Способ повышения контраста и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к.электронному изготовлению печатных форм с помощью графировальных приборов и сканирующих устройств. Цель изобретения - повышение качества записи .репродукции. Проходящая через апертуру диафрагмы 19 фона часть пучка 18 в фотоэлектронном преобразователе 20 преобразуется в первый сигнал 35,, W 00 00 со C3i со NU сн

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 6 03 F 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTY (DE) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21) 3498247/24-10 (22) 0!.10.82 (31) P 31394833 (32) 03.10.81 (33) DE (46) 15.04.88.Бюл. Р 14 (71) Др.-Инж.Рудольф Хелль ГмбХ (72) Уве Гаст (DE) (53) 778.19 (088,8) ,(56) Патент США 11 2691696, кл. 358-30, 1954.

„„SU„„1389694 . A3 (54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ КОНТРАСТА И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к. электронному изготовлению печатных форм с помощью графировальных приборов и сканирующих устройств. Цель изобретения — повышение качества записи репродукции. Проходящая через апертуру диафрагмы 19 фона часть пучка

18 в фотоэлектронном преобразователе 20 преобразуется в первый сигнал!

389694 фона, являющийся мерой средней яркости, ограниченной апертурой диафрагмы 19 фона и увеличенной относительно области считьвания. Второй электрический сигнал фона получают путем определения средней яркости дополнительно увеличенной второй области считьвания по сравнению с первой.

Считывающий блок 9 проводами. 16,21 н

24 соединен с блоком 29 коррекции, в котором из сигнала изображения пер" вого сигнала фона и второго сигнала фона получают сигнал коррекции. Сигнал коррекции прибавляют к сигналу изображения в сумматоре 30 для повышения контраста скачков плотности в оригинале. Полученный сигнал изображения индефицируют в ступени 32 градации B соответствии с потребностями процесса воспроизведения, усиливают в блоке 33 и подают на управление блоком 34 записи репродукции, производящим поточное и построчное воспроизведение оригинала 6 на материале

3 i воспроизведения. 2 с.п. Ф-лы, 3 з.п. Ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электронному изготовлению печатных форм с помощью графировальныхприборов и скаш|рующ!Их устройств, в частности к способу повышения контрастности при воспроизведении оригиналов и устройству для его осуществления.

Целью изобретения является повыше" ние качества записи репродукции.

На фиг.l изображена принципиальная схема электронного устройства для репродукции изображений; на фиг. 2 — различные области считьвания; на Фиг. 3 - Формы сигналов при несимметричном увеличении контрастнОсти» на Фиг, 4 фОрмы сиГHBJIQH при симметричном увеличении контрастности.

Барабан 1 для считывания и барабан

2 для воспроизведения механически соединены валом 3 один с другим и совместно приводятся во вращение мотором 4 в направлении стрелки 5. На барабане для считывания натянут оригинал 6, в котором могут быть полутоновые изображения, штриховые элементы и контуры шрифта ° Оригинал 6 поточечно освещается световой точкой 7.

При непрозрачном оригинале - отраженный, а при прозрачном оригинале— пропущенный свет, модулированный яркостной информацией оригинала 6, через считьвающий объектив 8 попадает на считывающий блок 9, в котором получают сигнал изображения 7, первый сигнал фона VI, и.второй сигнал ! фона V, Считывающее устройство дви2 жется вдоль оси в направлении стрелки 10 вдоль барабана 1 для считьвания, В приведенном примере выполнения

5 считьвающего блока 9 для черно-белых оригиналов на,пути лучей считьвающего объектива 8 установлено полупрозрачное зеркало 11,. которое из пучка

12 считываемого света отражает пучок 13, падающий на диафрагму элемен« та 14 изображения. Проходящая через отверстие диафрагмы элемента !4 изображения часть пучка 13 в фотоэлект- .

15 раином преобразователе !5 превращается в сигнал изображения V вьщав» ваемый по линии 16. Сигнал изображения является мерой яркости элементарной точки иэображения, области считы2п ван!ня на оригинале 6, величина которой определяется апертурой диафрагмы точки изображения.

Второе полупрозрачное зеркало 17 в ходе луча считывающего объекта 8

25 вьщеляет из пучка 12 считьваемого света второй пучок 18. Этот пучок падает на первую диафрагму фона !9, апертура которой больше, чем у диафрагмы точки изображения. Проходящая

30 через апертуру первой диафрагмы фона !

9 часть второго пучка 18 в фотоэлектронном преобразователе 20 преобразуется в первый сигнал фона V® и выдается по линии .21. Первый сигнал Фона VU) Является МероН средней яркости, ограниченной апертурой первой диафрагмы Фона 19 и увеличенной относительно .элементарной области !

1389694 считывания (первый фон), т.е. дает среднюю яркость области, окружающей элемент изображения.

Прошедший через полупрозрачное зеркало 17 луч 12 света считывания, падает через апертуру второй диафрагмы фона 22 на фотоэлектронный преобразователь 23 и преобразуется там во второй сигнал фона V„, выдаваемый по линии 24. Апертура второй диафрагмы фона 22 больше, чем первой диафрагмы фона 19, так что охватывается большая окрестность точки иэображения (BTopoH Фон) вокруг фактичес- f5 кой точки изображения.

На фиг.2 приведены элементарная область 25 считывания (точка изображения), а также концентричная ей первая область 26 считывания (пер- 2р вый фон) и вторая область 27 считывания (второй Фон) на оригинале 6, принятые здесь квадратной формы. Области считывания могут однако иметь форму круга или,любую другую форму. 25

На фиг.2! приведена также линия 28 контура на оригинале 6 (переход от светлого к темному), которая вследствие относительного движения оригинала 6 и считывающего устройства 9. дви-. 3р гается в направлении Х.

На фи . 3 и 4 показаны диаграммы (А), (В) и (С) сигналов изображения

Ч . первого сигнала фона Vö, и второго сигнала фона V< в зависимости от пути Х, по которому в соответствии с фиг.2 контурная линия 28 проходит через области считывания.

Изобретение не ограничено приведенным примером выполнения считы- 4р вающего блока 9 для одновременного восприятия фона.

В оптической схеме вместо полупрозрачных зеркал могут быть использованы кольцевые зеркала orðàíè÷å- 45 ния, в которых отверстие в центре зеркала ограничивает область считьг" вания или точку изображения, а кольцевая поверхность определяет область фона. Для одновременного восприятия окрестностей точки изображения блок 9 считывания может быть оборудован строками фотодиодов или матрицей фотодиодов. Другая форма выполнения считывающего устройства 9 состоит из обычного считывающего элемента, который генерирует лишь сигнал изображения. В запоминающих устройствах строк, которые включены после считывающего элемента, на время запоминают величины сигналов иэображения нескольких из считанных рядом с фактически считываемой строкой строк или частей строк изображения.

После считывающего органа может быть включено запоминающее устройство все. го изображения, в котором запомнены все значения.

Вместо считывающего устройства для черно-белого считывания может быть применено считывающее устройство для цветного считывания °

Считываюций блок 9 (фиг.1) проводами 16,21 и 24 соединен с блоком 29 коррекции, в котором из сигнала изображения Ч„, первого сигнала фона

Vö, и второго сигнала фона V ïoëóчают сигнал коррекции V Сигнал коррекции прибавляют к сигналу изображения V в сумматоре 30 для повышения контрастности скачков плотности в оригинале или для получения более крутых фронтов скачков сигнала изображения. Полученный сигнал изображения Va индефицируют в ступени 31 и

32 градации в соответствии с потребностями процесса воспроизведения, усиливают в оконечном усилителе 33 и подают на управление блоком 34 записи репродукции, который производит поточечные и построчное воспроизведе-. ние оригинала 6 на материале 35 воспроизведения, находящемся на барабане 2 воспроизведения.

Для получения печатного растра сигнал изображения в оконечном усилителе 33 модулируют сигналом растра Ч, поступающим по проводу 36.

Блок 34 записи репродукции движется вдоль оси в направлении стрелки !О вдоль барабана 2 воспроизведения. Устройство подачи для считывающего устройства 9 и воспроизводящего органа не изображены.

Если описанный прибор воспроизведения является гравирующ им прибором для изготовления печатных форм, блок 34 записи репродукции является гравировальным органом с гравировальным резцом в качестве режущего инструмента для растровых точек, или генератором луча высокой энергии, луч которого образует точки растра sa счет испарения материала.

Если же используют сканирующий оптический воспроизводящий орган, то блок 34 записи репродукции представ,1389ф94 (1) 20 ляет собой модулируемый по яркости сигналом изображения источник света, который созцает растровое или нерастровое воспроизведение на пленочном материале.

Ниже будет подробно разъяснена работа блока 29 коррекции для формирования сигналов коррекции V„.

Блок 29 коррекции имеет три раэностных каскада, представляющие собой регулируемый по усилению дифференциальные усилители 37, 38 и 39, в которых из сигнала изображения

V» первого сигнала фона Vö, и вто--. 15 рого сигнала фона V1, 4îðìèðóþò следующие три раэностных сигнала V, 1 . Ч.) и Ч на проводах 40,41 и 42

= g1(V„-V„) 1

Ч,1, = g (Vb-V))g ), Ч,), = 6 > >(Чц, -- Ч u )

На фиг. 3 и 4 приведены диаграммы (д), (к) и (Г)1 соответствующие разностным сигналам Ч1, Ч,1 и Ч) ° 25

1 z. 1

1(оэффициенты g,; g g соответствуют коэффициентам усиления разностных усилителей 37,38 и 39.

Разностные сигналы V, Ч,1 и

1 z

Ч1 через коммутатор 43 подводят к 30 первому каскаду 45 объединения. В коммутаторе 43 посредством переключателей 44 на первый каскад 45 объединения подключают те разностные сигналы, которые должны участвонать

35 н формировании сигнала коррекции

V За счет выбора соответствующих равностных сигналов V, V и Ч,1 г з можно достичь симметричного или несимметричнрго подъема контрастности 40 на коптурах или получить более крутые сканки сигнала изображения, причем в случае симметричной .установки положительная и отрицательная амплитуда сигнала коррекции по величине 45 одипаконы, а в случае несимметричной установки разли гн.

В первом каскаде 45 объединения из выбранных разностных сигналов

; Ч„ ; Ч 1, получают вспомогательный сигнал Ч1, После обьединительной

50 ступени включен отключаемый инвертор 46, который при необходимости ин" вертирует знак вспомогательного сигнала, прежде чем во втором каскаде объединения 47 будет сформулирован сигнал коррекции Ч1, из первого равпостного сигнала Ч1, и нспомогательного сигнала Ч)1 с уравнением.

= V в соответствии

ЧЬ Vdú 1 (3)

V> Ч,1 - V . (4)

Вид сигнала по уравнению (Э) приведен на диаграмме фиг.3. Иэ уравнений (2) и (3) получают сигнал коррекции в виде

Ч„-Ч,+ЧЬЧ (5) или

v„= g,(v -÷„) (I + (ч, — ч, )).

Вид сигнала коррекции -Ч по уравне-

М нию (5) показан на диаграмме (Н) фиг.3. Вид сигнала по диаграмме 49а получают при сложении, а показанный пунктиром вид сигнала 49в получают при вычитании разностного сигнала

V, и вспомогательного сигнала Ч11, О3 причем в случае сложения инвертора

46 закорочен.

Диаграмма (1) фиг.Э показывает результат несимметричного обострения сигнала изображения V при скачке сигнала 50 изображения, который возникает при переходе контура с "черного" к "белому" на оригинале,. Видно, что за счет отношения амплитуд сигнала коррекции V или эа счет формироначия суммы или разности раэностного сигнала Ч, и вспомогательного сигнала V> можно задать, будет ли подчеркиваться крутизна изменений сигнала изображения Vb после белоФ

11 го" (ход 51) или же после "черного" (ход 52).

V„ . ()

Величина корректирующего сигнала Ч„ может быть установлена посредством изменения усиления в каскаде 47 объединения с помощью потенциометра 48, В примере выполнения первый каскад 45 объединения является умножителем, так что вспомогательный сигнал получают н виде произведения выбранных разностных сигналов. Имеются также и другие типы объединения разностных сигналов, например суммированием илн вычитанием, для получения вспомогательного сигнала.

Рассмотрим несимметричное повышение контрастности. Для несимметричного повышения крутизны сигнала изображения вспомогательный сигнал Ч1, формируют согласно уравнению (3} или (4) 1389694

Инвертирование вспомогательного сигнала Ч1, в инверторе 46 можно сделать также зависимым от того, идет ли скачок сигнала с черного к беII

5 лому или наоборот.

Рассмотрим теперь симметричное повышение контрастности. Для симметричного обострения сигнала изображения V первый каскад 45 объединеЬ ния умножает все три разностные сигналы Ч; ЧС1 и Ч ., Vh = Y,. Ч ° Ч, (6)

Ход вспомогательного сигнала Ч покаh зан на диаграмме (К) (фиг.4). Сигнал

I коррекции V„, который показан на диаграмме (1) (фиг.4), получают из уравйений (2) и (6)

1 V„= V i Ч, Ч - Ч

= g,(;I „, ) (I +- gz (V>- „) x х а (V„, — V„)3. (7)

Диаграмма (M) фиг. 4 показывает результат симметричного обостроения сигнала иэображения Vb при скачке сигнала 50.

Из диаграммы (I) фиг.З и диаграммы (М) фиг.4 видно, что за счет использования второго сигнала фона при формировании сигнала коррекции

"спад" или "нарастание" от максимального или минимального значения сигнала изображения Ч получают сущест b венно более крутым, .чем при известных способах коррекции. С одной сто35 роны уменьшается эффективная ширина" обострения и значит ширина мешающих каемок, например вокруг шрифтовых, укаэанные операции производят 4О цифровыми методами.

Формуле из обре тения

1. Способ повьппения контраста иэображения при воспроизведении оригиналов, при котором формируют электрический видеосигнал поточечным и построчным считыванием оригинала, формируют первый электрический сигнал фона, определяют первый разностный электрический сигнал, вычитая из электрическоговидеосигнала пер- " вый сигнал фона, и с помощью первого электрического сигнала фона йолучают сигнал коррекции, а затем наложением сигнала коррекции на электрический видеосигнал получают откорректированный электрический видеосигнал, который используют для получения репродукции с повышенным контрастом изображения, о тлич ающийс я тем, что, с целью повышения качества записи репродукции, первый электрический сигнал фона формируют путем определения средней яркости увеличенной первой области считывания вокруг считанных точек на оригинале, дополнительно получают второй электрический сигнал фона путем определения средней яркости дополнительно увеличенной второй области считывания по сравнению с первой областью считывания, дополнительно получают второй электрический разностный сигнал, вычитая второй электрический сигнал фона из электрического видеосигнала и третий электрический разностный сигнал, вычитая второй электрический сигнал фона из первого электрического сигнала фона„ - затем путем умножения или сложения абсолютных величин первого разностного сигнала по меньшей мере с одним из других разностных электрических сигналов получают дополнительно вспомогательный электрический сигнал, сложением которого.с первым электрическим разностным сигналом получают сигнал коррекции.

2. Способ по п.1, о т л и ч е юшийся теь(, что, с целью получения различных полож«тельных и отрицательных амплитуд электрического сигнала коррекции цля несимметричного повьппения контраста, вспомогательный сигнал инвертируют или не инвертируют перед его суммированием с первым электрическим разностньи сигналом.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения одинаковых положительных и отрицательных амплитуд электрического сигнала коррекции для симметричного повышения контраста, вспомогательный электрический сигнал образуют умножением или сложением абсолютных величин всех электрических разностных сигналов.

4. Способ по пп. 1-3, о т л ич а ю шийся тем, что электр«ческие разностные сигналы между собой перемножают или суммируют в соответствии с величинами «х абсолютных значений с различными весовыми коэффи-. циентами.

9 138969

5. Устройство для повышения контраста при воспроизведении сигнала, содержащее считывающий блок с фотоэлектронным. преобразователем., для формирования видеосигнала, йервый датчик сигнала фона и блок коррекции с первым разностным каскадом, который соединен не инвертирующим и инвертирующим входами соответственно с выходом считывающего блока и выходом первого датчика сигнала фона, и сумматор, первый вход которого подключен к выходу считывающего блока, другой вход которого подключен к вы-,15 ходу блока коррекции, а выход - к записывающему репродукцию блоку, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества записи репродукции, введен второй датчик сиг- 20 нала фона, при этом оба датчика сигнала фона выполнены в виде датчиков яркости, увеличенных относительно

lj io точки считываемого изображения областей считывания, а блок коррекции снабжен вторым разностным каскадом, неинвертирующие и инвертирующие входы которого соединены сооТветственно с выходами считывающего каскада и второго датчика сигнала фона, третьим разностным каскадом, неинрертирующие и инвертирующие входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго датчиков сигнала фона, а также последовательно соединенными коммутатором, первым каскадом объединения, инвертором с параллельно соединенными ключом и вторым каскадом объединения, другой вход . которого подключен к выходу первого разностного каскада, причем выходы разностных каскадов соединены с соответствующими входами коммутатора, а выход второго каскада объединения является выходом блока коррекции.

Уб

1389694

Составитель А.Добрыднев

Редактор А.Долинич Техред Л.Сердюкова

Кор рек то р M. Демчик

Заказ 1589/59 Тираж 442 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4