DE2822718A1

DE2822718A1 - Farbmessgeraet fuer einen farbkopierer

Info

Publication number: DE2822718A1
Application number: DE19782822718
Authority: DE
Inventors: Taizo Akimoto; Eiichi Asai; Kazuo Shiota; Koji Takahashi
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1977-05-25
Filing date: 1978-05-24
Publication date: 1978-12-07
Also published as: JPS53145622A; JPS6110817B2; US4244655A

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Messung einer bestimmten Farbe eines Farbnegativs oder -originals und insbesondere ein Gerät zur Feststellung der Tatsache, ob eine bestimmte Farbe, die in besonders guter Qualitat reproduziert werden soll, wie beispielsweise eine Hautfarbe, in den Farbnegativen oder -originalen vorhanden ist oder nicht.

Es ist im allgemeinen wünschenswert, auch von Farbnegativen oder -originalen mit schlechter Farbausgewogenheit und -dichte Farbabzüge mit richtigem Farbgleichgewicht und -dichte herzustellen. Abhängig vom photographierten Gegenstand ist es gleichzeitig oft wünschenswert, daß eine bestimmte Farbe, wie eine Hautfarbe, das Grün eines Rasens*oder das Blau von Himmel oder Wasser besonders gut wiedergegeben werden. Mit anderen Worten, Farbpositive, bei welchen diese besonderen Farben nicht in ausreichend guter Qualität wiedergegeben sind, werden in der Regel als ungenügend angesehen. Es wurde durch eine Untersuchung festgestellt, daß auf Farbnegativen in etwa 80 % aller Fälle Personen abgebildet sind. Es ist daher ein besonderes Bedürfnis, Hautfarben in guter Qualität und naturalistisch wiederzugeben.

Es ist bereits bekannt, daß sogar von Farbnegativen mit ungenügendem Farbgleichgewicht und -dichte Farbabzüge mit befriedigendem Farbgleichgewicht und -dichte erhalten werden können, indem die Belichtungszeit des photographischen Farbkopiergeräts entsprechend gesteuert wird.

Zur Bestimmung der Belichtungszeit des Farbkopiergeräts * das Weiß des Schnees

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sind bereits verschiedene Methoden bekannt und werden praktisch angewandt. Beispielsweise ist aus der US-Patentschrift 2 571 697 ein Kopiersystem bekannt, bei welchem die Intensität der Kopierlichtquelle während der Rot-, Grün- und Blaubelichtung auf bestimmten Niveaus einreguliert wird, welche die sich ergebende integrierte Durchlässigkeit auf ein etwa neutrales Farbglexchgewicht, z.B. "grau" normalisiert. Mit diesem Kopiersystem werden für den Großteil der Negative eines bestimmten Filmtyps befriedigende Ergebnisse erzielt. Es ist ebenfalls bekannt, die Korrekturgröße der Rot-, Grün- und Blaubelichtung, basierend auf einer linearen Kombination der Durchlässigkeits-Dichten großer Flächenbereiche von rot, grün und blau des zu kopierenden Originals einzuregulieren (LATD-Verfahren).

Da die vorbeschriebenen bekannten Kopiersysteme alle auf integralen Durchlässigkeitsmessungen beruhen, die über den gesamten riächenbereich des Originals durchgeführt werden, sind die erzielten Positive nicht in jedem Fall befriedigend. Wenn beispielsweise der Hintergrund eines bestimmten Objektes vornehmlich rot (roter Vorhang oder Möbel), grün (grünes Gras oder Blattwerk) oder blau (blauer Himmel oder Wasser) ist, wird eine Farbkorrektur, die uich nur auf das voigemannte LATD-Verfahren stützt, ungenügend. Dieses Problem ist als "Farbfehler" bekannt.

Wenn weiterhin der Hintorgrund des hauptsächlich photographierten Objektes sehr hell oder sehr dunkel ist, gibt die bekannte Korrektur, die auf integrierten Durchlässiykeitsdichten beruht, keine beiri (Klagenden Ergebnisse. Wenn boiapielsweise das Objekt mit einem im Hintergrund angeordneten Licht oder mit einem Blitz-

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licht photographiert wurde, ergibt die bekannte Korrektur ein unbefriedigendes Ergebnis. Dies; ist als "Dichtefehler" bekannt.

Aus durchgeführten Versuchen ergab «ich, daß bei einem Farbkopierverfahren unter Verwendung des LATD-Kopiersystems die Ausbeute an befriedigenden Farbpositiven etwa 70 % aller erhaltenen Bilder betrug.

Es ist ebenfaLls bekannt, die Belichtungszeit eines Kopiergerätes, basierend auf den gemessenen Dichten getrennter Bereiche des Farboriginals abzustellen, wobei die Gesamtfläche des OriginaLs in obere und untere, rechte und linke sowie mittlere und Randbereiche aufgeteilt wird. Die Belichtung wird dann durch eine Kombination des LATD-Verfahrens und der Farbdichten der verschiedenen Flächenbereiche ermittelt. Bei diesem System ist die Ausbeute ausreirhend guter Farbpositive etwas höher. Da jedoch bei diesem System die Farbdichte des hauptsächlich photogruphierten Objektes nicht genau gemessen wird, ist auch die durchgeführte Korrektur nicht immer optimal.

Um die vorbeschriebenen Probleme im Zusammenhang mit einem photographischen Farbkopiervei-fahren zu lösen, wurde bereits ein neues Verfahren zum F.ubkup leren vorgeschlagen, bei we Lchem die FarbnegaL ι ve, basierend auf einer vorbestimmten speziellen Farbe kopiert, wurden, wenn die Farbnegative bzw. das photograph!er te Objekt )() diese Farbe aufwies. Die Farbnegative odet originale wurden gemäß dem LATD-Verfahren oder derg1. kopiert, wenn das hauptsächlich photographierte Objekt keine besondere Fat be aufwies (US-Pat eritaniiie ldimg iiOii ')() 5 und öl/ Üb')) .

RO904D/ÜÖJ

Um dieses Verfahren auszuführen müssen die zu kopierenden Farbnegative dahingehend geprüft werden, ob die bestimmte; Farbe die B'arbe des hauptsächlich photographierten Objektes ist.
5

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Farbmeßgerät zu schaffen, das in der Lage ist, zu bestimmen, ob eine bestimmte Farbe in den Farbnegativen oder Originalen vorhanden ist oder nicht.

Erfindungsgemüß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die RoL-, Grün- und Blaudichten einer großen Anzahl von Punkten einer bestimmten Farbe gemessen werden, wobei man 1indet, daß die Farbdichten dieser Punkte mit der bestimmten Farbe innerhalb eines Ellipsoids liegen, wenn sit! in ein dreidimensionales Koordinatensystem eingetragen werden, dessen Achsen die RoL-, Grün- und Blaud ichten darstellen. Der Mittelpunkt des Ellipsoids ist ein Punkt mit den Koordinaten R, G und B, wobei R, G und B die Durchschnittswerte der Rot-, Grün- und BlaudichLen aller Meßpunkte bedeuten. Wenn dalier ein Punkt Rot-, Grün- und Blaudichten solcher Größe aufweist, die in das Ellipsoid hineinfallen, kann für diesen Punkt stat intisch bestimmt werden, daß er die 5 bestimmte Färbt! besitzt.

Die El 1 i psnidi! mit dem Mittelpunkt bei K, G und B werden dm rfi die tolgende allgemeine Funnel wiedergegeben.

JO dS" ^ C ι, (U-H) ^J ι· 2Cj , (B-B) · (G-G) t C₁, (G-G) ¹

l· JC [C-I]) ■ IU-H) *■ C (R-R)" f 2C (R-R) ■ (B-B)

3 Π ') B 4

In der Formel ist dS eine Konstante, die statistisch bestimmt wird, wie nachfolgend noch genauer beschrieben wird.

Wenn die Rot-, Grün- und Blaudichten eines Punktes, welche die rechte Seite der Formel ergeben, einen Wert aufweist, der kleiner als ein vorbestimmter Wert

von dS ist, so bedeutet das, daß der Meßpunkt die bestimmte Farbe aufweist. Die bestimmten Farben werden daher durch entsprechende Ellipsoide in dem dreidimensionalen Koordinatensystem dargestellt, wobei die Achsen des Koordinatensystems die Rot-, Grün- und Blaudichten darstellen. Um zu bestimmen, ob ein Meßpunkt die bestimmte Farbe aufweist oder nicht, werden die Rot-, Grün- und Blaudichten dieses Punktes gemessen und geprüft, ob diese Dichten in das Ellipsoid hineinfallen, welches die bestimmte Farbe definiert.

Genauer gesagt, das erfindungsgemäße Farbmeßgerät weist eine Einrichtung zur Messung der Farbdichte auf, mit welcher die Rot-, Grün- und Blaudichten mehrerer Punkte des Farbnegativs gemessen worden, weiterhin eine Normalisierungsschaltung, welche die Ausgangssignale der Meßeinrichtung in Abhängigkeit dos Gamma-Wortei; und dor Empfindlichkeit des Negativs normaliinert bzw. nomiieit und weiterhin eine? I'arbi dent i fi zi orsehal t ung, mit welcher bestimmt wild, ob die noi mal i i;i ei t en Werte dei Iai 1x1 ichten in ein bestimmte:; Ellipsoid hinoinl al 1 on odoi nicht. Die Farbidont i f i ζ j ersclial t ung weist ti i nc? Koehon:;chal t.ung auf,

2 die für die normalisierten Weite dii berechnet und einen

2 Komparatoi, welcher den beiechnoton Woii von dS mit einer vorbestimmten Konstante; vorgleicht..

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Wenn der berechnete Wert für dS kleiner als die Konstante ist, gibt die Farbidentifzierschaltung beispielsweise ein binäres "1"-Signal ab, welches anzeigt, daß der Meßpunkt die bestimmte Farbe aufweist.

Die Anzahl der Punkte, die eine bestimmte Farbe aufweisen, wird gezählt und wenn die Summe eine bestimmte Zahl übersteigt, wird daraus geschlossen, daß das Negativ einen dominierenden Bereich bestimmter Farbe aufweist und daß diese Farbe die Farbe des hauptsächlich abgebildeten Objektes ist.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 Elliosoide_r velche eine Hautfarbe in einem dreidimensionalen Koordxnatensystem definieren, wobei die Achsen des Systems die .Rot-, Grün- und Blaudichten darstellen,

Fig. 2 ein Blockschaltbild, das eine Ausführungsform eines Belichtungssteuersystems für einen Farbkopierer zeigt, bei dem ein Farbmeßgerät verwendet wird, um eine bestimmte Farbe fest

zustellen,

Fig. 3 die perspektivische Ansicht eines Abtasters, der bei dem Gerät nach Fig. 2 verwendet werden kann,

Fig. 4 ein Schaltbild eines Verstärkers, einer Abfrageschaltung und einer log-ümwandlungsschaltung, die zusammen mit dem Gerät nach Fig. 2 verwendet werden können,

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Fig. 5 das Schaltbild einer Normalisierungsschaltung, das bei dem Gerät nach Fig. 2 verwendet werden kann,

Fig. 6 das Schaltbild einer Ausführungsform einer Farbidentifizierschaltung, die verwendet werden kann, wenn die bestimmte Farbe durch ein Ellipsoid definiert ist, und

Fig. 7 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Farbidentifizierschaltung, die verwendet werden kann, wenn die bestimmte Farbe durch ein von geraden Linien umgrenztes Ellipsoid definiert ist.

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Nachfolgend wird ein Bespiel des Verfahrens zur Bestimmung des Bereichs mit einer bestimmten Farbe beschrieben, zunächst für den Fall einer Hautfarbe.

Es wurde ein Macbeth-Dichtemesser verwendet, um bei einer Reihe von bei Tageslicht photographierten Farbnegativen eine große Anzahl von Punkten mit Hautfarbe zu messen. Die Größe des jeweils abgetasteten Bereiches betrug 1 mm im Durchmesser. Die durchschnittlichen Rot-, Grün- und Blaudichten waren 0,923, 0,903 bzw. 0,862.

Die Ergebnisse der Messung ergaben, daß die Rot-, Grün- und Blaudichten R, G und B eine dreidimensionale Gauss-Verteilung um -.:inen jeweils mittleren Punkt (R, G, B) aufwiesen, wobei R, G und B die durchschnittlichen Werte der Rot-, Grün- und Blaudichten darstellen. Da die drei Gauss-Verteilungen nicht identisch sind, liegen die Rot-, Grün- und Blaudichten der Hautfarbe innerhalb eines Ellipsoids, dessen Mittelpunkt die Koordinaten der durchschnittlichen Werte dei drei Farbdichten besitzt.

Das Ellipsoid kann durch die folgende allgemeine Formel dargestellt werden:

dS² »

a..X.X.

wobei α.. eine Konstante ist und

= B - B,

= G - G und X₃ = R - R.

Die Formel kann wie foLgt ausgedrückt werden dS² = C_ndB² t 2C_]2dB'dG *■ C₂₂dG² <- 2C_2JdG«dR *■ C _}dR²

2C_3]dR'(lB

,2)

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Da dB
dB

X₁, dG =
B - B, dG

und dR = X₃, G-G und dR

= R - R.

In der Formel (2) ist C.. ein Element einer inversen Matrix der folgenden Varianz-Kovarianzmatrix

A =

[-Var(B) Cov(B,G) Cov(R,B) Cov(B, G) Var(G) Cov(G,R)

LCov(R,B) Cov (G,R) Var(R) -I

wobei

Var	(B)	=	1	1
Var	(G)	=	N-1	~¹
Var	(R)		1	1
Cov	(B,		N-1	" N-1
Cov	(G,	G)	1
		R)	N-1	1
τη	-B

(Bi (Gi

- 2 B)

i= 1

N Z

Σ (Gi - G) (Ri - R)

- 2 G) *

- 2 R)

(Bi - B) (Ci - G)

(Ri - R) (Bi - B)

N ist dabei die Nummer der Meßpunkte und Bi, Gi und Ri die Dichten der betreffenden Farben an den Stellen mit Hautfarbe.

In Formel (1) ändert sich die Größe des Ellipsoids mit dem Wert von dS . Wenn das Ellipsoid groß ist, enthält die hautfarbige Fläche alle Farbpunkte, wird jedoch auch

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nicht-hautfarbene Stellen mitumfassen. In diesem Fall wird die Hautfarbe immer als solche gemessen, andererseits wird auch eine Nicht-Hautfarbe als quasi Hautfarbe gemessen. Wenn das Ellipsoid zu klein wird, wird die Auflösung zu fein und es treten Fälle auf, in welchen Hautfarbe als Nicht-Hautfarbe gemessen wird. Wenn

der Wert dS so gewählt wird, daß 95 % der Eingangsdaten von dem in Fig. 1 dargestellten Ellipsoid FL1

2 umfaßt werden, wird der Wert von dS 7,81. Für diesen Fall ergibt sich

B = 0,862, G = 0,903 und R = 0,923, und

'ij

310	,1	-486	,4	197	,7
-486	,4	1150	,4	-745	,5
_ 197	,7	-745	,5	629	,5

Die vorstehenden Ergebnisse wurden aus bei Tageslicht photographierten Farbnegativen erhalten. Wenn Farbnegative bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen photographiert werden, wie beispielsweise Wolframlicht oder Fluoreszenzlicht, verschieben sich die Verteilungen der drei Farbdichten gegenüber denjenigen der mit Tageslicht photographierten Negative. Beispielsweise verschiebt sich der Bereich der Hautfarbe von FL1 nach FL2 in Fig. 1, für den Fall, daß die Negative bei Wolframlicht photographiert werden. Für den Fall, daß die Negative bei fluoreszierendem Licht photographiert werden, verschiebt sich der Bereich der Hautfarbe von FL1 nach FL3.

Bei allen negativen, gleich ob sie bei Tageslicht, Wolframlicht oder fluoreszierendem Licht photographiert sind,

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weisen fast alle Punkte mit Hautfarbe Rot-, Grün- und Blaudichten auf, die in eines der drei Ellipsoide PL1, FL2 undPL3 fallen. Wenn die drei Farbdichten einer großen Anzahl von Meßpunkten eines bestimmten Negativs beispielsweise in das Ellipsoid FL1 fallen, kann daraus geschlossen werden, daß das Negativ mit Tageslicht aufgenommen worden ist.

Ein Punkt wird dann als fleischfarbig gemessen, wenn die Werte seiner Rot-, Grün- und Blaudichten so sind,

2
daß der Ausdruck dS nicht größer als eine bestimmte Konstante K wird, beispielsweise 7,81.

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Andere Farben als Hautfarben können ebenfalls unter Verwendung von Bereichen in einem Parbkoordinatensystem in ähnlicher Weise definiert werden. Ob die gemessenen Farbdichten eines Punktes in einen bestimmten Bereich fallen oder nicht wird durch eine Rechnung bestimmt, wie nachstehend beschrieben wird.

Fig. 2 stellt ein Blockdiagramm einer beispielsweisen Ausführung eines Belichtungssteuersystems eines Farbkopierers unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Farbmeßgerätes zur Bestimmung einer bestimmten Farbe dar.

Ein Farbnegativ wird von einem Abtaster 1 abgetastet und das durch das Farbnegativ gelangende Licht (oder das von der Oberfläche des Negativs reflektierte Licht) in drei Farben aufgeteilt, d.h. rot, grün und blau. Diese Aufteilung wird mittels eines die drei Farben trennenden optischen Elements vorgenommen. Das Licht jeder Farbe wird im Hinblick auf seine Dichte in einem separaten Photovervielfacher 2 gemessen.

Die Ausgangssignale des Photovervielfachers 2, die den entsprechenden getrennten Lichtfarben entsprechen, werden in einem Verstärker 3 verstärkt und in einer Abfrageschaltung 4 abgefragt. Das Abfragen der Abfrageschaltung wird von Impulsen aus einer Abtaststeuerschaltung 5 gesteuert, welche ebenfalls die Abtasteinrichtung des Abtasters 1 steuert, so daß die Abfraguncr mit dem Abtaster 1 synchronisiert wird. Ein Farbnegativ wird

JO daher an mehreren Stellen gemessen, die einen gleichen Abstand voneinander aufweisen und in einem bestimmten Muster angeordnet sind. Für den Fall eines Negativs mit einer Rahmengröße von 24 mm χ 36 mm, werden 748 Punk-

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te (22 χ 34) jeweils mit einem Durchmesser von 1 mm in Abständen von 1 mm abgetastet. Die in der Abfrageschaltung 4 gespeicherten Abtastsignale werden in eine log-ümwandlerschaltung 6 eingespeist, wo sie logerithmiert und die Rot-, Grün- und Blaudichten (R, G, B) jedes gemessenen Punktes berechnet werden. Genauer gesagt wird log = berechnet (T: Transparenz).

Die berechneten Dichten R, G und B werden an eine Normalisierschaltung 7 geführt, wo sie abhängig von Signalen aus einer Filmtypeingabeeinrichtung 8, die unterschiedliche Signale abhängig vom Gamma-Wert und der Empfindlichkeit des Negativs abgibt, linearisiert werden. Wie bereits vorstehend erwähnt, ergeben Farbfilme unterschiedlicher Gamma-Werte und Empfindlichkeiten unterschiedliche Farbdichten, sogar wenn ein und dasselbe Objekt unter gleichen Bedingungen photographiert wird. Die berechneten Farbdichten werden daher in der Normalisierschaltung 7 normalisiert, so daß für ein und dieselbe Belichtung gleiche Werte erzielt werden, unabhängig von der Art des verwendeten Films.

Die normalisierten Werte der Rot-, Grün- und Blaudichten für jeden gemessenen Punkt werden dann einer Farbidentifizierschaltung 9 aufgeschaltet, in welcher unter Verwendung der normalisierten Werte in der vorbeschriebenen Berechnung festgestellt wird, ob der gemessene Punkt eine bestimmte Farbe aufweist oder nicht.

Wenn die Farbidentifizierungsschaltung 9 feststellt, daß der Meßpunkt eine bestimmte Farbe aufweist, gibt die Schaltung 9 ein binäres "1"-Signal ab. Andernfalls gibt sie ein binäres "0"-Signal ab. Das aus der Schaltung 9 stam-

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mende Signal wird zusammen mit den normalisierten Werten der Rot-/ Grün- und Blaudichten jedes Meßpunktes an eine Interface- bzw. Schnittstelle 15 gegeben und in einem Speicher 16 unter einer Adresse abgespeichert, welche durch ein Meßstellensignal bestimmt wird, das von der Abtaststeuerschaltung 5 zur Schnittstelle 15 gegeben wird.

Die Anzahl der binären "1"-Ausgangssignale wird von einem Zähler 17 aufaddiert und wenn die Anzahl der binären "1"-Signale eine bestimmte Größe übersteigt, gibt der Zähler 17 ein Signal ab, das über die Schnittstelle zur CPU (zentralen Recheneinheit) 18 weitergegeben wird.

Wenn die Summe der binären "1"-Ausgangssignale der Identifizierungsschaltung größer als eine bestimmte Zahl wird, gibt der Zähler 17 ein Steuersignal an den Speicher 16 um die dort gespeicherten Daten auszulesen. Bei dieser Gelegenheit werden nur diejenigen Daten an die zentrale Recheneinheit 18 weitergeleitet, die denjenigen Punkten entsprechen, welche eine bestimmte Farbe aufweisen. Die zentrale Recheneinheit 18 errechnet die entsprechenden durchschnittlichen Farbdichten der drei Farben (R, G, B) der speziellen Farbpunkte. Die durchschnittlichen Farbdichten R, G und B werden an das Belichtungssteuersystem des Farbkopierers weitergegeben, um die Belichtung entsprechend zu steuern. Das Objekt mit der festgestellten bestimmten Farbe wird somit in guter Farbqualität wiedergegeben.

Wenn die Summe der Meßpunkte mit einer bestimmten Farbe nicht größer ist als eine bestimmte Zahl, wird das Farb-

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negativ entsprechend dem bekannten LATD-Kopierverfahren oder einem anderen Verfahren kopiert.

Wenn die erfindungsgemäße Farbmeßeinrichtung getrennt von einem Farbkopierer angeordnet ist, werden die Daten auf einem Magnetband oder Lochstreifen gespeichert und der Farbkopierer durch Band bzw. Streifen gesteuert.

Mit dem erfindungsgemäßen Gerät kann mehr als eine vorherrschende Farbe bestimmt werden. Wenn festgestellt wird, daß zwei oder mehr solcher vorherrschender Farben im Negativ vorhanden sind, sollte das Negativ aufgrund der Farbdichten einer dieser Farben kopiert werden. Die Feststellung des Vorhandenseins einer vorherrschenden Farbe kann entsprechend der Zahl der Meßpunkte einer bestimmten häufig wiederkehrenden farbe bestimmt oder nach dem Prioritätssystem ausgewählt werden.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines Abtasters, der bei einem speziellen Farbmeßgerät gemäß der Erfindung verwendet werden kann.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Abtaster wird das Licht einer Lichtquelle 20 durch einen engen Schlitz 21 in seiner Breite begrenzt. Der schmale durch den Schlitz 21 fallende Lichtstrahl tritt durch eine Linse 22 und trifft auf einen reflektierenden Spiegel 23. Der Lichtstrahl wird dann vom Spiegel 23 nach abwärts reflektiert und läuft durch eine weitere Linse 24 und erreicht die Oberfläche 26 des Farbnegativs 25. Der schmale Lichtstrahl erleuchtet eine streifenartige Zone 30 von etwa 1 mm Breite der Oberfläche 26 und erstreckt sich über die gesamte Querabmessung des Negativs 25.

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Der cJurch das Negativ 25 fallende Lichtstreifen wird von einem Abtastspiegel 27 unterhalb des Farbnegativs 25 reflektiert und trifft nach Durchgang durch eine Linse 28 auf einen Schlitz 29. Der Abtastspiegel 27 ist auf der Rotationsachse eines Galvanometers 27a befestigt, und dreht sich mit dieser. Das Galvanometer 27a wird von einem Spiegelsteuersignal in Sägezahnform gesteuert, das von der Abtaststeuerschaltung 5 kommt, die in Fig. 2 gezeigt ist. Das Galvanometer 27a dreht den Spiegel 27.

Das Bild der Streifenzone 30 des Negativs 25 wird auf den Schlitz 29 als Bild 31 quer zum Schlitz 29 projiziert. Das projizierte Bild 31 der Zone 30 verschiebt sich in einer Richtung quer zum Schlitz 29 in dem Maße, in dem sich der Abtastspiegel 27 dreht. Entsprechend kann nur jeweils ein Teil des Bildes 31 durch den Schlitz 29 hindurchtreten. Der Teil des Bildes 31, der durch den Schlitz zV hindurchtritt, wird von seinem einen Ende zum anderen verändert, wenn sich der Spiegel 27 dreht.

Das durch den Spalt 29 tretende Licht läuft durch eine Linse 32 und wird mittels eines Paares von zweifarbigen Spiegeln 33 und 34 in drei Farben, nämlich rot, grün und blau zerlegt. Die im Lichtstrahl enthaltene Quantität der drei Farben wird mit jeweils einem von Photovervielfachern 2a, 2b und 2c gemessen.

Die Oberfläche 26 des Farbnegativs 25 wird in Querrichtung durch den Abtastspiegel 27 abgetastet, während das Negativ 25 in Längsrichtung schrittweise vorwärtsbewegt wird. Das Negativ 25 wird durch ein Paar von Filmzuführwalzen 36 und 37 vorwärtsgeschoben. Die Walze 36 wird

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von einem Schrittmotor 35 angetrieben, der von der AbtastSteuerschaltung überwacht wird. Der Schrittmotor 35 wird jeweils einen bestimmten Winkel weitergestellt, welcher von einem Signal überwacht wird, das von der Abtaststeuerschaltung 5 erzeugt wird, wenn der Abtastspiegel 27 in seine Ausgangslage zurückkehrt. Wenn sich der Schrittmotor 35 dreht, wird auch die Rolle 36 mit gedreht und verschiebt das Negativ 25 in Längsrichtung um eine bestimmte Strecke.
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In Fig. 4 i_st ein Beispiel des Verstärkers 3, der Abfrageschaltung 4 und der log-Umwandlerschaltung 6 gezeigt.

Der Verstärker 3 besteht aus drei Verstärkern 3a, 3b und 3c für das voneinander getrennte blaue, grüne bzw. rote Licht. In gleicher Weise weisen die Abfrageschaltung 4 und die log-Umwandlerschaltung 6 jeweils drei Abfrageschaltungen 4a, 4b und 4c und drei log-Umwandlerschaltungen 6a, 6b und 6c auf. Beispielsweise weist noch jeder Verstärker einen Betriebsverstärker 40 auf.

Die Ausgangssignale der Photovervielfacher 2a, 2b und 2c entsprechend den Lichtmengen von blau, grün und rot werden von den entsprechenden Verstärkern 3a, 3b und 3c verstärkt und den entsprechenden Abfrageschaltungen 4a, 4b und 4c zugeführt und dort vereinzelt.

In jeder Abfrageschaltung 4 wird die Ausgangsklemme eines ersten Betriebsverstärkers 41 mit einem gleichphasigen Eingang eines zweiten Betriebsverstärkers 43 über einen Schalter 42 verbunden. Der gleichphasige Eingang des zweiten Betriebsverstärkers 43 ist mit einem Konden-

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sator A4 verbunden. Der Schalter 42 wird geöffnet, wenn von der Abtaststeuerschaltung 5 ein Steuersignal erzeugt wird. Wenn der Schalter 42 geöffnet ist, wird das Ausgangssignal des ersten Betriebsverstärkers 41, das unmittelbar vor dem öffnen des Schalters 42 übertragen wurde, im Kondensator 44 gespeichert.

Der zweite Betriebsverstärker 43 gibt entsprechend der Spannung des Kondensators 44 einen elektrischen Strom ab, da sein invertierender Eingang und sein Ausgang kurzgeschlossen sind.

Auf diese Weise werden die Meßsignale der drei Farben für jeden gemessenen Punkt von den Abfrageschaltungen 4a, 4b und 4c abgetastet bzw. zeitlich gerastert abgefragt.

Jedes abgetastete Signal wird einer log-Umwandlerschaltung 6 zugeführt, wo es logerithmiert wird und die Durchlässigkeitsdichten über die Transparenzwerte T berechnet werden.

Jede der log-Umwandlerschaltungen besteht aus einem Betriebsverstärker 45 für die Logerithmierung und einem Betriebsverstärker 46 zur Niveaueinregulierung. In den Rückkopplungskreis des Logerithmier-Betriebsverstärkers 45 ist ein log-Vervielfacherelement 47, beispielsweise eine log-Diode eingeschaltet. Ein Beispiel der Eingangs-Ausgangscharakteristik solch eines log-Umwandlerbetriebsverstärkers ist in Tabelle I wiedergegeben.

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Tabelle I

Transparenz (T) % Durchlässig- Eingangssig- Ausgangssig-

keitsdichte nal (V) nal (V) (D)

100 0 10 4

10 1 12

1 2 0,1 0

0,1 3 0,01 -2

Da ein Analogrechner einen Ausgangssignalbereich von etwa + 10 V besitzt, wird das Niveau von dem Betriebsverstärker 46 zur Niveauregulierung in der nächsten Stufe einreguliert, um den Ausgangssignalbereich wirksam auszunutzen. Ein Konstantspannungssignal wird daher zu den logerithmierten Dichtewerten mittels eines Potentiometers 48 hinzuaddiert und anschließend das derartig eingestellte logerithmierte Dichtesignal mit einem Faktor verstärkt, der sich nach der Grösse des Rückführwiderstandes 49 bestimmt.

In Fig. 5 ist ein Beispiel einer Normalisierschaltung 7 dargestellt. Die Normalisierschaltung 7 weist wiederum drei Normalisierungschaltungen 7a, 7b und 7c für die Dichte der blauen, grünen und roten Signale auf. Jede Normalisierschaltung weist ein Paar von Betriebsverstärkern 50 und 51 auf, die jeweils hintereinander geschaltet sind. Der invertierende Eingang des ersten Betriebsverstärkers 50 wird mit drei Potentiometern 52, 53 und 54 über entsprechende Wählschalter 55a, 55b bzw. 55c verbunden.

Mittels der Potentiometer 52, 53 und 54 werden Konstante bestimmter unterschiedlicher Größe den Dichtesignalen aus

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der log-Umwandlerschaltung 6 hinzuaddiert, um die Dichtesignale entsprechend der Empfindlichkeit der Farbnegative zu korrigieren. Die besagten drei Wahlschalter 55a, 55b und 55c werden wahlweise geschlossen, um jeweils eines der Potentiometer 52, 53 und 54 entsprechend dem Typ des zu kopierenden Negativfilms mit dem Potentiometer zu verbinden. Mit der dargestellten Normalisierschaltung können daher drei Arten von Negativen normalisiert bzw. standardisiert werden. Vorzugsweise werden jedoch vier oder mehr Wahlschalter und entsprechende Potentiometer vorgesehen, so daß entsprechend viele Negativtypen normalisiert bzw. standardisiert werden können.

Die Dichtesignale, die entsprechend der Empfindlichkeit des Negativfilms vom ersten Betriebsverstärker 50 korrigiert sind, werden vom zweiten Betriebsverstärker 51 verstärkt und damit entsprechend dem Gamma-Wert des Negativs korrigiert. Im Rückführkreis des zweiten Betriebsverstärkers 51 sind parallel drei veränderliche Wiederstände 56, 57 und 58 zur Einstellung des Verstärkungsfaktors eingeschaltet. Drei Wahlschalter 59a, 59b und 59c sind jeweils in Reihe mit den einstellbaren Widerständen 56, 57 und 58 geschaltet. Der Verstärkungsfaktor kann entsprechend um wenigstens drei Stufen verstellt werden. Die Wahlschalter 59a, 59b und 59c werden entsprechend der Betätigung der Wahlschalter 55a, 55b und 55c für die Potentiometer 52, 53 und 54 geöffnet bzw. geschlossen.

In Fig. 6 ist ein Beispiel einer Identifizierungsschaltung dargestellt, die verwendet wird, wenn die bestimmte Farbe als Ellipsoid definiert ist. Wenn die Farbe

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in einem dreidimensionalen Koordinatensystem als Ellipsoid definiert ist, hat der Meßpunkt dann die bestimmte

2 Farbe, wenn dS nicht größer als die vorbeschriebene

vorgewählte Konstante K ist, wobei

dS² =

.,dB² + 2C₁₂dB-dG + ₃dR² + 2C₃₁dR-dB

+ 2C₂₃dG-dR +

(2)

In obiger Formel (2) ist dB, dG und dR wie folgt definiert

dB = B - B dG = G - G dR = R - R

Die normalisierten Blau-, Grün- und Rotdichten B, G und R werden drei Betriebsverstärkern 60, 61 und 62 aufgegeben, die Subtrahierer darstellen. Die Differenzen zwischen B und B (B-B), G und G (G-G) und R und R (R-R) werden von den Betriebsverstärkern 60, 61 und 62 berechnet, wodurch die Werte für dB, dG und dR erhalten werden, wobei B, G und R die durchschnittlichen Blau-, Grün- und Rotdichten darstellen und den Verstärkern über Potentiometer 63, und 65 aufgeschaltet werden.

Zwei der Größen dB, dG und dR werden jeweils einem der Vervielfacher 66, 67 und 68 aufgegeben, wodurch dB«dR, dG'dR und dG-dB berechnet werden. Die so berechneten Größen dB-dR, dG-dR und dG-dB werden anschließend an Koeffizientenvervielfacher 69, 70 und 71 weitergegeben und dort entsprechend mit den Koeffizienten 2C₁-, 2C und 2C₃₁ multipliziert.

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Weiterhin wird dB, dG und dR Vervielfachern 72, 73 und 74 zugeführt, in welchen sie quadriert und anschließend mit C₁₁, C₂₂ und C₃₃ in Koeffizientenvervielfachern 75, 76 und 77 multipliziert werden, was zur Bildung von

2 2 2
^cii^dB ' ^C22^{dG 1}^ ^C33^{dR fünrt}- ^{Die so} berechneten Signale C^dB , C₂₂dG , C^dR , 2C₁₂dB'dG, 2C₂₃dG.dR und 2C-^R-dB werden an einen Betriebsverstärker 78 gegeben, in welchem sie aufsummiert werden. Der Ausdruck

2
dS für einen Meßpunkt wird daher unter Verwendung der normalisierten Blau-, Grün- und Rotdichten berechnet.

Der berechnete Wert dS für einen spezifischen Meßpunkt wird mit einer vorbestimmten Konstante K verglichen, wie vorstehend beschrieben wurde. Der Vergleich wird in einem Komparator 79 durchgeführt. Der Komparator 79 gibt ein binäres Ausgangssignal "1" ab, wenn dS -K ist und ein bi-

2 näres Ausgangssignal "0", wenn dS größer als K ist.

Bei der Identifizierungsschaltung, die in Fig.g dargestellt ist, werden sechs Vervielfacher benötigt. Vervielfacher sind nicht nur aufwendig im Aufbau und teuer, sondern erfordern darüberhinaus eine relativ lange Rechenzeit. Vorzugsweise wird daher die Formel (2) linearisiert bzw. orthogonalisiert um die Anzahl der Multiplikatoren auf drei herabzusetzen.

Das Ellipsoid, das eine bestimmte Farbe definiert, wird in linearisierter Form durch folgende Formel ausgedrückt

dS² = (a^dB + a.„dG + a^dR) ²

Il \ 2. Ij η

² (3)

- 29 -

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Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer Identifizierschaltung, die für ein linearisiertes Ellipsoid verwendet werden kann.

In Fig. η werden die Ausdrücke dB = B - B, dG = G - G und dR = R - R in den Subtrahierern 80, 81 und 82 berechnet. Die so berechneten Ausdrücke dB, dG und dR werden einem Addierer 83 aufgegeben. Im Addierer 83 werden dB, dG und dR mit den Koeffizienten a... , a ₂ und a._ multi-

pliziert, wobei die Koeffizienten entsprechend der Verhältnisse zwischen dem Rückführwiderstand 87 des Betriebsverstärkers 88 und jeweils einem der Eingangswiderstände 84, 85 und 86 bestimmt werden. Die so gebildeten Produkte werden anschließend in einem Betriebsverstärker 88 auf-

addiert. Auf diese Weise wird der Begriff (a^dB + a₁₂dG + a₁ ^dR) der Formel (3) berechnet. Ähnlich wird (a₂_.dB + a22^{dG +} a₂₃dR) und (a .dB + a₃₂dG + a~₃dR) in den Addierern 89 bzw. 90 berechnet. Die drei so berechneten Werte werden in den Vervielfachern 91, 92 und 93 quadriert

und in einem Betriebsverstärker 94 aufaddiert, der eine

2 Addierstufe darstellt. Auf diese Weise wird dS der For-

2 mel (3) berechnet. Der so berechnete Wert für dS wird mit einer vorbestimmten Konstante K in einem Komparator 95 verglichen.

809849/081 2

Claims

282271a

PATENTANWÄLTE DR. KADOR & DU. KLUNKER

K 12 365/7S

FUJI PHOTO FILM CO., LTD.

210 Nakanuma, Minamiashigara-shi

Kanagawa-ken, Japan

Farbmeßgerät für einen Farbkopierer

Patentansprüche

• 1.^ Farbmeßgerät zur Bestimmung ob eine bestimmte Farbe in einem Farbnegativ vorhanden ist oder nicht, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Einrichtung zur Messung der Farbdichte aufweist, welche die Rot-, Grün- und Blaudichten mehrerer Punkte des Farbnegativs mißt, mit weiterhin einer Normalisiereinrichtung, welche die gemessenen Dichten normalisiert und deren Vierte

1(j entsprechend dem Gamma-Wert und der Empfindlichkeit des verwendeten Negativs korrigert und mit weiterhin einer Farbidentifiziereinrichtung, welche bestimmt, ob die normalisierten Farbdichten in ein Ellipsoid eines dreidimensionalen Farbkoordinatensystems fallen oder nicht, wobei die Achsen des dreidimensionalen Farbkoordinatensystems die Rot-, Grün- und Blaudichten darstellen, wobei die bestimmte Farbe durch ein Ellipsoid folgender Formel definiert ist

dS² = C₁₁ClB² + 2C ₂dB-dG t C^dG² + 2C₂₃dG-dR

+ C dR + 2C₃₁dR-dB

809849/081?

wobei dB = B - B
dG = G - G
dR = R - R

B die Blaudichte des Meßpunktes G die Gründichte des Meßpunktes R die Rotdichte des Meßpunktes B die durchschnittliche Blaudichte G die durchschnittliche Gründichte R die durchschnittliche Rotdichte C₁₁, C₁₂, C₂₂, C₂₃, C₃₃, C₃₁ Konstanten

bedeuten und daß die Farbidentifiziereinrichtung den

Wert dS für einen Meßpunkt berechnet, in dem die normalisierten Rot-, Grün- und Blaudichten in die Formel eingesetzt werden und der berechnete Wert dS mit einer bestimmten Konstanten K verglichen wird, womit festgestellt wird, ob der Meßpunkt die bestimmte Farbe aufweist, wenn der berechnete Wert für dS² nicht größer als K ist.

2. Farbmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Farbidentifiziereinrichtung drei Subtrahierer (60, 61, 62) aufweist, welche die Werte für dB, dG bzw. dR berechnen, weiterhin sechs Vervielfacher (66, 67, 68, 72, 73, 74), welche die sechs Ausdrücke der rechten Seite der Formel berechnen, weiterhin wenigstens einen Addierer, welcher die Ausgangssignale der Vervielfacher aufaddiert und einen Komparator (79), der bestimmt, ob das Ausgangssignal des Addierers (78) größer als eine Konstante K ist.

J. Farbmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die bevorzugte Farbe Hautfarbe ist.

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ο

4. Farbmeßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß B = 0,862, G = 0,903, R = 0,923, C_n = 310,1, C₁₂ = 486,4, C₃₃ = 1150,4, C₃₃ = 745,

C₃₃ = 629,5, C₃₁ = 197,7 ist.
5

5. Farbmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Konstante K = 7,81 ist.

6. Farbmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die bevorzugte Farbe das Weiß des Schnees ist.

7. Farbmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die bevorzugte Farbe die Farbe des Himmels ist.

8. Farbmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Meßexnrichtungen einen Abtaster (1) aufweist, der das Farbnegativ optisch abtastet, waiterhin ein farbauftrennendes optisches Element (33, 34), welches das Licht vom Abtaster (1), das vom Farbnegativ reflektiert oder durchgelassen wird, abtrennt und in seinen Rot-, Grün- und Blauanteil zerlegt und weiterhin mit drei Photodetektoren (2a, 2b, 2c), die jeweils das Licht einer der drei Farben erhalten.

9. Farbmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es einen Zähler (17) aufweist, der die Anzahl der Punkte feststellt, die eine bestimmte Faxbe aufweisen.

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-A-

10. Farbmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es einen Speicher (16) aufweist, der ein binäres Ausgangssignal sowie die normalisierten Rot-, Grün- und Blaudichten der verschiedenen Meßpunkte speichert, wobei die Farbidentifiziereinrichtung (9) ein binäres Ausgangssignal von entweder "1" oder "0" abgibt, abhängig vom Ergebnis des Vergleichs.

11. Farbmeßgerät zur Bestimmung ob eine bestimmte Farbe in einem Farbnegativ vorhanden ist oder nicht, dadurch gekennzeichnet , daß es eine Einrichtung zur Farbdichten Messung aufweist, welche die Rot-, Grün- und Blaudichten mehrerer Punkte des Farbnegativs feststellt, mit weiterhin einer Normalisiereinrichtung, welche die gemessenen Dichten normalisiert und deren Werte entsprechend dem Gamma-Wert und der Empfindlichkeit des Negativs korrigiert und mit weiterhin einer Farbidentifiziereinrichtung, welche feststellt, ob die normalisierten Farbdichten in ein Ellipsoid eines dreidimensionalen Farbkoordinatensystems hineinfallen, wobei die Achsen des dreidimensionalen Farbkoordinatensystems die Rot-, Grün- und Blaudichten darstellen und wobei die bestimmte Farbe durch ein Ellipsoid der folgenden Formel definiert ist

dS² = U₁₁(IB + a₁₂dG + a₁₃dR)²

wobei die Formel durch eine Linearisierung der folgenden Formel erhalten wird

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dS² = C₁ .jdB² + 2C₁₂dB-dG + C^dG²

+ 2C dG-dR + 2C ₃dR² + 2C₃..dR-dB

wobei

dB = B - B dG = G - G dR = R - R B die Blaudichte des Meßpunktes G die Gründichte des Meßpunktes R die Rotdichte des Meßpunktes B die durchschnittliche Blaudichte G die durchschnittliche Gründichte R die durchschnittliche Rotdichte ^aiT ^ai2 , a₁₃, a₂₁, a₂₂, a₂₃, a₃₁, a₃₂, a₃₃, ^C11' ^C12 ' ^C22^{/ C}23' ^C33' ^C31 Konstanten

bedeuten und wobei die Farbidentifiziereinrichtung den

ο
Ausdruck dS für einen Meßpunkt berechnet, in dem die normalisierten Rot-, Grün- und Blaudichten in die Formel eingesetzt werden und der so berechnete Wert für

dS mit einer vorher festgelegten Konstante K verglichen wird, womit festgestellt wird, daß der Meßpunkt dann die bestimmte Farbe aufweist, wenn der berechne-

2
te Wert für dS nicht größer als K ist.

12. Farbmeßgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Farbidentifiziereinrichtung drei Subtrahierer (80, 81, 82) aufweist, die dB, dG bzw. dR berechnen, sowie drei Addierer (83, 89, 90), welche die Ausdrücke (a dB + a dG + a dR), (a dB + a dG + a dR) und (a ..dB + a,„dG + a dR) berechnen, weiterhin drei Vervielfacher (91, 92, 93), welche die Ausgangssignale der drei Addierer (83, 89, 90) quadrieren, weiterhin einen Addierer (94), welcher die Ausgangs-

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Signale der drei Vervielfacher (91, 92, 93) aufaddiert und schließlich einen Komparator (95), der bestimmt, ob das Ausgangssignal des Addierers (94) größer ist als die Konstante K.

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