DE2354520A1

DE2354520A1 - Digitale kompensationsschaltung fuer ein abtastsystem

Info

Publication number: DE2354520A1
Application number: DE19732354520
Authority: DE
Inventors: William Hugh Cochran; Gerald Michael Heiling
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-12-18
Filing date: 1973-10-31
Publication date: 1974-06-20
Also published as: FR2210829A2; FR2210829B2; GB1403313A; US3800078A

Description

Böblingen, den 25, Oktober 19 73 heb/zi

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: RO 972 032 ".

Digitale Kompensationsschaltung für ein Abtastsystem

Die Erfindung betrifft eine verbesserte digitale Kompensationsschaltung für Schwankungen in der Empfindlichkeit und Ausleuchtung einer Fotodiode in selbstabtastenden Fotodiodenabtastanordnungen.

Die Erfindung eignet sich besonders für Datenerfassungssysteme, bei denen eine selbstabtastende Fotodiodenanordnung zum Abtasten großer Flächen oder ganzer Dokumente benutzt wird. Die durch die Fotodiodenanordnung erzeugte Videoinformation wird dann anschließend durch Erkennungs- oder Wiedgabesysteme weiterverarbeitet. Das zuverlässige Arbeiten eines Erkennungs- oder Wiedergabesystems hängt u.a. von der Gültigkeit der zugeführten Videoinformation ab. Die sich aufgrund von Schwankungen, Empfindlichkeit oder der Ausleuchtung der Fotodioden ergebenden Amplitudenfehler der Videoinformation können größer sein als + 8 % was unzulässig hoch ist. Ein zuverlässig arbeitendes Erkennungs- oder Wiedergabesystem fordert, daß eine Kompensation für durch selbstabtastendes Fotodiodenanordnungen erzeugte Videoinformation vorgesehen ist.

Die Erfindung schlägt einen Weg vor, wie Schwankungen in der Empfindlichkeit einer Fotodiodenanordnung oder deren Ausleuchtung dynamisch kompensiert werden kann. Andere bekannte Systeme zur

409825/07 Ic

_ ο —

dynamischen Kompensation von Unterschieden oder Schwanklangen in der Empfindlichkeit einer Fotodiode und deren Ausleuchtung sind in der gleichzeitig eingereichten US-Patentanmeldung rrit dem Aktenzeichen 306 135 (Aktenzeichen der Anmelderin RO 972-O14) und in der gleichzeitig eingereichten Anmeldung der Anmelderin (Aktenzeichen der Anmelderin RO 9 72 016) beschrieben. Die vorliegende Erfindung, wie die in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung (Aktenzeichen der Anmelderin RO 972 016) beschriebene Erfindung erzeugt während des Schreibbetriebes eine Koiopensationssignal für Schwankungen in der Empfindlichkeit und Ausleuchtung von Fotodioden. In der vorliegenden Erfindung wird jedoch das so erzeugte serielle Kompensationssignal in einen N-Bit-Binärcode für jede Fotodiode der Anordnung umgewandelt und dann abgespeichert. Während eines Betriebs- oder Lesevorgangs, wird das in serialer Form vorliegende Videoinformationssignal, wie im Schreibbetrieb digitalisiert, und bildet zusammen mit den gespeicherten digitalisierten Koir.pensationsbits eine Adresse zur Adreßierung eines Tabellenspeichers, indem normalisierte Kontrastverhältnisse in Form von M Daten-Bits gespeichert sind. Diese M Daten-Bits gelangen an einen Ausgabepuffer und können dann in ein Analogsignal umgewandelt werden. Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Tabelle im Tabellenspeicher, der durch digitalisierte serielle Videoinformationsbits und die gespeicherten Kompensationsbits adressiert werden kann, normalisierte Kontrastverhältnisse, 1 Minus Kontrastverhältnis oder vorbestimmte Kontrastverhältnisse speichern kann, je nach der gewünschten Verbesserung der seriellen Videoinformation. Ferner kann man dadurch, daß man den Ausgangspuffer löscht, die serielle Videoinformation zwangsmäßig so darstellen, als ob sie ein Kontrastverhältnis von 1 hätte. Das Benutzersystem, das-eine Schwellwertschaltung für die Quantisierung des Videokontrastsignals nach schwarz, weiss oder mehrfachen Graustufen, aufweist, kann mit wesentlich größerem Wirkungsgrad arbeiten, wenn die korrigierte und verbesserte seriale Videoinformation benutzt wird, die eine Funktion der Kontrastverhältnisse ist.

Eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung enthält eine Schwärz-

RO 972 032 40982 5/0715

pegelkorrekturschaltung zur Kompensation für kohärentes Rauschen wie z.3. die Diodenleekströire und periodisch induziertes Taktgeräusch und außerdem Schaltungen, die das Preis-Leistungsverhältnis verbessern.

Hauptaufgabe der Erfindung ist-es also, eine verbesserte Kompensationschaltung für selbstabtastende Fptodiodenabtastsy sterne zu schaffen, die . .

A dynamis.che Schwankungen der Empfindlichkeit der Fotodiode und deren Ausleuchtung kompensiert,

B eine flexible dynamische Kompensation für die Empfindlichkeit, einer Fotodiode und deren Ausleuchtung unter Verwendung der verschiedenen Funktionen des Kontrastverhältnisses für die.Kompensation liefert,

C kohärentes Rauschen wie z.B. das durch Diodeηleckströme oder periodisch durch die Taktimpulse eingeführte Rauschen kompensiert.,

D einen hohen Grad von Genauigkeit aufweist, und

E das ..gespeicherte Hintergrundkompensationssignal ständig auf den neuesten Stand zu bringen gestattet.

Die Erfindung wird nunmehr- anhand von Ausf.ührungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichen näher beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 schematisch ein Blockschaltbild einer Ausfüh-'

·.-..- rungs form der Erfindung,

Fig* 2...... ; . : iijlippulsdiagrarome zur Darstellung der Signale in

der Betriebsart "Schreiben", für die Ausführungsformen gemäß Fig;. 1 und 4,

Fig. 3 ..--·" ein Impulsdiagramm zur Darstellung der Signale

beim Betrieb oder Lesen in der Ausführungsform, gemäß Fig. 1,

ro 972 032 409825/0715

Fig. 4 schematisch ein Blockschaltbild einer weiteren

Ausführungshorn der Erfindung zur Herabsetzung der Anzahl der binären Bits für den Analog/ Digitalumwandler in Fig. 4,

Fig. 5 ein Schaltbild einer weiteren Anordnung, bei der

die Anzahl der binären Bits für den Analog/ Digitalumwandler in Fig. 4 zu einem Minimum gemacht wird,

Fig. 6 Impulsdiagramme zur Darstellung der Signale beim

Schreiben des Schwarzpegels, gemäß der Ausführungsform in Fig. 4 und

Fig. 7 Impulsdiagramiae zur Darstellung der einzelnen

Signale in Betrieb, wie sie in der Schaltung gemäß Fig. 4 auftreten.

In Fig. 1 ist schematisch in einem Blockschaltbild eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die eine Kompensation für Schwankungen in der Empfindlichkeit einer Fotodiode und deren Ausleuchtung liefert, jedoch keine Kompensation für kohärentes Rauschen wie z.B. durch. Leckströme von Dioden und periodisch durch Taktimpulse induziertes Rauschen. In dieser Ausfuhrungsform wird ein Dokument 10 durch zwei lichtemittierende Dioden 11 und 12 über dem Teil des Dokuments ausgeleuchtet, der durch die Linse 13 als eine selbstabtastende Fotodiodenanordnung 15 abgebildet wird. Die gesamte Ausgangsleistung der lichtemittierenden Dioden 11 und 12 für eine 100 % ige Sättigung der seIbstabtastenden Fotodiodenanordnung 15 wird bestimmt durch: p_(_GEi) "-¹ (CE2) "¹S . R wobei T

CEl das Verhältnis der Lichtintensität am Dokument zur Lichtintensität der der Lichtaustrittsoffnung der lichtemittierenden Diode ist,

CE2 = der Samme!wirkungsgrad der Abbildungsoptik, S die Sättigungsempfindlichkeit der selbstabtastenden

ro 9 72 032 4 09825/0715

Diodenanordnung/ '

T-die Integrationszeit und

R der Reflexionsfaktor des Dokumentes ist.

Normalerweise wird die Anordnung 15 nicht in der Nähe einer 100 % igen Sättigung der Fotodiodenanordnung betrieben werden. Die selbstabtastende Fotodiodenanordnung 15 arbeitet im Aufladestrombetrieb und liefert ein seriales Ausgangssignal über die Leitung 16, wobei das Ausgangssignal jeder einzelnen Fotodiode ein Aufladeimpuls ist, der proportional der durchschnittlichen Lichtintensität ist, die während der Integrationsperiode auf der Diode auftrifft. Die selbstabtastende Diodenanordnung 15, die im Handel erhältlich ist, enthält einen Taktgeber und eine Steuerschaltung 20, die ein Abtaststartsignal auf der Leitung 21 und auf der Leitung 22 Taktimpulse abgibt. Der Taktgeber kann entweder extern gesteuert oder freischwingend sein. Seine Wiederholungsfrequenz entspricht der gewünschten Bitfrequenz. Die Abtastung wird durch das Abtaststartsignal eingeleitet, das vor einem Taktimpuls auftritt. Der für jede Fotodiode der Anordnung 15 auf der Leitung 16 auftretende Aufladeimpuls wird seriell einer Verstärker- und Intergratorschaltung 25 zugeführt. Das Ausgangssignal der Schaltung 25 ist eine der durchschnittlichen Lichtintensität für jede Fotodiode proportionale Analogspannung. Die Taktimpulse werden der Schaltung 25 ebenfalls zugeführt und das Ausgangssignal dieser Schaltung liegt über die Leitung 26 an einem Analog-Digitalwandler 30.

Bevor die Information von dem Dokument 10 gelesen wird, wird während eines Schreibzyklus das Kompensationssignal für unterschiedliche Empfindlichkeit der Diode und Unterschiede in der Ausleuchtung dadurch erzeugt, das die Fotodiodenanordnung 15 eine weiße Hintergrundfläche auf dem Dokument 10 abtastet. Während dieses Schreibzyklus wird das von der Fotodiodenanordnung 15 kommende seriale Kompensationssignal über Leitung 16 nach der Schaltung 25 und von der Schaltung 25 als Analogsignal an den Analog-Digitalumwandler 30 gegeben, wo es in digitale Signale

_{R0 972} 032 409825/0715.

umgewandelt wird. Die digitalen Datenbits werden parallel über Leitungen 31 an den Eingangspuffer 35 übertragen, gesteuert durch das Laden/Eingangspuffersignal auf der Leitung 36. ursprünglich war der Puffer 35 durch das über Leitung 37 ankommende Signal Löschen/Eingangspuffer gelöscht worden. Die Lösch- und Ladesignale für den Eingangspuffer kommen von der Systemsteuerung 40, die aus einer Kombination von logischen Schaltkreisen besteht, die durch von der Takt- und Steuerschaltung 20 kommende Taktsignale geschaltet werden.

Die Impulsforiuen der im Schreibzyklus auftretenden Signale sind in Fig. 2 gezeigt. Man sieht, daß die Eingangs- und Ausgangspuffer 35 bzw. 60 bei 3eginn einer Abtastung durch ein bei C dargestelltes Löschsignal für die Eingangs- und Ausgangspuffer gelöscht werden. Das Ladesignal für den Eingangspuffer auf Zeile D beginnt am Znde eines Taktimpulses und endigt vor dem Beginn des nächsten Taktirrpulses. Die Aus gangs signale des Eingangspuffer 35 werden zur Speicherung der Kontrastverhältnisse und zum Abspeichern der Adressen für den Speicher 45 einem Hintergrundspeicher 50 zugeführt. Da das Ladesignal für den Hintergrundspeicher in Zeile P ar. Ende des Ladesignals für den Eingangspuffer zur Verfügung steht, können die im Eingangspuffer 35 liegenden Daten nach dem Hintergrunäspeicher 5O übertragen werden und liefern anschließend die ersten w-Bits einer 2N-Bit-Adresse zum adressieren des Speichers 45. Die Speicherstellen, in denen die digitalen Bits in Speicher 50 eingespeichert werden, werden durch Signale von einer Steuerschaltung 55 gesteuert. Die Steuerschaltung 55 wird ihrerseits durch ein Positionsfortschaltesignal in Zeile E, Fig. 2 gesteuert, das von der Systemsteuerung 40 koivimt. Das Positonsfortschaltesignal tritt jeweils beim Abfallen jedes Ladesignals für den Eingangspuffer auf.

Der Schreibzyklus endet, nachdem der Hintergrundspeicher 50 geladen ist. Dies findet v/ährend einer normalen Abtastung einer weissen Hintergrundfläche auf dem Dokument IO statt. Die weisse nintergrundflache auf deni Dokument 10 wird dadurch sichergestellt,

ro 9 72 032 409825/07 15

daß man bestimmte Forir.atbegrenzungen in bezug auf die auf dem Dokument befindliche Information vorschreibt. Ein klarer Streifen Hintergrundfläche wird beispielsweise dadurch erzielt, daß man einen ausreichend breiten Rand an der Oberseite des Dokumentes vorschreibt.

Die Arbeitsweise der'in Fig. 1 dargestellten Ausführungform der Erfindung während eines Arbeits- oder Lesezyklus wird durch die ■Impulszüge in Fig. 3 dargestellt. Die Taktsignale vom Systemtaktgeber 20 sind bei A in Fig. 3 gezeigt. Das- Abtaststartsignal ist auf Zeile B zu erkennen und tritt während eines Taktimpulses auf. Das Löschsignal für die Eingangs- und Aüsgangspuffer auf Zeile C, tritt gleichzeitig mit dem Abtaststartsignal und am Ende einer Abtastung der Fotodiodenanordnung 15 auf, und wird über Leitungen 37 bzw. 39 zum Rückstellen oder Löschen des Eingangspuffers 35 bzw. des Ausgangspuffers 60 zugeführt. Das verstärkte seriale Videoinformationsausgangssignal der Fotodiodenanordnung 15 ist auf Zeile F dargestellt. Das Ausgangssignal der ersten Diode der Anordnung wird durch die Abtast- und Halteintegrationschaltung gehalten und integriert und das von der Fotodiode abgegebene Analogsignal wird iir Anälog-Digitalwandler 30 in digitale Datenbits umgewandelt. Diese N Bits werden dann, gesteuert durch das auf Zeile D dargestellte Ladesignal für den Eingangspuffer, in den Eingangspuffer 35 geladen. Der Hintergrundspeicher 50 wird fortgeschaltet, wenn ein Positionsfortschaltesignal an die Positionssteuerung 55 angelegt wird, wobei die gespeicherten H Bits der ersten. .Dio.de zusammen mit den N Bits der ersten Diode im Eingangspuffer 35 die Tabelle im Speicher 45 adressieren. Die in Speicher 45 eingespeicherte Tabelle für das Kontrastverhältnis v/eist M binäre Bits für jeden normalisierten Hintergrundpegel für 2 *■ rögliche Kontrastverhältnisse auf. Die M Bits, die durch die -A Bits in: Speicher 50 und die N Bits im Pufferspeicher 35 adressiert werden, v/erden über Leitungen 46, gesteuert durch das von der Systemsteuerung 40 kommende Ladesignal für den Ausgangspuffer an den Ausgangspuffer 60 übertragen, wobei das Steuersignal in Zeile H in Fig. 3 dargestellt ist und über Leitung 38 an den

ro 972 032 Ä 09826/07 15

2 3 B Λ 5 2 O

. Ausgangspuffer 60 in Fig. 1 angelegt wird. Ausgangspuffer 60 war ursprünglich durch ein Löschsignal für den Ausgangspuffer auf Leitung 39 gelöscht worden. Die iir Ausgangspuffer 60 eingespei-

¹ cherten digitalen Daten v/erden durch den Digital-Analogumwandler 65 in ein Analogsignal umgewandelt. Das soeben beschriebene Verfajiren wird für jede Fotodiode in der Anordnung 15 fortgesetzt. Das Ausgangssignal des Digital-Analogunwandlers 65 stellt das korrigierte seriale Videoinforraationssignal dar. Der Digital-Analogurwandler 65 wird in solchen Systemen verwendet, wo das verbesserte serial Videoinfornationssignal vorzugweise in analoger Forir benutzt wird. Die meisten BenutzersysteFC, wie Zeichenerkennungsanlagen bevorzugen das Videoinforrationssignal in analoger Form, um dadurch die Anwendung von Schwellwertschaltungen und eine Quantisierung des Videosignals zu erleichtern. Selbstverständlich könnte das digitale Ausgangssignal des Puffers 60 unmittelbar benutzt v/erden. Der im Speicher 45 eingespeicherte Wert kann aus Kontrastverhältnissen (Rjw-Rjs)- Rjw oder jeder anderen Funktion von (RJs, Rjw), bestehen, wobei Rjs der Signaire flek ti ons faktor für die jth Fotodiode und Rjw der Hintergrundreflektionsfaktor für die jht Fotodiode ist.

Ferner ist es erwünscht, zusätzlich zur Kompensation für Schwankungen in der Empfindlichkeit der Fotodiode und deren Ausleuchtung auch eine Kompensation für kohärentes Rauschen vorzusehen, wie es beispielsweise durch Leckströme der Fotodioden und periodische durch Taktimpulse induzierte Störungen hervorgerufen wird. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Fig. 4 ist eine solche zusätzliche Kompensation vorgesehen. Schaltelemente gleicher Wirkung wie in Fig. 1 sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung enthält ferner eine Schaltungsanordnung, mit deren Hilfe die Anzahl der von dem Zmalog-Digitalwandler 30 benötigten binären Bits zu einem Minimum gemacht wird, ohne daß dabei die gewünschte Systeiugenauigkeit verringert wird. Zwei Schaltungen sind dargestellt, mit denen dies erreicht werden kann. Einer dieser beiden Anordnungen zeigt Fig. 4 mit einem Spiegel 14 zum Aufspalten des

ro 972 032 ' 409825/0715

Lichts tr all Is, welcher einen Teil des reflektierten Lichtes auf einen Fototransistor 17 richtet. Das vom Fototransistor 17 "abgegebene Signal ist dem räumlichen durchschnittlichen Reflektionsfaktor des Dokumentes proportional. Das Ausgangssignal des Fototransistors 17 wird einem Verstärker 18 zugeführt; dessen Ausgangssignal eine Bezugspannung für den Analog-Digitalwandler 30 bildet. Die zweite Anordnung ist in Fig. 5 gezeigt. Bei dieser Schaltung wird der Durchschnittswert der im Hintergrundspeicher 50 eingespeicherten Daten durch eine Weiß-Pegelfolgeschaltung, bestehend aus einem Digital-Analogwandler 85 und einem Operationsverstärker 86 erzielt. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 86 wird dem Verstärker 18 zugeleitet. Das Ergebnis dieser Anordnung besteht darin, daß die Bezugsspannung für den Analog-Digitalwandler nahe an den durchschnittlichen Hintergrund oder an den Signalpegel herangeführt wird, der den Reflektionsfaktor des Dokumentes angibt und so eine verbesserte Genauigkeit des Analog-Digitalwandlers ergibt.

Das Ausgangsignal des Analog-Digitalwandlers 30 wird im Eingangspuffer 35 in gleicher Weise, wie in Fig. 1, eingespeichert. In der bevorzugten Ausfuhrungsform werden jedoch zwei Schreibzyklen benutzt. Der erste Schreibzyklus wird zum Speichern des Schwarzpegel-Raüschens für jede Fotodiode der selbstabtastenden Fotodiodenanordnung 15 benutzt. Die Systemsteuerung 40 weist zusätzliche ilingangsignale auf, die als Sch'reibzyklus und Abtast-Lese/ Schreibzyklus auf den Leitungen 41 bzw. 42 ankommen.

Diese beiden Eingangssignale schließen sich gegenseitig aus und können beispielsweise von einem vom Bediener betätigten Schalter, der nicht gezeigt ist, kommen. Der Bediener würde, den Schalter beispielsweise in die Stellung Schreibzyklus legen, um so den Schreibzyklus einzuleiten, oder in die Stellung Abtasten/Lesen/ Schreiben für den Betriebs- oder Lesezyklus. Während des Schreibzyklus wird entweder die Fotodiodenanordnung 15 abgedunkelt oder zum Abtasten eines nichtreflektierenden schwarzen Hintergrundes eingesetzt. Während dieses Schreibzyklus liefert die System-

ro 9 72 032 409825/0715

- ίο -

steuerung ein Steuersignal für "Laden-Schwarzpegel", das in Fig. auf Zeile F gezeigt ist und über Leitung 71 ankommt und das Ausgangssignal des Eingangspuffers 35 in den Schwarzpegel-Speicher einspeichert. Der ochwarzpegel-Speicher 75 wird, gesteuert durch die Positionssteuerung 55, fortgeschaltet. Die im Schwarzpegel-Speicher 75 gespeicherten Daten dienen zusammen rdt den digitalen Daten im Eingangspuffer. 35 zum Adressieren der zur Schwarzpegelkorrektur dienenden Tabelle im Tabellenspeicher 70. Der Tabellenspeicher 70 enthält für jede Fotodiode der Anordnung 15 digitale Daten zur Darstellung des Videoausgangssignals abzüglich des kohärenten Rauschens dieser Fotodiode. Das Ausgangssignal der Schwarzpegelkorrektur aus der Tabelle im Speicher 70 wird dem Speicher 45, deiu Hintergrundspeicher 50 und der Vergleichsschaltung 80 zugeführt. Der Hintergrundspeicher 50 wird in ähnlicher Weise geladen, wie ir- Zusammenhang n.it Fig. 1 beschrieben, pit der Ausnahme, daß in diesem Fall das kohärente Rauschen der Fotodiodenanordnung 15 aus dem weissen Hintergrund-Signalpegel entfernt ist, bevor der Tabellensuchvorgang eingeleitet wird.

Die Vergleichsschaltung 80 dient der dynamischen Fortschaltung der Daten im Hintergrundspeicher 50. Das Ladesignal für den Ausgangspuffer erleichtert das Auf-den-neuesten-Stand-bringen des Hintergrundspeichers 50. Das Ladesignal für οen Ausgangspuffer wird der logischen UIJD-Torsehaltung 82 ζ us ar men rr.it dem AusgnnQssignal der ODER-Schaltung 81 zugeführt. Die ODUR-Schaltung 8,1 erhält das Ladesignal für den Hintergrundspeicher von der Systemsteuerung 40 und ein Signal, von der Vergleichsstufe 80, das den Hintergrundspeicher auf den neuesten Stand bringt. Die Vergleichsstufe 30 liefert dann ein Signal zum Fortschreiben des hintergrundspeichers, wenn das Signal Rjs größer ist als eine vorbes ti nan te Graustufe Rg, die ebenfalls an der Vergleichsschaltung liegt. Der Vergleichsvorgang wird durch ein Vergleichssignal gesteuert, das die Systemsteuerung 40 über Leitung 79 zuführt. Die im Eingangsspeicher 35 liegenden IJ Bit Daten werden in den Hintergrundspeicher 50 eingespeichert, wenn das Signal "Laden Ausgangspuffer" zur Verfügung steht und Rjs größer als Rg ist.

ro 972 032 409825/07 15

Das ursprüngliche Laden des Hintergrundspeichers 50 findet während eines Schreibzyklus für den Hintergrundspeicher statt und die dabei auftretenden -Impulszüge sind die gleichen, wie sie für die Ausführungsform von Fig. 1 in Fig. 2 dargestellt sind. Die Impulszüge für die Aus führungsform nach Fig. 4 in Betrieboder Lesezyklus sind in Fig. 7 dargestellt. Die Taktinpulse sind auf Zeile A dargestellt. Eine Abtastung wird in der gleichen Weise eingeleitet wie in, Zusammenhang mit der Aus führungs form von Fig. 1 beschrieben und der Irrpuls zug auf Zeile B zeigt den Beginn der Abtastung. Die Eingangs- und Ausgangspuffer 35 bzw. 60 werden durch das auf Zeile C dargestellte Signal gelöscht. Der Eirigangspuffer 35 wird dann, gesteuert durch ein Ladesignal für den Eingangspuffer auf Zeile E, mit den vom Analog-Digitalwandler 30 könnenden Daten geladen, die den N Bit Code für die erste Fotodiode darstellen. Der Vergleichsvorgang wird anschließend durchgeführt und ist Zeile F dargestellt, und der Hintergrundspeicher 5.0 wird fortgeschrieben, wenn der Signalreflektionsfaktor für die erste Diode größer ist als Rg. Dies ist. auf Zeile G dargestellt. Das Ladesignal für den 7ius gangs puff er wird während des" Vergleichsvorgangs, wie auf Zeile I gezeigt, zugeführt. Die Ppsitionssteuerung 55 liefert dann eine Positionsadreße zum Adressieren der Speicher 50 und'75 in Abhängigkeit von einer·' Positionsfortschreibsignal, das von der Systemsteuerung koMT.t und das-auf Zeile Ξ dargestellt ist. Die ebene beschriebene /irbei'tswfeise wird für jede Fotodiode der Anordnung 15 fortgesetzt unäes wird ein verbessertes seriales VideOinformationssignal als Ausgangssignal des Digital-Analogwandlers 6 5 abgegeben.

Aus der verangegangen Beschreibung sieht man, daß durch die Erfindung eine Korpensation für Schwankungen der Empfindlichkeit einer Fotodiode und ihrer Ausleuchtung in einer seIbstabtastenden FotcoiodenanorcSnung geschaffen wurde. Man sieht ferner, daß durch die Erfindung auch eine Konpensation für kohärentes Rauschen erzielt wird, wie es beispielsweise durch Dioden-Leckströme oder .periodisch" induzierte Taktimpulsgeräusche in einer selbstabtastenden Fotodioden-Tibtastanorunung erzeugt werden kann» Diese

po 972 Ο32 40 9 82&/G7 1 S

Kompensation verbessert die Genauigkeit der Messung des Kontrastverhältnisses und gestattet ein Arbeiten der selbstabtastenden Fotodiodenanordnung wesentlich unterhalb des Sättigungspegels. Damit kann aber für eine vorbestimmte Bitfrequenz mit wesentlich geringerer Ausleuchtintensität gearbeitet werden, oder man erhält bei gleicher Ausleuchtintensität eine wesentlich höhere Bitfrequenz. Ferner soll durch die erfindungsgemäße Schaltung die Genauigkeit des Analog-Digitalwandlers unabhängig vom Hintergrundsignal sein. Die erfindungsgemäße Schaltung ermöglicht damit ein dynamisches Fortschreiben des weissen Hintergrundspeichers, so daß dadurch Einschränkungen bezüglich des Dokumentformats entfallen. Außerdem kann der .Tabellenspeicher für das Kontrastverhältnis oder mit jeder anderen Funktion des Kontrastverhältnisses geladen werden.

ro 972 O32 409825/0 7.1 S

Claims

PA T "E" Jm T-A i. S E R Ü C H

Schaltungsanordnung zur Kompensation von Empfindlichkeitsänderuhgen und Ausleüchtungssehwankungen von Photodioden einer Abtastvorrichtung, die ein Videoausgangssignal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel (25, 31) zur Digitalisierur.g des Videoausgangssignals und ein erster Speicher (35) zum Abspeichern dieses Digitalsignals vorgesehen sind, wobei dieses Digitalsignal während der Schreibphase an den ersteh Speicher übertragbar ist, daß ein zweiter Speicher (45) als 'Tabellenspeicher für die Speicherung von korrigierte Videoinformation darstellenden Bitgruppen an Speicherplätzen vorgesehen ist₇ die durch das üigitalsignal aus dem A/D-Wandler (30) und dem ersten Speicher (35) adressierbar sind, und daß weitere Schaltmittel (40, 55) vorgesehen sind, mit deren Hilfe in einer Lesephase die im ersten Speicher (35) abgespeicherte digitalisierte Videoinformation synchron mit der Digitalisierung aer von der Photodioden-Äbtastanordnung kommenden Viüeoinformation abrufbar sind, um damit die in dem zweiten Speicher liegenden Bitgruppen abzurufen, die die korrigierten Videoinformationssignale darstellen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ctaß dem zweiten Speicher ein Digital-Analogwandler (65) nachgeschaltet ist, der die im zweiten Speicher liegenden Bitgruppen in ein korrigiertes, seriales Videoinformationssignal umsetzt. .

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet> daß in der Tabelle im zweiten Speicher die Bitgruppen, die die korrigierten Videoinforinationssignale darstellen, in Form von Funktionen von Kontrastverhältnissen vorliegen.

RO 372 O32 ' . ,*-■ \ ■'. ■ ■■■

409825/07 TS"

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aie korrigierten Video-Informationssignale darstellenaen bitgruppen in Form von Mengen (1-normalisierte Kontrastverhältnisse) abgespeichert sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, aadurch gekennzeichnet, daß zwischen den zweiten Speicher (45) und eiere D/A-V«¹ andler (65) ein Ausgangspuffer (60) dazwischengeschaltet ist, uer aer Zwischenspeicherung der Bitgruppen vor ihrer jj/A-üiawanalung uient, una aaß ferner Mittel zura Ausspeichern des zweiten Speichers zur Darstellung normalisierter. Kontrastverhältnisse von 1 zwischen aufeinanderfolgenden Ausspeicherzyklen von bitgrup.pen aus dem zweiten Speicher vorgesehen sind.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, aadurch gekennzeichnet, daß der zweite Speicher ein Festwertspeicher ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 mit einer Photodioden-Abtastvorrichtung zur Erzeugung eines serialen Vicieoinformationssignals, dadurch gekennzeichnet, daß zur Digitalisierung der Videoinforraation in eine der Anzahl der Photo-dioden entsprechende Anzahl von Gruppen von H Bits ein A/D-Wanäler (3O) vorgesehen ist, daß eine Systemsteuerung (40) vorhanden ist, daß ein erster Puffer (Lingangspuffer 3O) , gesteuert durch von der Systemsteuerung kommende Steuersignale, nacheinander Gruppen von Ii Bits aus aera A/D-Wandler aufnimmt und. zwischenspeichert, daß mit dem Uingangspuffer ein erster uurch ein zweites Steuersignal gesteuerter Speicher (75) zum Abspeichern einer Folge von Gruppen von ersten w Bits gleichzeitig mit deren Einspeicherung im Eingangspuffer (35) vorgesehen ist, aaß ein mit" dem. Pufferspeicher (35) und dem ersten Speicher (7 5) verbundener zweiter Speicher (70) vorgesehen ist, in dem an Speicherplätzen, die durch die ersten N Bits im Pufferspeicher und die ersten N Bits im ersten Speicher (75) adres-

Rü 972 032 409826/071 S

sierbare Gruppen von zweiten I\i Bits gespeichert Sind, die in codierter Form aas Videoausgangssignal einer Photodiode abzüglich dem kohärenten Rauschen eben dieser Photodiode aarstellen, daß ein dritter Speicher (50), durch ein drittes Steuersignal gesteuert, der aufeinanderfolgenden aufnahme von Gruppen von zweiten K Bits dient, und daß ein vierter Speicher (45) mit dem zweiten und dritten Speicher verbunden ist, in welchem Gruppen von H Bits an Speicherplätzen gespeichert sind, die durch eine Gruppe von zweiten h Bits aus dem zweiten Speicher und eine Gruppe von zweiten Im Bits aus dem dritten Speicher adressierbar sind, die beide synchron und gesteuert durch ein viertes Steuersignal anspeicherbar sind, wobei die Gruppen von M bits im vierten Speicher korrigierte Videoinfomiation darstellt, die bei Adressierung durch den zweitenund dritten Speicher aus dem vierten Speicher auslesbar ist.

o. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem vierten Speicher (45) ein Ausgangspuffer (60) nachgeschaltet ist, der zur Erzeugung des korrigierten Videoinforraationssignals mit einem D/A-Wandler verbunden ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, aai3 Schaltmittel (14, 17, 16) zur Erzeugung einer der durchschnittlichen hintergrundhelligkeit proportionalen iiezugsspannung vorgesehen sind, axe den; A/b-Wandler zuge-.führt wira.

1u. Schaltungsanordnung nach Anspruch'7, dadurch gekennzeichnet, daß zui:i-dynamischen Fortschreiben des dritten Speichers (iMinter errund spei eher 50) zusätzliche Schaltrcittel (z.B. Vergleichsschaltung Bö) vorgesehen sind.-

ÜO 372 032 _

A0.9 8 2 57Q.7.16.

Lee rs e i te