DE3625281A1 - Bildverarbeitungssystem mit farbunterscheidung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bildverarbeitungssystem mit Farbunterscheidung, und betrifft insbesondere ein Bildverarbeitungssystem, bei welchem die Farbinformation eines zu verarbeitenden Bildes entsprechend behandelt werden kann.

Wenn Bildinformation in ein Bildverarbeitungssystem, wie beispielsweise ein Faksimilegerät, einzugeben ist, ist es oft günstig, wenn die Farbinformation des einzugebenden Bildes festgestellt werden kann. Beispielsweise ist es oft der Fall, daß eine mittels eines Faksimilegeräts zu übertragende Vorlage nicht nur Nachrichten in schwarzer Farbe, sondern auch Nachrichten in roter Farbe, rote Stempel und rote Unterstreichungen enthält. Wenn in einem solchen Fall eine solche rote Bildinformation getrennt von schwarzer Bildinformation übertragen werden kann, und wenn diese schwarze und rote Bildinformation separat abgegeben werden kann, kann die Übertragung von Bildinformation wirksamer durchgeführt werden.

Es sind bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um unterschiedliche Farben einer Vorlage zu unterscheiden; eine der herkömmlichen Methoden besteht darin, für eine Farbtrennung oder -aufteilung ein Filter für eine bestimmte Farbe zu verwenden. Wenn jedoch beispielsweise zur Farbaufteilung ein Rotfilter verwendet wird, um die rote Farbe zu identifizieren, kann eine Farbe, welche eine rote Farbkomponente über einen bestimmten Wert hinaus enthält, wie beispielsweise magentarot, als eine rote Farbe festgestellt werden. Aus diesem Grund ist es nachteilig, daß einige Farben außer den, welche visuell als eine rote Farbe unterschieden werden, oft als eine rote Farbe identifiziert werden. Außerdem wird in dem Fall, daß ein rotes Farbbildsignal aus einem Eingangssignal, das nur eine Rotkomponente enthält, auf diese Weise gebildet wird, der Lichtempfangspegel verhältnismäßig niedrig wird, so daß es der Fall sein kann, daß ein rotes Bildsignal in Abhängigkeit von der Art der roten Farbe nicht richtig abgegeben werden kann.

Entsprechend dem Grundgedanken der Erfindung wird eine geplante Farbe aus einer erhaltenen Bildinformation durch Lesen eines Vorlagenbildes unterschieden, und aus einem unterschiedenen Bildelement, das eine beabsichtigte Farbe aufweist, wird eine vorherbestimmte Rechenoperation für die geplante Farbkomponente und deren komplementären Farbkomponente durchgeführt, um so ein Farbbildsignal zu erzeugen, das der beabsichtigten Farbe entspricht.

Gemäß der Erfindung sollen daher die vorstehend beschriebenen Nachteile der herkömmlichen Einrichtungen und Systeme beseitigt werden, und es soll ein Bildverarbeitungssystem mit Farbunterscheidung geschaffen werden. Ferner soll ein bezüglich der Farbe unterteiltes Bildverarbeitungssystem geschaffen werden, bei welchem eine geplante Farbkomponente eines Vorlagenbildes, das eine Farbkomponente aufweist, gelesen werden kann. Darüber hinaus soll ein Bildverarbeitungssystem geschaffen werden, bei welchem ein Farbbildsignal, das einer beabsichtigten Farbkomponente entspricht, aus einem Vorlagenbild mit der beabsichtigen Farbkomponente erzeugt werden kann. Schließlich soll ein Bildverarbeitungssystem geschaffen werden, welches hochwirksam ist und im Betrieb zuverlässig arbeitet. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Bildverarbeitungssystem mit Farbunterscheidung durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen.

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines optischen Systems zum Lesen eines zu verarbeitenden Bildes, welches in einem bezüglich der Farbe aufgeteilten Bildverarbeitungssystem gemäß der Erfindung verwendet werden kann;

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Farbaufteilungs-Bildverarbeitungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3a bis 3e Wellenformendiagramme, welche zum Verständnis der Wirkungsweise des in Fig. 2 wiedergegebenen Systems verwendbar sind, und

Fig. 4 und 5 Blockdiagramme eines Farbaufteilung-Bildverarbeitungssystems gemäß der Erfindung, das bezüglich des in Fig. 2 dargestellten Systems modifiziert ist.

In Fig. 1 ist schematisch ein optisches System dargestellt, welches in einem Bildverarbeitungssystem gemäß der Erfindung verwendet werden kann, um optisch ein zu verarbeitendes Vorlagenbild zu lesen. In der vorliegenden Ausführungsform soll die rote Farbe unterschieden werden. In dem optischen in Fig. 1 dargestellten System wird eine zu lesende Vorlage 1 mittels einer Lichtquelle 2 beleuchtet, und dann wird ein von einer gelesenen Zeile auf der Vorlage reflektiertes Licht von einem Spiegel 3 reflektiert, um über eine Linsenanordnung 4 über einem Strahlteiler 5 geleitet zu werden, der einen halbdurchlässigen Spiegel oder entsprechende Prismen aufweist. Das Lichtbild wird dann in zwei Strahlen aufgeteilt, von welchen der eine durch ein Rotfilter 6, welches bezüglich einer Rotkomponente des Lichtbildes durchlässig ist, auf einen ersten Zeilensensor 8, und von welchem der andere Strahl über ein Zyanfilter 7, das eine Zyankomponente des Lichtbildes durchlassen kann, auf einen zweiten Zeilensensor 9 geleitet wird.

Das Rotfilter 6 hat eine Durchlässigkeitswellenlänge bei einem niedrigen Grenzwert von beispielsweise 580 nm und hat folglich eine Charakteristik, um Licht mit einer Wellenlänge über dem unteren Durchlässigkeitsgrenzwert durchzulassen. Andererseits hat das Zyanfilter 7 eine Durchlässigkeitswellenlänge bei einem oberen Grenzwert von beispielsweise 620 nm, und hat folglich eine Charakteristik, um Licht mit einer Wellenlänge unter dem oberen Durchlässigkeitsgrenzwert durchzulassen.

In Fig. 2 ist in Blockform ein Farbaufteilungs-Bildverarbeitungssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hierbei entsprechen die Zeilensensoren 8 und 9 den Elementen, welche in der in Fig. 1 dargestellten Anordnung genauso bezeichnet sind; um die Darstellung zu vereinfachen, ist ein Steuersystem zum Steuern des Betriebs jedes der Zeilensensoren 8 und 9 weggelassen. In dem in Fig. 2 dargestellten System werden Bildsignale P 1 und P 2, die jeweils von den Zeilensensoren 8 und 9 abgegeben werden, mittels entsprechender Auswahlvorrichtungen 11 und 12 entweder den jeweiligen weißen Wellenformspeichern 13 und 14 oder den jeweiligen Normierungsschaltungen 15 und 16 zugeführt. Wenn ein weißes Bezugsbild, beispielsweise eine Vorlage weißer Farbe, zu lesen ist, werden die Auswahlvorrichtungen 11 und 12 durch eine entsprechend (nicht näher dargestellte) Steuereinrichtung entsprechend eingestellt, um die weißen Wellenformspeicher 13 und 14 auszuwählen. Bei dieser Einstellung werden dann weiße Bezugsbildsignale P 1 und P 2, welche von den Zeilensensoren 8 und 9 ausgegeben worden sind, in die jeweiligen weißen Wellenformspeicher 13 und 14 gespeichert. Wenn dagegen das Bild der Vorlage 1 zu lesen ist, werden die Auswahlvorrichtungen 11 und 12 durch die (nicht dargestellte) Steuereinrichtung entsprechend eingestellt, um die Normierungsschaltungen 15 und 16 auszuwählen.

In den Normierungsschaltungen 15 und 16 werden Bildsignale P 1 und P 2, welche durch Lesen der Vorlage 1 erhalten worden sind, mit Hilfe der Signale, welche synchron mit den Bildsignale P 1 und P 2 von den weißen Wellenformspeichern 13 und 14 als Bezugsgrößen zugeführt worden sind, einer Pegelumwandlung unterzogen, wobei dann die Bildsignale P 1 und P 2 jeweils in die entsprechenden digitalen Signale umgesetzt werden. Der Unterschied in der Durchlässigkeitsrate zwischen den Rot- und Zyanfiltern 6 und 7 wird durch diese Normierungsschaltungen 15 und 16 aufgefangen. Ausgangssignale D 1 und D 2 von den jeweiligen Normierungsschaltungen 15 und 16, welche in Fig. 3b bzw. 3c dargestellt sind, werden an eine Farbidentifizierungsschaltung 17, um festzustellen, ob ein zu überprüfendes Bildelement in roter Farbe vorliegt oder nicht, und werden auch an eine Halte- oder Verriegelungsschaltung 18 angelegt. An der Farbidentifizierungsschaltung 17 wird das Verhältnis zwischen den Ausgangssignalen D ₁ und D ₂ berechnet, und dieses berechnete Verhältnis wird dann mit einem vorherbestimmten Wert verglichen, wobei in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis bei dem zu untersuchenden Bildelement beurteilt wird, ob es in roter Farbe vorliegt oder nicht. Wenn das Vergleichsergebnis anzeigt, daß das zu untersuchende Bildelement rot ist, dann wird ein Zustandssignal ST, welches in Fig. 3A dargestellt ist, und welches von der Farbidentifizierungsschaltung 17 eine Farbtrennschaltung 19 angelegt worden, auf hoch geschaltet. Solange das Zustandssigna ST hoch erhalten bleibt, berechnet eine Farbtrennschaltung 19 ein rotes Farbsignal Dr, welches in Fig. 3d dargestellt ist, entsprechend der folgenden Gleichung (1):

Hierbei sind D 1 und D 2 in der Gl. (1) gleich den Signalen D 1 und D 2, welche von der Halte- und Verriegelungsschaltung 18 abgegeben werden, und a und b sind Konstanten mit unterschiedlichen Vorzeichen. Diese Konstanten a und b werden in Anbetracht einer weißen Ausgeglichenheit und des Bildtons entsprechend eingestellt.

Auf diese Weise kann in der Farbtrennschaltung 19, da das Bildsignal Dr roter Farbe durch Multiplizieren mit einem entsprechenden Faktor berechnet wird, der Pegel des Bildsignals Dr roter Farbe erhöht werden, so daß verschiedene Arten roter Farbe sicher abgegeben werden können. Wenn dagegen das Zustandssignal ST nicht hoch ist, liefert die Farbtrennschaltung 19 das von der Halte- und Verriegelungsschaltung 18 empfangene Signal D 2 als ein weißes und schwarzes Bildsignal DW, welches in Fig. 3e dargestellt ist, ohne eine Änderung. In Fig. 3a bis e ist jedes Signal durch den seinem digitalen Wert entsprechenden Pegel dargestellt. Solange das Zustandssignal ST hoch ist, gibt noch dazu die Farbtrennschaltung 16 ein Signal ab, welches anzeigt, daß das gegenwärtige weiße und schwarze Signal Dw ungültig ist, da das zu untersuchende Bildelement ein rotes Bildelement ist. Das heißt, wenn dieses weiße und schwarze Signal Dw ein digitales 4 Bit-Signal ist, wird ein 4 Bit-Signal geliefert, dessen Bits alles "0" oder alle "1" sind. Wenn das Zustandssignal ST niedrig ist, ist dementsprechend das zu untersuchende Bildelement kein rotes Bildelement; folglich wird ein Bildsignal Dr roter Farbe angelegt, dessen Bits alle "0" oder alle "1" sind. Solange folglich das Bild auf der Vorlage 1 für ein Bildelement des Bildes auf der Vorlage 1, das durch die Farbidentifizierungsschaltung 17 als rot festgestellt worden ist, hat das von der Farbetrennschaltung 19 abgegebene Bildsignal Dr roter Farbe einen Wert, welcher dem roten Farbpegel des zu untersuchenden Bildelements entspricht, während das weiße und schwarze Bildsignal Dw, das dem zu untersuchenden Bildelement entspricht, einen Wert hat, der anzeigt, daß es ungültig ist. Für ein Bildelement des Bildes der Vorlage 1, welches durch die Farbidentifizierungsschaltung 17 nicht als rot festgestellt worden ist, hat das Bildsignal Dr roter Farbe einen Wert, der anzeigt, daß es ungültig ist, und das weiße und schwarze Signal Dw hat einen Wert, welches dem Schwärzungsgrad des zu untersuchenden Bildelements entspricht.

Auf diese Weise werden die rote Komponente und die schwarze und weiße Komponente des Bildes der Vorlage 1 in das Bildsignal Dr roter Farbe bzw. das weiße und schwarze Bildsignal Dw umgesetzt. Die Rot- und Zyanfilter 6 und 7 haben andere Kennwerte als die oben beschrieben. Darüber hinaus ist die Anordnung vorzugsweise so ausgelegt, daß die in der Gl. (1) angeführten Konstanten a und b sich ändern, um immer optimale Werte einzunehmen, wenn die weiße Ausgeglichenheit und sich der Bildton entsprechend den Kennwerten der Rot- und Zyanfilter 6 und 7 ändern.

Anhand von Fig. 4 wird nunmehr eine weitere Ausführungsform beschrieben, bei welcher das Bildsignal Dr roter Farbe mit dem Ton angegeben wird, der in einem vorherbestimmten Pegel umgesetzt worden ist. Hierbei sind die Elemente in Fig. 4, welche den in Fig. 2 dargestellten Werten entsprechen, mit demselben Bezugszeichen bezeichnet. Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung wird das Bildsignal Dr roter Farbe, welches von der Farbtrennschaltung 19 abgegeben worden ist, nicht nur einer den Maximalwert feststellenden Schaltung 21, sondern auch einer Normierungsschaltung 22 zugeführt. Die den Maximalwert feststellende Schaltung 21 ist vorgesehen, um ein maximales Bildsignal Drm roter Farbe festzustellen, um einen Maximalbereich des Bildsignals Dr roter Farbe einzustellen, und dieses Bildsignal Drm mit maximaler roter Farbe wird dann an die Normierungsschaltung 22 angelegt. Die Normierungsschaltung 22 berechnet ein im Ton korrigiertes Bildsignal Drc roter Farbe entsprechend der folgenden Gleichung (2):

Hierbei ist n die Anzahl Bits des korrigierten Bildsignals Drc roter Farbe, und die Anzahl ist normalerweise dieselbe wie die Anzahl Bits des weißen und schwarzen Bildsignals Dw. Mit Hilfe dieser Anordnung werden das im Ton korrigierte Bildsignal Drc roter Farbe und das weiße und schwarze Bildsignal Dw zu selben Zeit abgegeben.

Übrigens hat in dem Fall, daß das Bildsignal, Dr roter Farbe einen Wert hat, welches den ungültigen Zustand anzeigt, wie oben beschrieben worden ist, die den Maximalwert feststellenden Schaltung 21 die Aufgabe, diesen Wert auszuscheiden. Wenn dagegen das Bildsignal roter Farbe einen Wert hat, welcher den ungültigen Zustand anzeigt, liefert die Normierungsschaltung 22 das Bildsignal Dr roter Farbe ohne Änderung als das korrigierte Bildsignal Drc roter Farbe.

Der Ausgang des Zeilensensors 8 hat einen Maximalwert, wenn er das weiße Bezugsbild gelesen hat. Wenn er folglich ein rotes Bild liest, welches sehr blaß ist und folglich schwierig von weiß zu unterscheiden ist, liefert der Zeilensensor 8 ein Ausgangssignal, welches größer ist als diejenigen, welche abgegeben werden, wenn andere Bilder roter Farbe gelesen werden. Folglich kann der Pegel eines Ausgangs von dem Zeilensensor 8, wenn ein sehr blasses Bild roter Farbe gelesen wird, als ein Bezugspegel eingestellt werden, der anstelle des vorstehend beschriebenen Bildsignals Drm maximaler roter Farbe zur Tonkorrektur verwendet wird.

In Fig. 5 ist noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher die Elemente, welche den in Fig. 2 und 4 dargestellten Elementen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. In Fig. 5 wird das Ausgangssignal von dem weißen Wellenformspeicher 13, welcher den Bezugspegel für den Zeilensensor 8 speichert, an eine Multipliziereinheit 23 angelegt, welche dessen Ausgangssignal mit einem vorher bestimmten Faktor, von beispielsweise 0,8 multipliziert, um ein rotes Bezugspegelsignal Rx zu berechnen. Das rote Bezugspegelsignal Rx wird an eine Normierungsschaltung 24 angelegt. Bei dieser Ausführung, bei welcher der rote Bezugssignalpegel Rx als ein Bezugswert verwendet wird, wird das rote Bildsignal Dr abgegeben, wenn es in ein durch n Bit korrigiertes Bildsignal Drc roter Farbe umgesetzt ist. Wenn das Bildsignal Dr roter Farbe, das von der Farbtrennschaltung 19 geliefert worden ist, einen Wert hat, welcher anzeigt, daß es ungültig ist, liefert die Normierungsschaltung 24 das Bildsignal Dr roter Farbe so, wie es ist, als das korrigierte Bildsignal Drc roter Farbe. Auf diese Weise wird diese Ausführungsform, da bei ihr nicht der Maximalwert des Bildsignals Dr roter Farbe festgestellt werden muß, im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsformen im Aufbau einfacher. In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann die Farbidentifizierungsschaltung 17 vorzugsweise aus einem Festwertspeicher (ROM) gebildet sein, bei welchem mit Hilfe von D 1 und D 2 als Eingangssignalen eine Tabellenberechnung durchgeführt wird; in ähnlicher Weise kann die Farbtrennschaltung 19 durch einen Festwertspeicher (ROM) gebildet sein, welcher mit Hilfe des Zustandssignals ST und D 1 und D 2, welche von der Halte- und Verriegelungsschaltung 18 als Eingangssignale abgegeben worden sind, eine Tabellenberechnung durchführt. Darüber hinaus ist in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Farbtrennschaltung 19 so ausgeführt, damit sie als ihren Ausgang das Farbsignal Dr roter Farbe als ein Signal mit einem ausgeprägten Pegel beispielsweise als ein Digitalsignal liefert, welches dieselbe Anzahl Bits wie das weiße und schwarze Bildsignal Dw hat; darüber hinaus kann das Bildsignal Dr roter Farbe intern unter Anwendung eines vorherbestimmten schwellenwerts in einen Biärwert umgesetzt werden, um dadurch ein Ausgangssignal in binärer Form zu schaffen. Ferner wurde die Farbe rot als eine Farbe verwendet, welche in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zu unterscheiden ist. Selbstverständlich ist jedoch die bei der Erfindung zu unterscheidende Farbe nicht auf rot beschränkt, sondern zur Unterscheidung kann auch irgendeine andere Farbe ausgewählt werden. Außerdem kann die Erfindung so ausgelegt werden, daß zwei und mehr Farben gleichzeitig unterschieden werden können.

Wie oben beschrieben, wird gemäß der Erfindung eine beabsichtigte Farbe auf einer Vorlage unterschieden, und gleichzeitig wird für ein Bildelement, das die beabsichtigte Farbe aufweist, eine vorherbestimmte Berechnung bezüglich der beabsichtigen Farbe und deren Komplementärfarbe durchgeführt, um ein Farbsignal zu erzeugen, welches der beabsichtigten Farbe entspricht. Folglich kann die beabsichtigte Farbe sicher von der Vorlage gelesen werden.

Claims (8)

1. Bildverarbeitungssystem mit Farbunterscheidung, gekennzeichnet durch
eine Anzahl photoelektrischer Elemente (8, 9), die jeweils ein bezüglich der Farbe aufgeteiltes Lichtbild von einem Vorlagenbild empfangen und ein Bildsignal liefern; eine Anzahl Normiereinrichtungen (15, 16), die jeweils der entsprechenden Einrichtung der Anzahl photoelektrischer Einrichtungen (8, 9) zugeordnet sind, um das Bildsignal bezüglich eines zugeordneten Bezugswerts zu normieren;
eine Farbidentifiziereinrichtung (17) zum Identifizieren des Vorhandenseins oder Fehlens eines geplanten Farbbildelements durch Vergleichen normierter Ausgangssignale von der Anzahl Normiereinrichtungen (15, 16), wobei die Farbidentifiziereinrichtung (17) als Ausgang ein Zustandssignal (ST) liefert, welches einen ersten Zustand hat, wenn das Vergleichsergebnis das Vorhandensein der geplanten Farbe anzeigt, und einen zweiten Zustand hat, wenn das Vergleichsergebnis das Fehlen der beabsichtigten Farbe anzeigt, und
eine Farbtrenneinrichtung (19), welche auf das Zustandssignal (ST) anspricht, um als einen Ausgang ein erstes Farbbildsignal (Dr) der beabsichtigten Farbe zu liefern, welche durch Ausführen einer vorher bestimmten Berechnung mit Hilfe der normierten Bildsignale und der Anzahl Normiereinrichtungen (15, 16) erzeugt ist, wenn das Zustandssignal (ST) den ersten Zustand hat, oder um als Ausgang ein zweites Farbbildsignal als ein vorherbestimmtes Signal der normierten Bildsignale zu liefern, wenn das Zustandssignal (ST) den zweiten Zustand aufweist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der photoelektrischen Einrichtungen einen Zeilensensor (8, 9) mit einer Anzahl photoelektrischer Elemente aufweist, die jeweils ein Bildelement festlegen.

3. System nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Strahlaufteilungseinrichtung (5), um ein Lichtbild von einem Vorlagenbild in eine Anzahl aufgeteilter Lichtbilder aufzuteilen, und durch eine Anzahl Farbtrennfilter (6, 7), die jeweils angeordnet sind, um das entsprechende Bild der aufgeteilten Lichtbilder zu empfangen, um das auf diese Weise in der Farbe getrennte Lichtbild dem entsprechenden Zeilensensor (8, 9) zuzuführen.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenteilungseinrichtung (5) das Lichtbild in zwei Lichtbilder aufteilt, und daß ferner zwei Farbtrennfilter (6, 7) vorgesehen sind, von welchen das eine Licht der geplanten Farbe durchläßt, während das andere Licht einer Farbe durchläßt, welche zu der geplanten Farbe komplementär ist.

5. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (21) zum Feststellen eines Maximalwerts des ersten Farbbildsignals, um als Ausgangssignal ein maximales erstes Farbbildsignal (Drm) zu liefern, und durch eine zusätzliche Normiereinrichtung (22), welche auf das erste Farbbildsignal (Dr) und das maximale erste Farbbildsignal (Drm) anspricht, um als Ausgangssignal ein tonkorrigiertes, erstes Farbbildsignal (Drc) zu liefern.

6. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Multipliziereinheit (23), um einen vorherbestimmten Faktor zu dem zugeordneten Bezugswert zu multiplizieren, um als Ausgang ein Bezugssignal zu liefern, und durch eine zusätzliche Normiereinrichtung (24), welche auf das erste Farbbildsignal (Dr) und das Bezugssignal (Rx) anspricht, um als Ausgangssignal ein tonkorrigiertes erstes Farbbildsignal (Drc) zu liefern.

7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbidentifiziereinrichtung (17) einen Festwertspeicher (ROM) mit einer vorherbestimmten Tabelle aufweist.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbtrenneinrichtung (19) einen Festwertspeicher (ROM) mit einer vorherbestimmten Tabelle aufweist.