine Farbversatz-Kor­ rektur durchgeführt werden.
Beim Reproduktionsmaßstab M = 1 : 1 sind das Original-Rasternetz (13) und das Ausgabe-Rasternetz (14) kongruent und die Ausgabe-Bildpunkte PA mit den Ori­ ginal-Bildpunkten PO identisch.
In diesem Fall müssen bei der Farbversatz-Korrektur, wie in Fig. 4 gezeigt, für jeden Original-Bildpunkt PO nur zwei der drei Farbwerte RO, GO oder BO aus den Farbwerten der benachbaren Abtastzeilen (18) berechnet werden, da je­ weils ein Farbwert durch die Abtastung erfaßt ist.
Die Ermittlung der fehlenden Farbwerte RO, GO oder BO erfolgt ebenfalls an­ hand einer Gewichtungs-Funktion (GF), indem aus der Gewichtungs-Funktion (GF) entsprechende Gewichtungs-Koeffizienten kM abgeleitet, die Gewichtungs- Koeffizienten kM mit den vorhandenen Farbwerten RO, GO oder BO multipliziert und die Produkte addiert werden.
Als Gewichtungs-Funktion (GF) bei der Farbversatz-Korrektur wird in zweck­ mäßiger Weise dieselbe Gewichtungs-Funktion (GF) wie bei einer Änderung des Reproduktionsmaßstabes verwendet, vorzugsweise auch die Bessel-Funktion Jn(x).
In Fig. 4 ist als Gewichtungs-Funktion (GF) beispielsweise wiederum die ein­ dimensionale Funktion sin a/a dargestellt, wobei "a" der Abstand der Abtast­ zeilen (18) in x-Richtung ist. Als Bezugsort (BZO) wird jeweils derjenige Bild­ punkt PO oder PA auf einer Abtastzeile (18) gewählt, deren fehlende Farbwerte RO, GO oder BO ermittelt werden sollen. Die Gewichtungs-Koeffizienten kM für die zur Berechnung benötigten Bildpunkte PO oder PA in den anderen Abtast­ zeilen (18) lassen sich direkt aus dem Kurvenverlauf der Gewichtungs-Funktion (GF) bestimmen.
Im dargestellten Beispiel ist die Abtastzeile Z8 Bezugsort (BZO), in der die Farb­ werte RO bekannt sind. In diesem Fall müssen die Farbwerte GO der Abtastzeile Z8 aus den bekannten Farbwerten GO mindestens der Abtastzeilen Z6 und Z9, und die Farbwerte BO der Abtastzeile Z8 aus den bekannten Farbwerten BO mindestens der Abtastzeilen Z7 und Z10 mit Hilfe der den einzelnen Abtast­ zeilen (18) durch die Gewichtungs-Funktion (GF) zugeordneten Gewichtungs- Koeffizienten kM ermittelt werden.
Die in Fig. 4 beschriebene Farbversatz-Korrektur ohne Änderung des Repro­ duktionsmaßstabes läßt sich in vorteilhafter Weise nach dem zuvor anhand der Fig. 2 erläuterten, erfindungsgemäßen Verfahren zur Farbwert-Bearbeitung durchführen, wozu wiederum ein Interpolations-Fenster (15) und ein Klassenfeld (16) mit Interpolations-Klassen IK verwendet werden.
Zur Erläuterung einer Farbversatz-Korrektur ohne Änderung des Reproduktions­ maßstabes (M = 1 : 1) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Farbwert- Bearbeitung zeigt die Fig. 5a Ausschnitte aus den Original-Rasternetzen (13R, 13G) für die Farbanteile "Rot" und "Grün" und die Fig. 5b Ausschnitte aus den Original-Rasternetzen (13G, 13B) für die Farbanteile "Grün" und "Blau". Original-Bildpunkte PO und Ausgabe-Bildpunkte PA sind wiederum identisch.
In den Abtastzeile Z1, Z4, Z7, Z10, Z13 und Z16 wurden nur die Farbwerte RO der Original-Bildpunkte PO im Original-Rasternetz (13R) für den Farbanteil "Rot", in den Abtastzeilen Z2, Z5, Z8, Z11, Z14 und Z1 nur die Farbwerte GO der Original-Bildpunkte PO im Original-Rasternetz (13G) für den Farbanteil "Grün" und in den Abtastzeilen Z3, Z6, Z9, Z12, Z15 und Z18 nur die Farbwerte BO der Original-Bildpunkte PO im Original-Rasternetz (13B) für den Farbanteil "Blau" erfaßt. Die Original-Rasternetze (13) für die drei Farbanteile sind jeweils gegeneinander um den Abstand (ZV) zweier Abtastzeilen (18) voneinander in x-Richtung verschoben.
In Fig. 5a ist in das Original-Rasternetz (13R) für den Farbanteil "Rot" ein Inter­ polations-Fenster (15) mit 16 Original-Bildpunkten PO und ein Klassenfeld (16) mit beispielsweise 9 Interpolations-Klassen IK = 1 bis IK = 9 eingezeichnet. Die Eckpunkte des Klassenfeldes (17) sind die Original-Bildpunkte PO39 und PO40 in Abtastzeile Z7 und PO57 und PO58 in Abtastzeile Z10. Für diese Original-Bild­ punkte PO39, PO40, PO57 und PO58 sind die Farbwerte RO bekannt, die Farb­ werte GO und BO müssen aus den Farbwerten GO des Original-Rasternetzes (13G) für den Farbanteil "Grün" und aus den Farbwerten BO des Original-Ra­ sternetzes (13B) für den Farbanteil "Blau" nach dem Verfahren zur Farbwert­ bearbeitung ermittelt werden.
Die betreffenden Original-Bildpunkte PO39 und PO40 auf der Abtastzeile Z7 so­ wie PO57 und PO58 auf Abtastzeile Z10 sind ebenfalls in den Original-Raster­ netzen (13G, 13B) für die Farbanteile "Grün" und "Blau" eingetragen. Zur Be­ rechnung der Farbwerte GO für die Original-Bildpunkte PO39 und PO40 in der Abtastzeile Z7 liegt das Klassenfeld (17) zwischen den Original-Bildpunkten PO27, PO28, PO45 und PO46 des Original-Rasternetzes (13G) für den Farbanteil "Grün". In dieser Lage des Klassenfeldes (16) fällt der Original-Bildpunkt PO39 in die Interpolations-Klassen IK = 4 bzw. 7 und der Original-Bildpunkt PO40 in die Interpolations-Klassen IK = 6 bzw. 9.
Es werden die den betreffenden Interpolations-Klassen (IK) zugeordneten Gewichtungs-Koeffizienten kM aufgerufen und mit den Farbwerten GO der innerhalb des Interpolations-Fensters (15) liegenden Original-Bildpunkte PO8, PO9, PO10, PO11, PO26, PO27, PO28, PO29, PO44, PO45, PO46, PO47, PO62, PO63, PO64 und PO65 multipliziert.
Entsprechend wird bei der Berechnung der Farbwerte BO für die Original-Bild­ punkte PO39 und PO40 auf der Abtastzeile Z7 sowie PO57 und PO58 auf Abtast­ zeile Z10 aus den vorhandenen Farbwerten BO des Original-Rasternetzes (13B) für den Farbanteil "Blau" vorgegangen. Zur Berechnung der Farbwerte BO für die Original-Bildpunkte PO39 und PO40 in der Abtastzeile Z7 liegt das Klassen­ feld (17) zwischen den Original-Bildpunkten PO33, PO34, PO51 und PO52 des Ori­ ginal-Rasternetzes (13B) für den Farbanteil "Blau". In dieser Lage des Klassen­ feldes (17) fällt der Original-Bildpunkt PO39 in die Interpolations-Klassen IK = 1 bzw. 4 und der Original-Bildpunkt PO40 in die Interpolations-Klassen IK = 3 bzw. 6. Es werden wiederum die den betreffenden Interpolations-Klassen IK zugeordneten Gewichtungs-Koeffizienten kM aufgerufen und mit den Farbwerten BO der jetzt innerhalb des Interpolations-Fensters (15) liegenden Original-Bild­ punkte PO14, PO15, PO16, PO17, PO32, PO33, PO34, PO35, PO50, PO51, PO52, PO53, PO68, PO69 und PO71 multipliziert.
Zur Berechnung der Farbwerte GO und BO für die Original-Bildpunkte PO57 und PO58 in der Abtastzeile Z10 wird das Klassenfeld (16) zwischen die Original- Bildpunkte PO45, PO46, PO63 und PO64 des Original-Rasternetzes (13G) für den Farbanteil "Grün" bzw. zwischen die Original-Bildpunkte PO51, PO52, PO69 und PO70 des Original-Rasternetzes (13B) für den Farbanteil "Blau" verschoben und entsprechend vorgegangen.
Zur Korrektur des Farbversatzes eines Original-Bildpunktes PO wird somit das Klassenfeld (16) einschließlich dem Interpolations-Fenster (15) in den Original- Rasternetzen (13R, 13G, 13B) der drei Farbanteile jeweils um den Versatz ZV der Abtastzeilen (18) in x-Richtung verschoben, was bei der Adressierung des Koeffizienten-Speichers durch eine dem Versatz ZV entsprechende Adressen­ änderung realisiert wird. Durch den Versatz ZV bzw. durch die Adressenände­ rung fallen die Original-Bildpunkte PO, für die die Farbwerte zu ermitteln sind, in den Original-Rasternetzen (13R, 13G, 13B) der drei Farbanteile jeweils in eine durch den Versatz VZ in x-Richtung bestimmte, andere Interpolations-Klasse (IK). Dadurch werden dem jeweiligen Versatz ZV entsprechende, zuvor berech­ nete Gewichtungs-Koeffizienten kM für die einzelnen Interpolationen herange­ zogen, wodurch die Farbversatz-Korrektur in vorteilhafter Weise mit hoher Ge­ schwindigkeit und Genauigkeit durchgeführt wird.
Eine Farbversatz-Korrektur in Kombination mit einer Änderung des Reproduk­ tionsmaßstabes ist in Fig. 6 dargestellt.
Bei Änderung des Reproduktionsmaßstabes sind das Original-Rasternetz (13) und das Ausgabe-Rasternetz (14), wie in Fig. 2 beschrieben, gegeneinander versetzt, und die Ausgabe-Bildpunkte PA, liegen in den Rastermaschen des Ori­ ginal-Rasternetzes (13) bzw. zwischen den Abtastzeilen (18). In diesem Fall müssen für jeden Ausgabe-Bildpunkt PA alle drei Farbwerte (RA, GA, BA) aus ent­ sprechenden Farbwerten (RO, GO, BO) der Original-Bildpunkte PO anhand der Gewichtungs-Funktion (GF) berechnet werden, wobei jetzt als Bezugsorte (BZO) der Gewichtungs-Funktion (GF) jeweils die zwischen den Abtastzeilen (18) liegenden Ausgabe-Bildpunkte PA gewählt werden.
In dem in Fig. 6 gezeigten Beispiel müssen für die zwischen den Abtastzeilen Z8 und Z9 liegende Ausgabe-Bildpunkte PA die Farbwerte RA aus mindestens den Farbwerten RO der Abtastzeilen Z8 und Z11, die Farbwerte GA aus mindestens den Farbwerten GO der Abtastzeilen Z6 und Z9 sowie die Farbwerte BA aus mindestens den Farbwerten BO der Abtastzeilen Z7 und Z10 berechnet werden.
Die in Fig. 6 beschriebene Farbversatz-Korrektur mit Änderung des Reproduk­ tionsmaßstabes läßt sich ebenfalls in vorteilhafter Weise nach dem zuvor be­ schriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zur Farbwert-Bearbeitung durch­ führen.
Zur Erläuterung einer Farbversatz-Korrektur in Kombination mit einer Änderung des Reproduktionsmaßstabes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zeigt die Fig. 7a wiederum Ausschnitte aus den Original-Rasternetzen (13R, 13G) für die Farbanteile "Rot" und "Grün" und die Fig. 7b entsprechende Ausschnitte aus den Original-Rasternetzen (13G, 13B) für die Farbanteile "Grün" und "Blau".
Wiederum wurden aufgrund des Farbversatzes in den Abtastzeilen Z1, Z4, Z7, Z10, Z13 und Z16 nur die Farbwerte RO der Original-Bildpunkte PO im Original- Rasternetz (13R) für den Farbanteil "Rot", in den Abtastzeilen Z2, Z5, Z8, Z11, Z14 und Z17 nur die Farbwerte GO der Original-Bildpunkte PO im Original-Ra­ sternetz (13G) für den Farbanteil "Grün" und in den Abtastzeilen Z3, Z6, Z9, Z12, Z15 und Z18 nur die Farbwerte BO der Original-Bildpunkte PO im Original- Rasternetz (13B) für den Farbanteil "Blau" erfaßt. Die Original-Rasternetze (13R, 13G, 13B) für die drei Farbanteile sind ebenfalls gegeneinander um den Abstand (ZV) zweier Abtastzeilen (18) voneinander in x-Richtung verschoben.
In Fig. 7a ist in das Original-Rasternetz (13R) für den Farbanteil "Rot" das Inter­ polations-Fenster (15) mit 16 Original-Bildpunkten PO und ein Klassenfeld (16) mit 9 Interpolations-Klassen IK = 1 bis IK = 9 eingezeichnet. In der durch die Original-Bildpunkte PO39, PO40, PO57 und PO58 begrenzten Rastermasche liegt ein Ausgabe-Bildpunkt PA des nicht näher dargestellten Ausgabe-Rasternetzes (14), dessen Lage in den Original-Rasternetzen (13R, 13G, 13B) für die drei Farbanteile in Bezug auf die x,y-Koordinaten bzw. auf die Farbvorlage (9) gleich ist.
Für diesen Ausgabe-Bildpunkt PA sollen die Farbwerte (RA, GA, BA) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren berechnet werden. Das Interpolations-Fenster (15) und das Klassenfeld (17) sind in der Position dargestellt, in welcher der Ausgabe-Bildpunkt PA in dem Klassenfeld (16) liegt. Dann wird festgestellt, daß der Ausgabe-Bildpunkt PA in die Interpolations-Klasse IK = 6 fällt und es werden die entsprechenden Gewichtungs-Koeffizienten k6 der Interpolations-Klasse IK = 6 aufgerufen.
Zur Berechnung des Farbwertes RA werden dann die aufgerufenen Gewich­ tungs-Koeffizienten k6 mit den Farbwerten RO der in das Interpolations-Fenster (15) fallenden Original-Bildpunkte PO20, PO21, PO22, PO23, PO38, PO39, PO40, PO41, PO56, PO57, PO58, PO59, PO74, PO75, PO76 und PO77 multipliziert. In dem Original-Rasternetz (13G) für den Farbanteil "Grün" liegt der Ausgabe- Bildpunkt PA in der durch die Original-Bildpunkte PO45, PO46, PO63 und PO64 begrenzten Rastermasche. In dieser Lage des Klassenfeldes (16) wird festge­ stellt, daß der Ausgabe-Bildpunkt PA in die Interpolations-Klasse IK = 3 fällt, und es werden die entsprechenden Gewichtungs-Koeffizienten k3 der Interpolations- Klasse IK = 3 aufgerufen.
Zur Berechnung des Farbwertes GA werden dann die aufgerufenen Gewich­ tungs-Koeffizienten k3 mit den Farbwerten GO der in das Interpolations-Fenster (15) fallenden Original-Bildpunkte PO26, PO27, PO28, PO29, PO44, PO45, PO46, PO47, PO62, PO63, PO64, PO65, PO80, PO81, PO82 und PO83 multipliziert.
In dem Original-Rasternetz (13B) für den Farbanteil "Blau" liegt der Ausgabe- Bildpunkt PA in der durch die Original-Bildpunkte PO33, PO34, PO51 und PO52 begrenzten Rastermasche. In dieser Lage des Klassenfeldes (16) wird fest­ gestellt, daß der Ausgabe-Bildpunkt PA in die Interpolations-Klasse IK = 9 fällt, und es werden wiederum die entsprechenden Gewichtungs-Koeffizienten k9 der Interpolations-Klasse IK = 9 aufgerufen.
Zur Berechnung des Farbwertes BA werden dann ebenfalls die aufgerufenen Gewichtungs-Koeffizienten k9 mit den Farbwerten BO der in das Interpolations- Fenster (15) fallenden Original-Bildpunkte PO14, PO15, PO16, PO17, PO32, PO33, PO34, PO35, PO50, PO51, PO52, PO53, PO68, PO69, PO70 und PO71 multipliziert.
Zur Änderung des Reproduktionsmaßstabes in Kombination mit einer Farbver­ satz-Korrektur für einen der Ausgabe-Bildpunkte PA wird somit ebenfalls das Klassenfeld (16) einschließlich dem Interpolations-Fenster (15) in den Original- Rasternetzen (13R, 13G, 13B) der drei Farbanteile jeweils um den Versatz ZV der Abtastzeilen (18) in x-Richtung verschoben, was bei der Adressierung des Koeffizienten-Speichers durch eine dem Versatz ZV entsprechende Adressenän­ derung realisiert wird. Durch den Versatz ZV bzw. durch die Adressenänderung fällt der betreffende Ausgabe-Bildpunkt PA, für den die Farbwerte (RA, GA, BA) momentan zu ermitteln sind, in den Original-Rasternetzen (13R, 13G, 13B) der drei Farbanteile jeweils in eine durch den Versatz VZ in x-Richtung bestimmte, andere Interpolations-Klasse IK, bespielsweise in die Interpolations-Klassen IK = 3, IK = 6 und IK = 9. Dadurch werden dem jeweiligen Versatz ZV entsprech­ ende Gewichtungs-Koeffizienten kM für die Maßstabsänderung herangezogen, wodurch in vorteilhafter Weise gleichzeitig mit einer Maßstabsänderung eine Farbversatz-Korrektur durchgeführt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Farbwert-Bearbeitung hat somit den Vor­ teil, daß die für eine Änderung des Reproduktionsmaßstabes berechneten Sätze von Gewichtungs-Koeffizienten kM sowohl für eine separate Farbversatz-Korrek­ tur als auch für eine gleichzeitig mit einer Maßstabsänderung durchgeführte Farbversatz-Korrektur verwendet werden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß für eine gleichzeitig mit einer Maßstabsänderung durchgeführte Farb­ versatz-Korrektur keine zusätzliche Rechenzeit benötigt wird und daß keine zu­ sätzliche Speicherkapazität für die Gewichtungs-Koeffizienten kM erforderlich ist, da für Maßstabsänderung und Farbversatz-Korrektur dieselben Koeffizienten- Sätze verwendet werden.
Gleichzeitig mit einer Änderung des Reproduktionsmaßstabes müssen oft auch Bildschärfe-Korrekturen (Kontrast-Korrekturen) durch eine elektronische Un­ scharfmaskierung durchgeführt werden. Bereits bei der Herstellung der Farb­ vorlage wird der Kontrast, insbesondere in feinen Details, gegenüber dem Ori­ ginal durch Unschärfe in den Filmschichten sowie durch Vergrößern und Um­ kopieren gemindert. Hinzu kommt, daß das Auflösungsvermögen des optoelek­ tronischen Abtastorgans eines Farbabtasters durch Streulicht und Unschärfe des Abtastobjektivs begrenzt ist, wodurch in der Reproduktion der Farbvorlage eine zusätzliche Kontrastminderung eintritt, die das Auge des Betrachters als Unschärfe empfindet. Es besteht daher die Notwendigkeit, den verminderten Kontrast bzw. die verminderte Bildschärfe bei der Farbwert-Bearbeitung wieder herzustellen oder aus redaktionellen Gründen gegenüber dem Original noch zu steigern.
Bei der Bildschärfe-Korrektur durch elektronische Unscharfmaskierung wird für jeden aktuellen Bildpunkt zunächst aus den Farbwerten F eines den aktuellen Bildpunkt umgebenen Umfeldes ein Umfeldwert FU berechnet, der Differenzwert FD aus dem Farbwert F des aktuellen Bildpunktes und dem Umfeldwert FU ge­ bildet und der Differenzwert FD zu dem Farbwert F des aktuellen Bildpunktes in wählbarer Stärke als Schärfekorrekturwert hinzuaddiert, um den korrigierten Farbwert FK gemäß der Gleichung:
FK = F + c (F - FU)
zu erhalten. Zur Bildschärfe-Korrektur sind somit weitere zeitaufwendige Rechenoperationen erforderlich.
Die zur Bildschärfe-Korrektur benötigte zusätzliche Rechenzeit läßt sich in be­ vorzugter Weise dadurch verkürzen, daß die Bildschärfe-Korrektur gleichzeitig mit der Änderung des Reproduktionsmaßstabes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Farbwert-Bearbeitung durchgeführt wird.
Dazu werden zunächst in einem ersten Durchgang nach dem in Fig. 2 beschrie­ benen Verfahren zur Maßstabsänderung die Farbwerte FA (RA, GA oder BA der Ausgabe-Bildpunkte PA im Ausgabe-Rasternetz (14), das sogenannte Haupt­ feld, aus den Farbwerten FO (RO, GO oder BO) der Original-Bildpunkte PO im Original-Rasternetz (13) mit dem für die Maßstabsänderung erstellten Gewich­ tungs-Koeffizienten kM berechnet.
Anschließend werden die Umfeldwerte FAU (RAU, GAU oder BAU) aus den Farb­ werten des jeweiligen Umfeldes um die Ausgabe-Bildpunkte PA ermittelt, wozu die Größe des für die Maßstabsrechnung verwendeten Interpolations-Fensters (15) entsprechend vergrößert wird.
Bei einer Maßstabsverkleinerung wird bei der Berechnung der Umfeldwerte FAU in zweckmäßiger Weise auf die maßstabsgeänderten und/oder farbversatzkorri­ gierten Farbwerte FA (RA, GA oder BA zurückgegriffen. Die Größe des Interpo­ lations-Fensters (15) für die Umfeldrechnung wird in diesem Fall beispielsweise 3 × 3 oder 5 × 5 Original-Bildpunkte PO gewählt.
Bei einer Maßstabsvergrößerung wird in bevorzugter Weise bei der Berechnung der Umfeldwerte FAU auf die Farbwerte FO (RO, GO oder Bo) der Original-Bild­ punkt PO zurückgegriffen und die Größe des Interpolations-Fensters (15) bei­ spielsweise 6 × 6 Original-Bildpunkte PO gewählt.
Vor der Berechnung der Umfeldwerte FAU werden zusätzliche Sätze von Ge­ wichtungs-Koeffizienten kU für das Umfeld ermittelt und ebenfalls gespeichert. Die Ermittlung der Gewichtungs-Koeffizienten kU erfolgt in zweckmäßiger Weise nach einer modifizierten Gewichtungs-Funktion (GW) mit einer niedrigeren Grenzfrequenz.
Dann werden in einem zweiten Durchgang mit einem gegenüber dem für die Maßstabsrechnung verwendeten Interpolations-Fenster (15) vergrößerten Inter­ polations-Fenster (15) für das Umfeld und den für das Umfeld ermittelten Ge­ wichtungs-Koeffizienten kU für die einzelnen Ausgabe-Bildpunkte PA die Umfeld­ werte FU aus der Farbwerten FO errechnet. Danach können die korrigierten Farbwerte FAK gemäß der Gleichung:
FAK = FA + c(FA - FAU)
bestimmt werden.
Fig. 8 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild der Farbwert-Bearbeitungs-Einheit (2) zur Durchführung der zuvor erläuterten Verfahrensschritte bei einer Maß­ stabsänderung und/oder einer Farbversatz-Korrektur.
Ein Bilddaten-Bus (19) ist über einen ersten Zwischenspeicher (20) an einen ersten Adreß-Zähler (21) angeschlossen. Der erste Adreß-Zähler (21) adressiert einen Koeffizienten-Speicher (22), in dem die Sätze von Gewichtungs-Koeffizi­ enten kM für eine Maßstabsänderung bzw. eine Farbversatz-Korrektur und die Sätze von Gewichtungs-Koeffizienten kU für die Umfeldberechnung bei der Bild­ schärfe-Korrektur abrufbar gespeichert sind. Die jeweils adressierten Gewich­ tungs-Koeffizienten kM oder kU werden einem ersten Eingang einer Multiplizier/ Akkumulier-Stufe (23) zugeführt. Eine Kopplung an den Bilddaten-Bus (19) und einen Adreß-Bus (24) erfolgt jeweils über Puffer (25, 26).
Der Bilddaten-Bus (19) ist außerdem über einen zweiten Zwischenspeicher (27) mit einem zweiten Adreß-Zähler (28) verbunden, der einen Farbwert-Speicher (29) adressiert, in den die von der Abtast-Einheit (1) erzeugten Farbwerte (RO, GO, BO) geladen sind. Der Farbwert-Speicher (29) ist als Wechselspeicher (29a, 29b) organisiert.
Die adressierten Farbwerte (RO, GO, BO) werden über einen Puffer (30) einem zweiten Eingang der Multiplizier/Akkumulier-Stufe (23) zugeführt. Zum Anschluß an den Adreß-Bus (19) und den Bilddaten-Bus (24) sowie zur Datenzuführung an die Multiplizier/Akkumulier-Stufe (23) sind weitere Puffer (31, 32) vorgesehen. Der Ablauf der Farbwert-Bearbeitung wird von einer Kontrolleinheit (33) gesteu­ ert. In der Multiplizier/Akkumulier-Stufe (23) erfolgt die Multiplikation der Farb­ werte (RO, GO, BO) mit den Gewichtungs-Koeffizienten kM im Falle einer Maß­ stabsänderung und/oder einer Farbversatz-Korrektur oder mit den Gewichtungs- Koeffizienten kU im Falle einer Umfeldberechnung sowie die Aufaddition der ge­ wichteten Farbwerte. Die in der Multiplizier/Akkumulier-Stufe (23) gewonnenen Farbwerte (RA, GA, BA) der Ausgabe-Bildpunkte PA oder die Umfeldwerte (RAU, GAU, BAU) werden über einen weiteren Zwischenspeicher (34) dem Bild­ daten-Bus (19) zur Weiterverarbeitung zugeführt.
Fig. 9 zeigt ein weiteres Blockschaltbild zur Verdeutlichung der Verfahrenschritte bei einer Maßstabsänderung und/oder einer Farbversatz-Korrektur und einer zu­ sätzlichen Bildschärfe-Korrektur.
Die bereits in Fig. 1 gezeigte Signalaufbereitungs-Stufe (8) enthält zwei Koeffizi­ enten-Speicher (36, 37) zur Ablage von Korrektur-Koeffizienten K1 und K2. Die von den Fotodioden-Zeilen über eine Leitung (38) angelieferten Farbwerte wer­ den durch Subtraktion von Korrektur-Koeffizienten K1 in einer Subtrahier-Stufe (39) und durch Multiplikation mit Korrektur-Koeffizienten K2 in einer Multiplizier- Stufe (40) korrigiert. Eine Korrektur der Farbwerte (RO, GO, BO) ist erforderlich, weil die einzelnen Sensorelemente der Fotodioden-Zeilen (CCD-Zeile) unter­ schiedliche Empfindlichkeiten aufweisen und die Beleuchtungsstärke des Licht­ bandes über eine Abtastzeile nicht konstant ist.
Die korrigierten Farbwerte (RO, GO, BO) werden über den Bilddaten-Bus (11) der Farbwert-Bearbeitungseinheit (2) zugeführt. In einem ersten Teilspeicher (22a) des Koeffizienten-Speichers (22) sind die berechneten Gewichtungs-Koeffizi­ enten kM für eine Maßstabsänderung und/oder eine Farbversatz-Korrektur abge­ legt. Die korrigierten Farbwerte (RO, GO, BO) und die aus dem Teilspeicher (22a) ausgelesenen Gewichtungs-Koeffizienten kM werden der Multilizier/Akkumulier- Stufe (23a) zugeführt, der die maßstabsgeänderten und/oder farbversatzkor­ rigierten Farbwerte (RA, GA, BA) auf einen Bilddaten-Bus (41) ausgibt.
In einem zweiten Teilspeicher (22b) des Koeffizienten-Speichers (22) sind die Gewichtungs-Koeffizienten kU für die Umfelds-Rechnung abgelegt. Die Farb­ werte (RA, GA, BA) auf dem Bilddaten-Bus (41) oder die Farbwerte (RO, GO, BO) auf dem Bilddaten-Bus (11) und die aus dem Teilspeicher (22b) ausgelesenen Gewichtungs-Koeffizienten kU werden der Multiplizier/Akkmulier-Stufe (23b) zu­ geführt, welche die berechneten Umfeldwerte (RAU, GAU, BAU) auf einem Bild­ daten-Bus (42) ausgibt.
Die Farbwerte (RA, GA, BA) auf dem Bilddaten-Bus (41) und die Umfeldwerte (RAU, GAU, BAU) auf einem Bilddaten-Bus (42) gelangen auf eine Subtrahier-Stu­ fe (43), in der die Differenzwerte aus Farbwerten (RA, GA, BA) und Umfeldwerten (RAU, GAU, BAU) gebildet werden. Die Differenzwerte auf einem Bilddaten-Bus (44) wird in einer Gewichtungs-Stufe (45) mit einem Gewichtungsfaktor "c" ge­ wichtet und einer Addier-Stufe (46) zugeführt, in der die gewichteten Differenz­ werte als Bildschärfe-Korrekturwerte zu den auf dem Bilddaten-Bus (41) ankom­ menden Farbwerten (RA, GA, BA) hinzuaddiert werden, um die bildschärfekorri­ gierten Farbwerte (RAK, GAK, BAK) zu erhalten. Die bildschärfekorrigierten Farb­ werte (RAK, GAK, BAK) werden in einer nachfolgenden Gradations-Stufe (47) modifiziert und einer Weiterverarbeitung zugeführt.

Claims (13)

1. Verfahren zur Bearbeitung von Farbwerten bei der Reproduktion von Farbvorlagen, bei dem
  • - Farbanteile darstellende Farbwerte (RO, GO, BO) von in einem Original- Rasternetz (13) angeordneten Original-Bildpunkten (PO) durch bildpunkt- und zeilenweise, optoelektronische Abtastung von Farbvorlagen (9) ge­ wonnen und gespeichert werden,
  • - zur Änderung des Reproduktionsmaßstabes gegenüber der Farbvorlage (9) ein dem jeweiligen Reproduktionsmaßstab entsprechendes Ausgabe- Rasternetz (14) für zu reproduzierenden Ausgabe-Bildpunkte (PA) generiert wird,
  • - für die Berechnung der Farbwerte (RA, GA, BA) der Ausgabe-Bildpunkte (PA) aus gespeicherten Farbwerten (RO, GO, BO) der Original-Bildpunkte (PO) entsprechende Gewichtungs-Koeffizienten (kM) ermittelt werden,
  • - die Farbwerte (RA, GA, BA) durch Interpolation berechnet werden, indem Farbwerte (RO, GO, BO) der Original-Bildpunkte (RO, GO, BO) mit den Gewichtungs-Koeffizienten (kM) gewichtet und die gewichteten Farbwerte addiert werden und bei dem
  • - gleichzeitig mit einer Änderung des Reproduktionsmaßstabes eine Bildschärfe- Korrektur durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
    vor der Farbwert-Bearbeitung
  • - zur Änderung des Reproduktionsmaßstabes in dem Original-Rasternetz (13) ein Feld (16) festgelegt und in Interpolations-Klassen (IK) darstellende Teilfelder (17) unterteilt wird,
  • - um das Klassenfeld (16) ein Interpolations-Fenster (15) für die Maßstabsänderung festgelegt wird, das jeweils so viele Original-Bildpunkte (PO) des Original-Rasternetzes (13) umfaßt wie Farbwert-Tripel (RO, GO, BO) an der Berechnung des Farbwert-Tripels (RA, GA, BA) eines Ausgabe-Bildpunktes (PA) beteiligt werden sollen,
  • - für jede Interpolations-Klasse (IK) des Klassenfeldes (16) eine der Anzahl von Original-Bildpunkten (PO) innerhalb des Interpolations-Fensters (15) für die Maßstabsänderung entsprechende Anzahl von Gewichtungs-Koeffizienten (kM) für die Maßstabsänderung ermittelt wird, indem der jeweilige Abstand (a) der die betreffende Interpolations-Klasse (IK) darstellenden Teilfläche (17) zu den einzelnen Original-Bildpunkten (PO) innerhalb des Interpolations-Fensters (15) für die Maßstabsänderung festgestellt und für jeden Original-Bildpunkt (PO) innerhalb des Interpolations-Fensters (15) für die Maßstabsänderung ein dem Abstand (a) entsprechender Gewichtungs- Koeffizient (kM) für die Maßstabsänderung aus einer zweidimensionalen Gewichtungs-Funktion (GF) berechnet wird,
  • - zur Bildschärfe-Korrektur ein gegenüber dem Interpolations-Fensters (15) für die Maßstabsänderung vergrößertes, ein Umfeld bestimmendes Interpolations- Fenster (15) für die Bildschärfe-Korrektur definiert wird,
  • - für die Interpolations-Klassen (IK) des Klassenfeldes (16) anhand einer modifizierten zweidimensionalen Gewichtungs-Funktion (GH) Gewichtungs- Koeffizienten (ku) für die Bildschärfe-Korrektur berechnet werden,
  • - die berechneten Sätze von Gewichtungs-Koeffizienten (kM) für die Maßstabsänderung und von Gewichtungs-Koeffizienten (KU) für die Bildschärfe- Korrektur den einzelnen Teilfeldern (17) bzw. Interpolations-Klassen (IK) abrufbar zugeordnet werden,
    bei der Farbwert-Bearbeitung
  • - das Klassenfeld (16) einschließlich des Interpolations-Fensters (15) für die Maßstabsänderung über das Original-Rasternetz (13) verschoben wird bis jeweils ein Ausgabe-Bildpunkt (PA) des Ausgabe-Rasternetzes (14) innerhalb des verschobenen Klassenfeldes (16) liegt,
  • - das Teilfeld (17), in das der betreffende Ausgabe-Bildpunkt (PA) fällt, festgestellt sowie der Satz von Gewichtungs-Koeffizienten (kM) für die Maßstabsänderung der dem festgestellten Teilfeld (17) entsprechende Interpolations- Klasse (IK) aufgerufen wird,
  • - die Farbwerte (RA, GA, BA) des betreffenden Ausgabe-Bildpunktes (PA) im Ausgabe-Rasternetz (14) mittels des aufgerufenen Satzes von Gewichtungs- Koeffizienten (kM) für die Maßstabsänderung berechnet wird,
  • - für jeden Ausgabe-Bildpunkt (PA) Umfeldwerte (RAU, GAU, BAU) aus Farbwerten (RO, GO, BO) bzw. (RA, GA, BA) derjenigen Bildpunkte (PO bzw. PA) ermittelt werden, die in einem Umfeld um den betreffenden Ausgabe-Bildpunkt (PA) liegen, indem
    das Klassenfeld (16) einschießlich des Interpolations-Fenster (15) für die Bildschärfe-Korrektur über das entsprechende Rasternetz (13 bzw. 14) verschoben wird, bis jeweils ein Ausgabe-Bildpunkt (PA) des Ausgabe-Rasters (14) innerhalb des verschobenen Klassenfeldes (16) liegt,
  • - das Teilfeld (17), in das betreffende Ausgabe-Bildpunkt (PA) fällt, festgestellt sowie der Satz von Gewichtungs-Koeffizienten (kU) für die Bildschärfe-Korrektur der dem festgestellten Teilfeld (17) entsprechenden Interpolations-Klasse (IK) aufgerufen wird und die Umfeldwerte (RAU, GAU, BAU) aus den Farbwerten (RO, GO, BO bzw. RA, GA, BA) der jeweils innerhalb des Interpolations-Fenster (15) für die Bildschärfe-Korrektur liegenden Original-Bildpunkte (PO) und den Gewichtungs-Koeffizienten (kU) für die Bildschärfe-Korrektur berechnet werden,
  • - Differenzwerte aus den Farbwerten (RA, GA, BA) und den Umfeldwerten (RAU, GAU, BAU) gebildet werden und
  • - die Differenzwerte in wählbarer Stärke zu den Farbwerten (RA, GA, BA) hinzuaddiert werden, um bezüglich der Bildschärfe korrigierte Farbwerte (RAK, GAK, BAK) zu erhalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Maßstabsverkleinerung jeweils die innerhalb des vergrößerten Interpolations- Fensters (15) für die Bildschärfe-Korrektur liegenden Farbwerte (RA, GA, BA) des Ausgabe-Rasternetzes (14) zur Berechnung der Umfeldwerte (RAU, GAU, BAU) herangezogen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Maßstabsvergrößerung jeweils die innerhalb des vergrößerten Interpolations-Fensters (15) für die Bildschärfe-Korrektur liegenden Farbwerte (RO, GO, BO) des Original-Rasternetzes (13) zur Berechnung der Umfeldwerte (RAU, GAU, BAU) herangezogen werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Klassenfeld (17) die Größe einer Rastermasche des Original-Rasternetzes (13) aufweist und
  • - das Klassenfeld (17) schrittweise von Rastermasche zu Rastermasche verschoben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als zweidimensionale Gewichtungs-Funktion (GF) die Bessel-Funktion Jn(x) verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den einzelnen Interpolations-Klassen (IK) bzw. Teilfeldern (17) zugeordneten Sätze von Gewichtungs-Koeffizienten (kM, kU) durch Adressen abrufbar gespeichert sind, die jeweils den Ortskoordinaten der Teilfelder (17) in dem Klassenfeld (16) entsprechen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bi 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfelder (17) des Klassenfeldes (16) für die drei Farbanteile gleich groß sind.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Farbanteile (Rot, Grün, Blau) der Original-Bildpunkte (PO) sequentiell in aufeinanderfolgenden Abtastzeilen abgetastet werden, wodurch für jeden Original-Bildpunkt (PO) einer Abtastzeile jeweils ein Farbwert des Farbwert-Tripels (RO, GO, BO) erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit einer Änderung des Reproduktionsmaßstabes und einer Bildschärfe-Korrektur eine Korrektur eines durch die sequentielle Erfassung der Farbanteile entstandenen Farbversatzes mit Hilfe der für eine Maßstabsänderung ermittelten Gewichtungs- Koeffizienten (kM) durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Original-Rasternetz (13) in Rasternetze (13R, 13G, 13B) für die drei Farbanteile (Rot, Grün, Blau) zerlegt wird, die jeweils entsprechend dem Farbversatz um den Abstand (ZV) zweier Abtastzeilen (18) voneinander senkrecht zur Zeilenrichtung verschoben sind, wobei für jeden Original- Bildpunkt (PO) eines Rasternetzes (13R, 13G, 13B) jeweils nur ein Farbwert (RO, GO oder BO) erfaßt ist,
  • - das Interpolations-Fenster (15) für die Maßstabsänderung und das Klassenfeld (16) über die Rasternetze (13R, 13G, 13B) für die drei Farbanteile verschoben werden und
  • - die Farbwerte (RA, GA oder BA) der drei Farbanteile eines Ausgabe-Bildpunktes (PA) jeweils aus den innerhalb des Interpolations-Fenster (15) für die Maßstabsänderung liegenden Farbwerten (RO, GO oder BO) der Original-Bildpunkte (PO) in den Rasternetzen (13R, 13G, 13B) für die betreffenden Farbanteile und mit den Gewichtungs-Koeffizienten (kM) für die Maßstabsänderung derjenigen Interpolations-Klasse (IK) berechnet wird, in die der Ausgabe-Bildpunkt (PA) jeweils in den Rasternetzen (13R, 13G, 13B) für die betreffenden Farbanteile fällt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Klassenfeld (17) zur Bestimmung der betreffenden Interpolations-Klasse (IK) für die drei Farbanteile jeweils mit einem senkrecht zu den Abtastzeilen gerichteten Versatz (ZV) über die Rasternetze (13R, 13G, 13B) verschoben wird, der dem Abstand der Abtastzeilen (18) voneinander entspricht.
11. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die den einzelnen Interpolations-Klassen (IK) bzw. Teilfeldern (17) zugeodneten Sätze von Gewichtungs-Koeffizienten (kM, kU) durch Adressen abrufbar gespeichert sind, die jeweils den Ortskoordinaten der Teilfelder (17) in dem Klassenfeld (16) entsprechen und
  • - die jeweilige Interpolations-Klasse (IK) für die Farbanteile durch eine geänderte Adressierung ermittelt wird, die einem senkrecht zu den Abtastzeilen gerichteten Versatz (ZV) um den Abstand der Abtastzeilen (18) entspricht.
12. Einrichtung zur Bearbeitung von Farbwerten mit einer Abtast-Einheit (1) zur punkt- und zeilenweise, optoelektronischen Abtastung von Farbvorlagen und einer Farbwertbearbeitungs-Einheit (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Farbwertbearbeitungs-Einheit (2) zur Änderung eines Reproduktionsmaßstabes und zur Bildschärfe-Korrektur folgende Komponenten aufweist:
  • - einen Koeffizienten-Speicher (22) zur abrufbaren Speicherung von den einzelnen Interpolations-Klassen (IK) eines Klassenfeldes (16) zugeordneten Sätzen von Gewichtungs-Koeffizienten (kM) für eine Maßstabsänderung und von Gewichtungskoeffizienten (kU) für eine Bildschärfe-Korrektur,
  • - einen ersten Adreßgenerator (20, 21) zur Adressierung des Koeffizienten- Speichers (22),
  • - einen Farbwert-Speicher (29) zur Ablage der Farbwerte (RO, GO, BO) bzw. RA, GA, BA) der im jeweiligen Interpolations-Fenster (15) liegende Bildpunkte (PO bzw. PA),
  • - einen zweiten Adreßgenerator (27, 28) zur Adressierung des Farbwert- Speicher (29) und
  • - eine mit dem Koeffizienten-Speicher (22, 22a) und dem Farbwert-Speicher (29) verbundene Multiplizier/Akkumulier-Stufe (23) zur Gewichtung der Farbwerte (RO, GO, BO bzw. RA, GA, BA) der jeweils innerhalb des Interpolations- Fensters (15) liegenden Bildpunkte (PO bzw. PA) mit den einer Interpolations-Klasse (IK) zugeordneten Gewichtungs-Koeffizienten (kM bzw. kU) und zur Aufaddition (Akkumulation) der gewichteten Farbwerte.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbwertbearbeitungs- Einheit (2) eine zusätzliche Einheit zur Farbversatz-Korrektur aufweist.
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