DE3910035C2

DE3910035C2 -

Info

Publication number: DE3910035C2
Application number: DE3910035A
Authority: DE
Inventors: Tadahiko Hamaguchi; Masatoshi Katoh; Tsuneo Kamakura Kanagawa Jp Sato
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-03-29
Filing date: 1989-03-28
Publication date: 1991-04-11
Anticipated expiration: 2009-03-29
Also published as: DE3910035C3; GB2217145A; GB9126967D0; GB2249916A; CA1334830C; DE3910035A1; GB2249917B; US4992860A; GB2249916B; GB8907067D0; GB2217145B; GB9126968D0; GB2249917A

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbbildabtasteinrichtung, die eine Farbabbildung in elektrische Signale umwandelt, jeweils gemäß der Oberbegriffe der Patentansprüche 1 bis 4.

Fig. 1 zeigt schematisch eine bekannte Farbbildabtasteinrichtung. Dabei liegt eine Vorlage bzw. ein Original 1 auf einer Auflageplatte 2. Unter der Auflageplatte 2 ist eine Leuchtstoffröhre 3 angeordnet, die als Beleuchtungsquelle für die Vorlage 1 dient. Ferner ist nahe der Leuchtröhre 3 eine Stablinsenanordnung 5 angeordnet, die als Fokussiereinheit zur Fokussierung des Farbbildes der Vorlage 1 auf einen Bildwandler 4 dient.

Bei dieser bekannten Farbbildabtasteinrichtung wird die auf der Auflageplatte 2 liegende Vorlage 1 von der Leuchtstoffröhre 3 beleuchtet, und das Farbbild auf der Vorlage 1 wird von der Stablinsenanordnung 5 in ein aufrechtes reelles Bild mit derselben Größe wie das Farbbild auf den Bildwandler 4 fokussiert. Die Leuchtstoffröhre 3, der Bildwandler 4 und die Stablinsenanordnung 5 werden als Einheit relativ zu der Vorlage 1 und der Auflageplatte 2 in Richtung eines Pfeils A verschoben. Daher werden die Bildinformationsteile der Vorlage 1 sequentiell in jeder Abtastzeile in elektrische Signale umgewandelt.

Die Fig. 2 und 3 sind eine Draufsicht auf den Bildwandler 4 bzw. eine Draufsicht auf die Anordnung der Farbfilter im Lichtempfangsbereich des Bildwandlers 4. In Fig. 2 besteht der Bildwandler 4 aus einem Isolatorsubstrat 41 und einer Mehrzahl von ladungsgekoppelten bzw. CCD-Bildsensoren 42, die gerade auf dem Isoliersubstrat 41 angeordnet sind. Nach Fig. 3 ist ein Bildelement 43 aus Bilddetektoren 431-434 zusammengesetzt, die auf einem CCD-Bildwandler 42 angeordnet sind. Der Detektor 431 hat kein Farbfilter (W), und die Frontseiten der Detektoren 432, 433 bzw. 434 weisen ein Gelbfilter (Y), ein Grünfilter (G) bzw. ein Zyanfilter (C) auf. Auf die Detektoren 431-434 auftreffendes Licht wird in elektrische Signale umgewandelt, die extern durch CCD-Kanäle (nicht gezeigt) abgeleitet sind, die zu beiden Seiten der Detektoranordnung vorgesehen sind.

Nachstehend wird ein Verfahren erläutert, mit dem in der oben erläuterten Weise abgeleitete Ausgangswerte in R-, G- und B-Werte umgewandelt werden, die normale Farbbildsignale sind. Wenn man mit Anw, Any, Ang und Anc die Ausgangswerte von Digitalsignalen bezeichnet, die durch A-D- Umsetzung der Ausgangssignale der das n-te Bildelement 43 bildenden Detektoren 431-434 gewonnen sind, erhält man die R-, G-, B-Werte durch die nachstehende Gleichung (1):

Die in Gleichung (1) verwendete Matrix aus drei Zeilen und vier Spalten wird als "Transformationsmatrix M" bezeichnet, die beispielsweise folgende Elemente hat:

Anschließend wird die Funktionsweise der bekannten Farbfilteranordnung erläutert. Wenn man annimmt, daß gelbes Licht, dessen Größe "2" ist, in ein Bildelement 43 eingetreten ist, so werden die Ausgangswerte Anw, Any, Ang und Anc der jeweiligen Detektoren 431-434 innerhalb des Bildelements 43:

Anw = 2, Any = 2, Ang = 1, Anc = 1.

Durch Substitution dieser Werte in Gleichungen (1) und (2) werden die R-, G- und B-Werte wie folgt erhalten:

R = 1, G = 1, B = 0,

und es wird gefunden, daß die Farbe des in das Bildelement 43 eingetretenen Lichts Gelb ist.

Die Abbildung der Vorlage 1 ist jedoch nicht auf eine Farbart begrenzt, sondern hat jedenfalls auch Farbgrenzen. Wie in diesem Fall die R-, G- und B-Werte aussehen, wird unter Bezugnahme auf einen Fall erläutert, in dem die Farbgrenzen im wesentlichen in der Mitte des Bildelements liegen (auf einer Linie L in Fig. 3). Wenn man beispielsweise annimmt, daß weißes Licht einer Größe "3" in die Detektoren 431 und 433 eingetreten ist und daß schwarzes Licht einer Größe "0" in die Detektoren 432 und 434 eingetreten ist, sind die Ausgangswerte Anw, Any, Ang und Anc der jeweiligen Detektoren 431-434 wie folgt:

Anw = 3, Any = 0, Ang = 1, Anc = 0.

Entsprechend den Gleichungen (1) und (2) werden die Werte für R, G und B wie folgt errechnet:

Rn = 3, Gn = 1, Bn = 3.

Diese Werte bezeichnen eine Farbe der Magentafarbgruppe, und es ist bekannt, daß Rauschen auftritt, in das sich Magenta auf der Grenzlinie zwischen Weiß und Schwarz einmischt.

Wie oben angegeben, ist die bekannte Farbbildabtasteinrichtung mit dem Problem behaftet, daß in einem Fall, in dem beim Lesen eines Farbbildes die Farbgrenze auf der Vorlage 1 in die Mitte des Bildelements 43 zu liegen kommt, die Ausgangswerte der fotoelektrischen Umwandlung des Bildelements 43 eine Farbe aufweisen, die gegenüber den Farben der Vorlage 1 vollständig verschieden ist, so daß im Umriß- bzw. Konturteil eines gelesenen Bildes Rauschen auftritt.

Um dieses Rauschen zu vermindern, wird manchmal die Methode angewandt, die Anfangszeiten der Speicherperioden des CCD-Bildwandlers verschieden zu machen und Pufferspeicherkreise vorzusehen, die die damit einhergehenden Verschiebungen der Ausgangssignale ausgleichen. Diese Maßnahme wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4-9 erläutert.

In Fig. 4, die ein detaillierterer Konstruktionsplan entsprechend Fig. 3 ist, sind Transfergates 141 und 142 vorgesehen, durch die Ladungen, die von Eingangslicht in den Detektoren 431, 432 bzw. 433, 434 erzeugt werden, zu CCD- Kanälen 151 und 152 übertragen werden.

Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm, das die konventionelle Funktionsweise des CCD-Bildwandlers 42 verdeutlicht.

Der CCD-Bildwandler 42 funktioniert wie folgt: Wenn das Transfergate 141 den Aus-Zustand hat, wird das in die Detektoren 431, 432 eintretende Licht in die Ladungen umgewandelt, die in diesen Detektoren gespeichert werden. Wenn anschließend das Transfergate 141 den Ein-Zustand annimmt, werden die gespeicherten Ladungen zum CCD-Kanal 151 übertragen. Im CCD-Kanal 151 sind den einzelnen Detektoren 431, 432 entsprechende Potentialmulden (nicht gezeigt) vorgesehen. Durch Anlegen von Zweiphasen-Taktimpulsen Φ1 und Φ2 an den CCD-Kanal 151 werden die von den Detektoren in den Kanal übertragenen Ladungen sukzessive zu den angrenzenden Potentialmulden verschoben, bis sie als Analogsignale aus dem CCD-Bildwandler 42 durch einen in der Endstufe des CCD-Kanals 151 vorgesehenen Float-Diffusionsverstärker (nicht gezeigt) entnommen werden. Tatsächlich werden, wie das Zeitdiagramm von Fig. 5 zeigt, Transfergateimpulse ΦT während der Dauer einer Zeit TS (Fig. 5(a)) eingegeben, während die Zweiphasentaktimpulse Φ1 und Φ2 (Fig. 5(b) und 5(c)) kontinuierlich angelegt werden. In diesem Fall sind die vom zweiten Transfergateimpuls ΦT zum CCD-Kanal 151 übertragenen Ladungen gleich den in den Detektoren 431, 432 während der vorhergehenden Zeit TS gespeicherten Ladungen. Infolgedessen können Signale, deren Größen proportional den Lichtmengen sind, die in den farbfilterfreien Detektor 431 und in den Gelbfilterdetektor 432 eingetreten sind, abwechselnd nacheinander als zeitlich aufeinanderfolgende Signale vom Float-Diffusionsverstärker in der Endstufe des CCD-Kanals 151 abgeleitet werden. Die Funktionsweisen der Detektoren 433, 434, des Transfergates 142 und des CCD-Kanals 152 auf der anderen Seite entsprechen den vorstehend beschriebenen Funktionsweisen.

Bei einem Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik läuft das Verfahren zur Rauschunterdrückung Grenzteil des gelesenen Bildes wie folgt ab:

Mit Φ1 und Φ2 sind in Fig. 6(a) und 6(b) Zweiphasentaktimpulse bezeichnet, die normalerweise und kontinuierlich an die CCD-Kanäle 151 und 152 von Fig. 4 angelegt werden. ΦT_GA und ΦT_GB in Fig. 6(c) und 6(d) bezeichnen Transfergateimpulse, die an die Transfergates 142 bzw. 141 angelegt werden. Die Perioden TSA und TSB der jeweiligen Transfergateimpulse ΦT_GA und ΦT_GB werden zu Speicherzeiten. Wenn der untere Teil von Fig. 4 in bezug auf eine Mittenlinie L′ als Kanal A und der obere Teil als Kanal B definiert ist, kann man sagen, daß die Speicherzeit des Kanals A die Zeit TSA ist, während die Speicherzeit des Kanals B die Zeit TSB ist. Bei diesem bekannten Beispiel sind die Perioden TSA und TSB gleich, aber die Anfangszeitpunkte der Speicherzeiten der einzelnen Kanäle unterscheiden sich durch ein Zeitintervall TD. Wie in Fig. 6(e) bzw. 6(f) gezeigt ist, werden somit Ausgangssignale D_A und D_B vom Kanal A und vom Kanal B jeweils in der Signalfolge A1g, A1c, A2g, A2c; . . . und in der Signalfolge A1w, A1y, A2w, A2y, . . . unmittelbar nach dem Anlegen der Transfergateimpulse ΦT_GA und ΦT_GB erzeugt.

Nachstehend wird die Funktionsweise des Farbgrenzteils erläutert. Fig. 7 zeigt die Positionen (in Vertikalabtastrichtung) der Vorlage 1 (in Fig. 1), an denen die Detektoren des Kanals A und des Kanals B in der Farbtasteinrichtung mit dem Ablauf der Zeit vorhanden sind. Mit P in Fig. 7 ist ein Vertikalabtastabstand bezeichnet. Es wird angenommen, daß zu einem Zeitpunkt t₀ in Fig. 7 die Detek toren 433, 434 des Kanals A sich in einer Position y0 befinden, während sich die Detektoren 431, 432 des Kanals B auf einer Position y0 -(P/2) befinden. In der Farbbildabtasteinrichtung werden die einzelnen Detektoren 431-434 relativ zur Vorlage 1 bewegt. Eine Gerade S 1 in Fig. 7 bezeichnet die jeweiligen Bewegungszustände der Detektoren 433, 434 des Kanals A, während eine Gerade S 2 die jeweiligen Bewegungszustände der Detektoren 431, 432 des Kanals B bezeichnet. Wenn die Speicherzeit zum Zeitpunkt t₀ beginnt, ist Licht, das auf die Detektoren 433, 434 des Kanals A während der Speicherzeit TSA trifft, das reflektierte Licht von einem Teil der Position y0 zu einer Position y0 +P auf der Oberfläche der Vorlage 1. Die Detektoren 431, 432 des Kanals B wandeln die Abbildung eines Teils von Position y0 -(P/2) zu Position y0 +(P/2) auf der Oberfläche der Vorlage 1 fotoelektrisch um. Dieser Vorgang ist der Hauptgrund für die Erzeugung von Rauschen an der Farbgrenze. Daher wird der Startzeitpunkt der Speicherzeit TSB des Kanals B mit t₀ + (TSA/2) eingestellt. Damit kann der Teil von der Position y0 zur Position y0 +P auf der Oberfläche der Vorlage 1 auch für den Kanal B fotoelektrisch umgesetzt werden, wie Fig. 7 zeigt. Selbst wenn also die Farbgrenze der Vorlage 1 zwischen den Positionen y0 und y0 +P liegt, erscheint nur der neutrale Farbton der Farben auf beiden Seiten der Grenze, und es wird kein Rauschen erzeugt.

Die Ausgangssignale der einzelnen Kanäle, die vom CCD-Bildwandler 42 auf diese Weise geliefert werden, werden wie nachstehend angegeben verarbeitet: Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm, das die Speicherzeiten TSA, TSB der jeweiligen Kanäle sowie die Zeitpunkte der Bildung der Ausgangssignale D_A, D_B wiedergibt.

Die jeweiligen Ausgangssignale D_A, D_B werden unmittelbar nach Beendigung der entsprechenden Speicherzeiten sukzessive abgegeben. In Fig. 8 sind die Abgabeintervalle der Ausgangssignale D_A, D_B schraffiert wiedergegeben. Die Bildelementsignale der Bildelemente G, C des Ausgangssignals D_A und diejenigen der Bildelemente W, Y des Ausgangssignals D_B sind um ein Zeitintervall T_D verschoben. Bei der Umsetzung der Ausgangssignale in die R-, G-, B-Werte auf der Grundlage der Gleichung (1) muß daher das Ausgangssignal D_A um das Zeitintervall T_D als Signal D_A′ verzögert werden, wie Fig. 8 zeigt, wonach die Gleichung (1) unter Nutzung der Signale D_A′ und D_B berechnet wird.

Fig. 9 ist ein prinzipielles Blockschaltbild einer Farbumsetzungsschaltung, die die Bildelementsignale G, C, W und Y in die R-, G- und B-Werte umsetzt. Das vom CCD-Kanal 151 abgegebene Ausgangssignal D_A (Fig. 5(a)) wird nur hinsichtlich seiner Ausgangssignalkomponenten abgetastet und in einem Abtast-Haltekreis 171 (Fig. 9) gespeichert. Danach werden die zeitseriellen Signale G und C von einem Demultiplexer 181 in Einzelsignale G und C zerlegt. Pufferkreise 191 und 192 haben die Funktion, die jeweiligen Einzelsignale G und C um das Zeitintervall T_D zu verzögern. G′ und C′ sind Bildsignale, die um das Zeitintervall T_D in bezug auf die jeweiligen Signale G und C verzögert sind.

Das vom CCD-Kanal 152 abgegebene Ausgangssignal D_B (Fig. 5(e)) wird in gleicher Weise von einem Abtast-Haltekreis 172 und einem Demultiplexer 182 in zwei Einzelsignale W und Y aufgetrennt. Die Einzelsignale G′, C′, W und Y, die durch die vorstehend erläuterte Verarbeitung abgetastet und gespeichert sind, werden in ein Matrixrechenglied 110 eingegeben, um Gleichung (1) zu berechnen, so daß sie in die R-, G- und B-Werte umgesetzt werden.

Wie bisher angegeben, läuft das bekannte Signalverarbeitungsverfahren so ab, daß die Startzeiten der Speicherintervalle der jeweiligen Kanäle des CCD-Bildwandlers verschieden gemacht werden, um die Störsignale des Farbgrenzteils zu verringern, und daß die damit einhergehende Verschiebung der Ausgangssignale durch die externen Pufferspeicherkreise ausgeglichen wird.

Da die bekannte Einrichtung wie angegeben aufgebaut ist, benötigt sie Pufferspeicherkreise, die die verschiedenen Startzeiten der Speicherintervalle des CCD-Bildwandlers realisieren können, um die Störsignale des Farbgrenzteils zu verringern, und die die damit einhergehende Verschiebung der Ausgangssignale ausgleichen. Daher ergeben sich hier die Probleme, daß der Schaltungsaufbau komplex ist und daß die Abtasteinrichtung teuer wird.

Eine Farbbildabtasteinrichtung, insbesondere gemäß der Oberbegriffe der Patentansprüche 1 und 2, ist auch aus der US-PS 46 72 433 entnehmbar. Insbesondere weist diese bekannte Farbbildabtasteinrichtung eine Helligkeitssignal-Extraktionseinheit und eine Interpolationseinheit auf.

Die bekannte Farbbildabtasteinrichtung weist pro Bildsegment Detektoren auf, die jeweils ein gelbes, grünes oder cyanfarbenes Farbfilter aufweisen. Dabei geht die bekannte Farbbildabtasteinrichtung von einer älteren Einrichtung aus, bei der bereits eine Helligkeitssignal-Extraktionseinheit bekannt war. Diese Helligkeitssignal-Extraktionseinheit basiert auf schwarzen und weißen Referenzplatten, die abgetastet werden, bevor das eigentliche Bild abgetastet wird. Das Bildrauschen an Farbgrenzen soll bei der bekannten Farbbildabtasteinrichtung dadurch vermindert werden, daß die Ausgangssignale der Farbfilter- Detektoren interpoliert werden, ohne daß an der bereits vorher bekannten Helligkeitssignal-Extraktionseinheit irgendetwas geändert wird. Die Interpolation erfolgt bei der bekannten Farbbildabtasteinrichtung vorzugsweise bereits vor der Helligkeitssignal-Extraktionseinheit. Die Interpolation kann aber auch nach oder in der Helligkeitssignal-Extraktionseinheit erfolgen, aber praktisch unabhängig von der Helligkeitssignal- Extraktionseinheit.

Aus der US-PS 45 10 524 ist eine Bildleseeinrichtung entnehmbar, bei der unter Berücksichtigung von das aktuelle Bildelement umgebenden Bildelementen eine Entscheidung darüber getroffen wird, welche Farbe das aktuelle Bildelement erhalten soll. Die bekannte Einrichtung gemäß dieser Druckschrift verfügt somit über eine Vergleichseinheit und eine Auswahleinheit im Sinne des Oberbegriffes des Patentanspruches 3.

Die US-PS 46 26 902 offenbart ein Verfahren, mit dem Bildpunkte an Konturrändern unterdrückt werden könen.

Die EP-OS 2 02 536 offenbart einen Signalprozessor-Schaltkreis für einen Farbvideoprinter mit ersten und zweiten Speichern, einem Dateninterpolationskreis und einem Printer. Der erste Speicher speichert ein Farbsignal, welches unter den Signalen der drei Primärfarben eines Videosignals die meiste Information erfordert. Der zweite Speicher speichert die anderen beiden Farbsignale. Der Dateninterpolationskreis reproduziert die Farbsignale von fehlenden Teilen unter Verwendung der im zweiten Speicher gespeicherten Farbsignale. Die Farbsignale, die vom ersten Speicher oder von dem Dateninterpolationskreis geliefert werden, werden nacheinanderr (sukzessive) zum Printer gesandt, um ausgedruckt zu werden.

Auch der DE-Z "Bildmessung und Luftbildwesen", Heft 2, März 1976, Seite 53 bis 61, kann in dem Artikel "Methoden zur Bildverbesserung" von F. Holdermann eine Kontrastverschärfung von Farbbildern entnommen werden. Hierbei wird zur Vermeidung von Farbstichen an den Objektkonturen vorgeschlagen, aus der Primärfarbendarstellung des Farbbildes zunächst eine Darstellung kodiert nach Farbhelligkeit, Farbsättigung und Farbton zu erzeugen. Danach werden die kodierten Farbbilder einer Kontrastverschärfung unterzogen, indem lediglich die Farbhelligkeits- und die Farbsättigungs-Auszüge unabhängig voneinander kontrastverschärft werden, der Farbton-Auszug jedoch unverändert bleibt.

Ausgehend von dem Stand der Technik, insbesondere von einer Farbbildabtasteinrichtung der in der US-PS 46 72 433 aufgezeigten Gattung, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Farbbildabtasteinrichtung bereitzustellen, bei der mittels eines einfachen Aufbaus Rauschen am Farbgrenzteil eines ausgelesenen Bildes verringerbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß und unabhängig voneinander jeweils durch die Merkmale der Patentansprüche 1 bis 4 gelöst.

Insbesondere bei der erfindungsgemäßen Farbbildabtasteinrichtung gemäß des Anspruchs 1 können im Vergleich zum Gegenstand der US-PS 46 72 433 mit Vorteil Referenzplatten an der Vorrichtung entfallen, so daß die erfindungsgemäße Farbbildabtasteinrichtung in ihrem Aufbau einfacher und in ihrer Wirkung bezüglich der Verminderung des Rauschens verbessert ist.

Die Merkmalskombinationen der Ansprüche 2 bis 4 zeigen alternative Lösungen auf, wobei im Zusammenhang mit dem Anspruch 4 insbesondere Farbgrenzen betrachtet werden, die nicht quer zu einer Sequenz von Bildsegmenten bildende Detektoren verlaufen, sondern parallel zu dieser Sequenz.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht, die schematisch eine bekannte Farbbildabtasteinrichtung zeigt;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Bildwandler, der bei der Farbbildabtasteinrichtung von Fig. 1 einsetzbar ist;

Fig. 3 eine vergrößerte Draufsicht auf den Detektorbereich des Bildwandlers von Fig. 2;

Fig. 4 eine vergrößerte Draufsicht, den den Detektorbereich von Fig. 3 mehr im einzelnen zeigt, um eine bekannte Ausführungsform zu erläutern;

Fig. 5 ein Zeitdiagramm, das ein Verfahren zur Ansteuerung des Bildwandlers von Fig. 4 zeigt;

Fig. 6 ein Zeitdiagramm, das ein Verfahren zur Ansteuerung des Bildwandlers bei einer bekannten Einrichtung zeigt;

Fig. 7 ein Diagramm, das die Lagebeziehungen zwischen dem Bildwandler und einer Vorlage bei der bekannten Einrichtung zeigt;

Fig. 8 ein Diagramm, das die Lagebeziehungen zwischen den Speicherintervallen und den Ausgangserzeugungszeitpunkten der Detektoren bei der bekannten Einrichtung zeigt;

Fig. 9 ein Blockschaltbild, das ein Verfahren zur Umsetzung von Farben in der bekannten Einrichtung zeigt;

Fig. 10 ein Blockschaltbild, das eine Farbsignalumsetzungsschaltung in dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 11 eine Funktionstabelle zur Erläuterung der Operationen von Selektoren, die in der Farbsignalumsetzungsschaltung von Fig. 10 enthalten sind;

Fig. 12 ein Blockschaltbild, das Interpolationsmittel bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 13 eine vergrößerte Draufsicht auf die Anordnung der Detektoren eines Bildwandlers zur Verwendung bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 12;

Fig. 14 ein Blockschaltbild, das einen Signalverarbeitungsteil des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt;

Fig. 15 ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des Signalverarbeitungsteils von Fig. 14;

Fig. 16 eine größere Draufsicht, die die Kombinationen von Detektoren zeigt, die das n-te Bildelement bilden;

Fig. 17 eine größere Draufsicht auf den Detektorbereich eines Bildwandlers im vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 18 ein Zeitdiagramm, das ein Verfahren zur Ansteuerung des Bildwandlers von Fig. 17 zeigt; und

Fig. 19 ein Diagramm zur Erläuterung der Lagebeziehungen zwischen dem Bildwandler und einer Vorlage bei dem vierten Ausführungsbeispiel.

In den Zeichnungen sind identische oder gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 10 ist ein Blockdiagramm einer Farbsignalumsetzungsschaltung, die der Signalverarbeitungsteil der Farbbild abtasteinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist. Die Farbsignalumsetzungsschaltung 6 bildet einen Farbsignalumsetzer. Diese Farbsignalumsetzungsschaltung 6 besteht aus Haltekreisen 611-613, die Helligkeitssignal-Extraktionsmittel 61 bilden; aus Subtraktionsgliedern 621, 622, Absolutwertrechengliedern 623, 624, Vergleichern 625, 626 und einem Vorzeichenentscheidungsglied 627, die einen Detektor 62 bilden; aus Haltekreisen 631-636 und Interpolationskreisen 637, 638, die Interpolationsmittel 63 bilden; aus Selektoren 641, 642, die Auswahlmittel 64 bilden; und aus Haltekreisen 651, 652, die Grün- bzw. G-Signale vorübergehend halten, um sie zu verzögern. Ferner wird einem Eingang 661 ein Signal W zugeführt, das durch die Analog-Digital- bzw. A-D-Umsetzung eines Signals von einem farbfilterlosen Detektor 431 (vgl. Fig. 3) gewonnen ist, und Eingängen 662, 663 bzw. 664 werden jeweils Y-, C- und G-Signale zugeführt, die in ähnlicher Weise durch die A-D-Umsetzung von Ausgangssignalen der Detektoren 432, 434 und 433 gewonnen sind, deren Frontseiten mit einem Gelb- bzw. Y-, einem Zyan- bzw. C- sowie einem Grün- bzw. G-Filter versehen sind. Diese Signale W, Y, C und G werden synchron mit nicht gezeigten Standard-Taktimpulsen sequentiell vom Ausgang des ersten Detektors 431 empfangen. Außerdem liegen an Ausgängen 671, 672, 673 und 674 verarbeitete Farbbildsignale W′, Y′, C′ bzw. G′ an.

Das erste Ausführungsbeispiel ist wie oben angegeben aufgebaut, und seine Funktionsweise wird nachstehend auch unter Bezugnahme auf Fig. 11 erläutert, die die Operationen der Selektoren 641, 642 der Farbsignalumsetzungsschaltung 6 zeigt.

Dabei wird das Signal W vom farbfilterlosen Detektor 431 als Helligkeitssignal angesehen. Die Signale W des (n-1)-ten, n-ten und (n+1)-ten Bildelements, die an den Eingang 661 angelegt werden, werden durch die Haltekreise 611-613 zu Signalen W(n-1), Wn bzw. W(n+1), die zum gleichen Zeitpunkt vorliegen. Diese Signale W(n-1), Wn und W(n+1) werden den Subtraktionsgliedern 621 und 622 zugeführt. Diese subtrahieren die Eingangssignale, und das Subtraktionsglied 621 gibt ein Subtraktionssignal Wn-W(n-1) ab, während das Subtraktionsglied 622 ein Subtraktionssignal W(n+1)-Wn abgibt. Der Vorzeichenentscheidungskreis 627 arbeitet als Exklusiv-ODER-Glied und entnimmt nur die höchstwertigen Bits der empfangenen Subtraktionssignale Wn-W(n-1) und W(n+1)-Wn und errechnet (W(n+1)-Wn) × (Wn-W(n-1)), um das Vorzeichen des Rechenergebnisses als Signal S abzugeben. Dieses Signal S bezeichnet, ob das Helligkeitssignal W eines gelesenen Bildes im Bereich des n-ten Bildelements monoton ansteigt oder monoton abnimmt oder ob es einen Extremwert hat. In Fig. 11 sind die Vorzeichen des Signals S mit + und - angegeben. Andererseits werden die Subtraktionssignale (w(n-1)-Wn) und (Wn-W(n+1)), die die Ausgangssignale der entsprechenden Subtraktionsglieder 621 und 622 sind, durch die Absolutwert-Rechenglieder 623 und 624 zu Absolutwertsignalen | W(n+1)-Wn| und |Wn-W(n-1)| gemacht. Diese Absolutwertsignale werden jeweils mit einem vorgegebenen Wert a in den Vergleichern 625 und 626 verglichen, und deren entsprechende Ausgangssignale M1 und M2 werden den beiden Selektoren 641 und 642 zugeführt.

Die Signale Y des (n-1)-ten, n-ten und (n+1)-ten Bildelements, die vom Detektor 432 an den Eingang 662 geliefert werden, werden durch die Haltekreise 631-633 zum gleichen Zeitpunkt zu Signalen Y(n-1), Yn und Y(n+1) gemacht. Durch das Interpolationsglied 637 wird ein interpoliertes Signal Yn, (n-1) entsprechend (Yn+Y(n-1))/2 gebildet und dem Selektor 641 zugeführt. Dieser Selektor 641 wählt eines seiner Eingangssignale Y(n-1), (Yn+Y(n-1))/2 bzw. Yn entsprechend den vorgenannten Signalen S, M1 und M2 (Fig. 11) aus und gibt das ausgewählte Signal als Ausgangssignal Y′ am Ausgang 672 ab.

Die dem Eingang 663 zugeführten Signale C werden ähnlich wie die Signale Y verarbeitet. Der Selektor 642 wählt eines seiner Eingangssignale C(n-1), (Cn+C(n-1))/2 bzw. Cn entsprechend den Signalen S, M1 und M2 (Fig. 11) aus und gibt das ausgewählte Signal als Ausgangssignal C′ am Ausgang 673 ab.

Was das am Eingang 661 empfangene Signal W und das am Eingang 664 empfangene Signal G betrifft, so werden die n-ten Signale jeweils so, wie sie sind, als Ausgangssignale W′ und G′ an den Ausgängen 671 und 674 abgegeben.

Nachstehend wird erläutert, wie Rauschen am Konturteil des gelesenen Bildes durch die Farbsignalumsetzungseinheit 6 vermindert werden kann.

Zuerst wird der Fall betrachtet, indem der Konturteil des gelesenen Bildes sehr scharf ist. Wenn man entsprechend Fig. 3 annimmt, daß der Konturteil des gelesenen Bildes eine Lage hat, die dem Zwischenraum zwischen dem Detektor des (n-1)-ten Bildelements und dem farbfilterlosen Detektor 431 des n-ten Bildelements entspricht, so liegt diese Position über demjenigen Detektor des (n-1)-ten Bildelements, dessen Oberfläche das Gelbfilter Y(n-1) aufweist. In diesem Fall wird das gelesene Bild zwischen den Positionen Wn und W(n+1) nicht wesentlich geändert. Selbst wenn also die Farbbildsignale für das n-te Bildelemente bei den Signalen Wn, Yn, Gn und Cn vorgegeben sind, wird kein Rauschen des Konturteils erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt erfüllen die Eingänge der Vergleicher 625 und 626 die folgenden Beziehungen:

| Wn - W(n - 1) | < a (3)

| W(n + 1) - Wn | < a (4)

Daher wird das Signal M1 größer und das Signal M2 kleiner, und infolgedessen werden die Signale Yn und Cn als die jeweiligen Ausgangssignale Y′ und C′ entsprechend der Tabelle von Fig. 11 abgegeben.

Wenn angenommen wird, daß der Konturteil des gelesenen Bildes an einer Position entsprechend dem Zwischenraum zwischen dem n-ten Bildelement und dem Detektor des (n+1)-ten Bildelements ohne Farbfilter liegt, so liegt diese Position über demjenigen Detektor des n-ten Bildelements, dessen Oberfläche mit dem Gelbfilter Yn versehen ist. In diesem Fall ändert sich das gelesene Bild zwischen den Positionen W(n-1) und Wn nicht erheblich. Wenn daher die Farbbildsignale für das n-te Bildelement bei den Signalen Wn, Y(n-1), Gn und C(n-1) vorgegeben sind, wird kein Rauschen des Konturteils erzeugt. In diesem Fall erfüllen die Eingänge der Vergleicher 625 und 626 die folgenden Beziehungen:

| Wn - W(n - 1) | < a (5)

| W(n + 1) - Wn | < a (6)

Daher wird das Signal M1 kleiner, und das Signal M2 wird größer, und infolgedessen werden die Signale Y(n-1) und C(n-1) jeweils als die Ausgangssignale Y′ und C′ im Hinblick auf die Tabelle von Fig. 11 abgegeben.

Nachstehend wird der Fall erläutert, daß der Konturteil des gelesenen Bildes gleichmäßig ist. In diesem Fall ändern sich die Farbbildsignale nicht stark zwischen den (n-1)-ten, n-ten und (n+1)-ten Bildelementen, und es gelten folgende Beziehungen:

| Wn - W(n - 1) | < a (7)

| W(n + 1) - Wn | < a (8)

Infolgedessen werden die beiden Signale M1 und M2 kleiner. Selbst wenn also die Farbbildsignale für die n-ten Bildelemente bei Wn, Yn, Gn und Cn vorgegeben sind, entsteht kein Rauschen des Konturteils. Wenn der Konturteil des gelesenen Bilds die folgenden Beziehungen:

| Wn - W(n - 1) | < a (9)

| W(n + 1) - Wn | < a (10)

erfüllt, wird angenommen, daß sich das Bild vergleichsweise stark in den Bereichen W(n-1), Y(n-1), Wn, Yn und W(n+1) ändert. Infolgedessen erscheint eine in der Vorlage (1 in Fig. 1) nicht vorhandene Farbe ohne Rücksicht darauf, ob die Farbbildsignale für das n-te Bildelement bei den Signalen Wn, Yn, Gn und Cn oder bei den Signalen Wn, Y(n-1), Gn und C(n-1) auftreten. Wie aus dem Fall von Fig. 11 ersichtlich ist, in dem das Signal S positiv, das Signal M1 größer und das Signal M2 größer ist, treten die Farbbildsignale des n-ten Bildelements bei Wn, (Yn+Y(n-1))/2, Gn und (Cn+C(n-1))/2 auf, und die Ausgangssignale Y′ und C′ der Positionen Yn und Cn werden durch die Interpolationsvorgänge vorgegeben und als die Werte des n-ten Bildelements genützt. Dadurch kann das Rauschen des Konturteils verringert werden.

Obwohl das Signal S normalerweise positiv bzw. "+" ist, kann es negativ bzw. "-" werden, wenn sich das Bild kaum ändert und wenn die Vorzeichen der Differenzsignale (W(n+1)-Wn) und (Wn-W(n-1)) infolge von Rauschen unterschiedlich sind, sowie in einem Fall, in dem das Bild außerordentlich fein ist. Der erstgenannte Fall wird ganz ähnlich wie bei positivem Signal S gehandhabt. Beim letztgenannten Fall werden die Lesegrenzen der Abtasteinrichtung der hier betroffenen Art überschritten, so daß die Signale Wn, Yn, Gn und Cn als die Ausgangssignale des n-ten Bildelements verwendet werden. Da in diesem Fall die Änderung eines Bildelements betroffen ist, ändert sich die Güte des gelesenen Bildes selbst kaum.

Die vorstehend erläuterte Ausführungsform steht übrigens beispielhaft für den Fall, daß ein Bildelement aus den Detektoren zusammengesetzt ist, deren Oberflächen mit den vier Farbfilterarten versehen ist. Die Kombination der Farbfilter ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die gleichen Effekte wie bei dieser Ausführungsform werden auch mit roten, grünen, blauen etc. Farbfiltern erhalten.

Das Ausgangssignal des Detektors ohne Farbfilter wird zwar als Helligkeitssignal bei der vorstehenden Ausführungsform verwendet; es kann aber jedes der Signale (Wn+Gn), (Yn+Cn), Gn etc. verwendet werden, um die gleichen Auswirkungen zu erzielen.

Das zweite Ausführungsbeispiel umfaßt Interpolationsmittel zum imaginären Setzen von Abtastpunkten auf einer Mehrzahl Detektoren und zum Auffinden einzelner Farbbildsignale an den Abtastpunkten durch Interpolation der Ausgangssignale der diesen nahen Detektoren.

Das Blockschaltbild von Fig. 12 zeigt die Interpolationsmittel 7 zur Interpolationsverarbeitung der Detektorausgangssignale. Dabei wird den Eingängen 711-714 der Interpolationsmittel 7 jeweils ein Digitalsignal Aw, Ay, Ag bzw. Ac zugeführt, die aus der A-D-Umsetzung der Ausgangssignale der Detektoren 431-434 (Fig. 3) gewonnen sind. Für jeden einzelnen Kanal der Digitalsignale Aw, Ay, Ag und Ac umfassen die Interpolationsmittel 7 in äquivalenter Weise Haltekreise 72, 73, in denen das entsprechende Signal jeweils einmal gehalten wird, einen 3/4-Multiplizierer 74, der das Signal mit 3/4 multipliziert, einen 1/4-Multiplizierer 75, der das Signal mit 1/4 multipliziert, und ein Addierglied 76. Ausgangssignale Wn, Yn, Gn und Cn für Weiß (W), Gelb (Y), Grün (G) und Zyan (C) werden an den Ausgängen 771, 772, 773 und 774 der Interpolationsmittel 7 abgenommen.

Die Draufsicht von Fig. 13 zeigt die Anordnung von Farbfiltern an einem Bildwandler 4 (in Fig. 1) ähnlich Fig. 3. Die Detektoren 431-434 von Fig. 13 sind an dem CCD-Bildwandler 42 (in Fig. 2) angeordnet. Der Detektor 431 hat kein Farbfilter, während die übrigen Detektoren 432-434 jeweils ein Farbfilter der Farben Gelb, Grün und Zyan an den Stirnflächen aufweisen. In Fig. 13 sind mit ┤ die Mittelpunkte der jeweiligen Detektoren 431-434 und mit × die imaginären Abtastpunkte bezeichnet.

Das zweite Ausführungsbeispiel ist wie vorstehend angegeben aufgebaut, und die Funktionsweise wird nachstehend erläutert. Wie bereits aus der Erläuterung des Ausführungsbeispiels nach dem Stand der Technik hervorgeht, liegt die Ursache für das Rauschen am Grenzteil eines Bildes darin, daß die Detektoren, z. B. 431-434 in Fig. 13, die die jeweiligen Farbkomponenten lesen, die lichtelektrische Umwandlung der Bildinformationen an den verschiedenen Positionen der Vorlage (1 in Fig. 1) ausführen. Infolgedessen sind die Abtastpunkte imaginär vorgegeben, wie durch die Markierungen × in Fig. 13 angedeutet ist, und die Signalausgänge der jeweiligen Farbkomponenten an diesen Abtastpunkten werden durch die Interpolation der Ausgangssignale der in der Nähe liegenden Detektoren gefunden, so daß die Ausgangssignale des Bildwandlers 4 so gewonnen werden, als ob die Detektoren für die jeweiligen Farbkomponenten jederzeit an den imaginären Abtastpunkten liegen würden.

Wenn beispielsweise der imaginäre Abtastpunkt n in der Mitte zwischen dem Detektor 431 des Feldes Wn und dem Detektor 432 des Feldes Yn (Fig. 13) liegt, können die Signale Wn und Yn an dem imaginären Abtastpunkt n jeweils durch die folgenden Gleichungen (11) und (12) ermittelt werden:

Ebenso können die Signale Gn und Cn an dem imaginären Abtastpunkt n in der Mitte zwischen den Feldern Gn und Cn durch die folgenden Berechnungen ermittelt werden:

Dabei werden die vorgenannten Gleichungen (11) bis (14) durch die Interpolationsmittel 7 des Ausführungsbeispiels von Fig. 12 realisiert. Insbesondere werden im Hinblick auf das Ausgangssignal Aw vom Detektor 431 in Fig. 3 das Signal Awn des n-ten Bildelements und das Signal Aw(n+1) des (n+1)-ten Bildelements zum gleichen Zeitpunkt durch die Haltekreise 72 und 73 gewonnen. Anschließend wird das Signal Awn dem 3/4-Multiplizierer 74 zugeführt, während das Signal Aw(n+1) dem 1/4-Multiplizierer 75 zugeführt wird. Die Verarbeitungsergebnisse dieser Multiplizierer werden im Addierglied 76 addiert, so daß am Ausgang 771 das Ausgangssignal Wn erhalten wird. Ebenso können die Ausgangssignale Yn, Gn und Cn für die Eingangssignale Ay, Ag und Ac erhalten werden. Farbbildsignale Rn, Gn und Bn, die dadurch erzeugt werden, daß die Ausgangssignale Wn, Yn, Gn und Cn den Transformationsschritten der folgenden Gleichung unterworfen werden, führen zu Farbbildsignalen, die am Grenzteil des Bildes rauschfrei sind:

Das vorangehende Ausführungsbeispiel wurde zwar unter Bezugnahme auf die Anwendung der Farbfilter W, Y, G und C und die Anordnung der Detektoren in zwei Reihen erläutert, die Farben und die Anordnung der Farbfilter können aber auch anders sein. Beispielsweise können Farbfilter R, G und B in einer Reihe angeordnet sein, und dann werden die gleichen Auswirkungen wie bei dem Ausführungsbeispiel erhalten.

Das nachstehend erläuterte dritte Ausführungsbeispiel umfaßt Vergleichsmittel, die für ein spezifisches Bildelement die Helligkeitssignale einer Mehrzahl Bildelemente nahe dem spezifischen Bildelement vergleichen, und Auswahlmittel zur Auswahl von M Detektoren, die das spezifische Bildelement bilden, und zur Bestimmung der Farben des spezifischen Bildelements auf der Grundlage eines Signals von den Vergleichsmitteln.

Das Blockschaltbild von Fig. 14 zeigt einen Signalverarbeitungsteil dieser Ausführungsform. Der Signalverarbeitungsteil umfaßt wenigstens zwei Haltekreise 91, 92, zwei Subtraktionsglieder 93, 94 und zwei Absolutwertglieder 95, 96 sowie einen Vergleicher 97, die zusammen die Vergleichseinheit 9 bilden; ferner umfaßt er einen Selektor 90, der eine Auswahleinheit bildet. 911, 912, 913 und 914 sind Eingänge für erfaßte Farbbildinformation und entsprechen jeweils Weiß (W), Gelb (Y), Grün (G) und Zyan (C). Ferner sind Ausgänge 921, 922, 923 und 924 vorgesehen, die jeweils den Eingängen 911-914 entsprechen. Die Eingänge 911, 912, 913 und 914 sind mit den entsprechenden Eingängen des Haltekreises 91 gekoppelt, und sie sind gemeinsam an einen Eingang des Selektors 90 geführt. Im letzteren Fall wird dem Eingang des Selektors 90 ein Signal D1 von sämtlichen Eingängen 911-914 zugeführt. Ferner wird ein Signal W1 vom Eingang 911 zu einem Eingang des Subtraktionsgliedes 93 geführt. In gleicher Weise sind die Ausgänge des Haltekreises 91 jeweils mit den Eingängen des Haltekreises 92 gekoppelt, und sie sind gemeinsam mit einem weiteren Eingang des Selektors 90 gekoppelt und legen an diesen ein Signal D2. Ferner ist der Weiß (W) entsprechende Ausgang des Haltekreises 91 an den weiteren Eingang des Subtraktionsglieds 93 und an einen Eingang des Subtraktionsglieds 94 angeschlossen und führt diesen ein Signal W2 zu. Die Ausgänge des Haltekreises 92 sind sämtlich mit einem weiteren Eingang des Selektors 90 gekoppelt und führen diesem ein Signal D3 zu, und der Weiß (W) entsprechende Ausgang ist mit dem weiteren Eingang des Subtraktionsglieds 94 gekoppelt und führt diesem ein Signal W3 zu. Die Ausgänge der Sub traktionsglieder 93 und 94 sind jeweils mit den Absolutwertgliedern 95 und 96 gekoppelt, deren Ausgänge an die Eingänge des Vergleichers 97 geführt sind. Der Ausgang des Vergleichers 97 ist mit dem Selektor 90 gekoppelt. Die Absolutwertglieder 95 und 96 führen dem Vergleicher 97 Signale ID1 bzw. ID2 zu, und der Vergleicher 97 führt dem Selektor 90 ein Signal SEL zu.

Das Ausführungsbeispiel ist in der vorstehend erläuterten Weise ausgelegt, und seine Betriebsweise wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm von Fig. 15 und den Konstruktionsplan von Fig. 16, der Bildelemente bildende Detektoren zeigt, erläutert. Signale W, Y, G und C vom Bildwandler 4 (Fig. 2) werden den Eingängen 911, 912, 913 und 914 (Fig. 14) zugeführt. Wie bei W1 in Fig. 15 gezeigt, werden die Signale W1 vom Eingang 911 mit der Zeit zu Wn-1, Wn, Wn+1, Wn+2, Wn+3 . . . Dabei bezeichnet n das n-te Bildelement 43 (Fig. 16). Das Signal W1 wird in das Signal W2 entsprechend Fig. 15 geändert, indem es durch den Haltekreis 91 geschickt wird, und das Signal W2 wird in das Signal W3 (Fig. 15) geändert, indem es durch den Haltekreis 92 geschickt wird. Wenn man dabei mit Wn+1 das dem Eingang 911 zum Zeitpunkt tn zugeführte Weiß-Signal W1 bezeichnet, wird das Signal W2 zu Wn, und das Signal W3 wird zu Wn-1, wie Fig. 15 zeigt. Diese Signale werden den Subtraktionsgliedern 93 und 94 zugeführt, deren Ausgangssignale Wn-Wn+1 bzw. Wn-Wn-1 sind. Diese Ausgangssignale werden ferner in die Absolutwertglieder 95 und 96 eingegeben, deren Ausgangssignale ID1 und ID2 zu ID1 = | Wn-Wn+1 | bzw. zu ID2 = | Wn-Wn-1 | werden, wie Fig. 15 zeigt. Die Absolutwertsignale werden ferner dem Vergleicher 97 zugeführt, der ihre Größen vergleicht und ein Signal Sn als das Auswahlsignal SEL bildet. In diesem Fall ist das Signal Sn durch die folgenden Bedingungen bestimmt:

| Wn - Wn - 1 | < | Wn - Wn + 1 | (16)

| Wn - Wn - 1 | = | Wn - Wn + 1 | (17)

| Wn - Wn - 1 | < | Wn - Wn + 1 | (18)

Das gemäß diesen Bedingungen erzeugte Auswahlsignal SEL wird dem Selektor 90 zugeführt und dient zur Steuerung von dessen Auswahloperation. Das Kollektivsignal der vom Bildwandler 4 an die jeweiligen Eingänge 911, 912, 913 und 914 angelegten Signale W, Y, G und C wird unmittelbar nach dem Anlegen zum Signal D1 bzw. zum Signal D2 nach Durchlaufen des Haltekreises 91 bzw. zum Signal D3 nach Durchlaufen des Haltekreises 92, und diese Signale D1-D3 werden jeweils dem Selektor 90 zugeführt. Die Signale D1, D2 und D3 ändern sich im Lauf der Zeit, wie Fig. 15 zeigt. Zum Zeitpunkt tn werden sie D1 = Dn+1, D2 = Dn und D3 = Dn-1 (wobei Dn den kombinierten Ausgangswert von Weiß (W), Gelb (Y), Grün (G) und Zyan (C) des n-ten Bildelements bezeichnet). Gemäß den vorgenannten Bedingungen des Auswahlsignals SEL und aufgrund der Eingangssignale D1, D2 und D3 gibt der Selektor 90 die folgenden Ausgangssignale Wn′, Yn′, Gn′ und Cn′ ab:

Wn′ = Wn, Yn′ = Yn - 1, Gn′ = Gn, Cn′ = Cn - 1
für | Wn - Wn - 1 | < | Wn - Wn + 1 | (16)

Wn′ = Wn, Yn′ = Yn, Gn′ = Gn, Cn′ = Cn
für | Wn - Wn - 1 | = | Wn - Wn + 1 | (17)

und

Wn′ = Wn + 1, Yn′ = Yn, Gn′ = Gn + 1, Cn′ = Cn
für | Wn - Wn - 1 | < | Wn - Wn + 1 | (18)

Die vorgenannten Resultate werden zu den in Fig. 16 gezeigten Kombinationen der Detektoren des Bildwandlers 4. In der Figur entspricht ein Teil (I) dem Fall von | Wn-Wn-1 | <| Wn-Wn+1 |. In diesem Fall wird die Kombination 98 des n-ten Bildelements in negativer Richtung der Zahl n um den Betrag einer Spalte von Detektoren relativ zum n-ten Bildelement 43, das den Bildwandler 4 von Fig. 3 bildet, verschoben. Teil (II) entspricht dem Fall von | Wn-Wn-1 | = | Wn-Wn+1 |. In diesem Fall stimmt die Kombination 99 des n-ten Bildelements mit dem n-ten Bildelement 43 im Bildwandleraufbau überein. Teil (III) entspricht dem Fall von | Wn-Wn-1 | <| Wn-Wn+1 |. In diesem Fall wird die Kombination 100 des n-ten Bildelements in Plusrichtung um den Betrag einer Spalte der Detektoren relativ zum n-ten Bildelement 43 des Wandleraufbaus verschoben. Wenn die Farbgrenze im wesentlichen in der Mitte des Bildelements 43 liegt, gilt | Wn-Wn-1 | <| Wn-Wn+1 |, und zu diesem Zeitpunkt besteht das Bildelement aus den Filterelementen (Wn, Yn-1, Gn, Cn-1). Dadurch kann das Rauschen der Farbgrenze nahezu eliminiert werden.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel werden die Haltekreise 91 und 92 verwendet. Da diese jedoch die Funktion haben, die Bildsignale zu verzögern, wird der gleiche Effekt auch dann erzielt, wenn statt dessen Abtast-Haltekreise oder ein analoges Schieberegister, z. B. CCD oder BBD, eingesetzt werden.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel werden in einzelnen Detektoren gespeicherte Ladungen in Speichermitteln bis zu einem vorbestimmten Zeitpunkt gehalten, so daß die Ausgabestartzeitpunkte der gespeicherten Ladungen auf denselben Zeitpunkt einstellbar sind.

Fig. 17 zeigt den Aufbau der wesentlichen Teile dieses Ausführungsbeispiels.

Ein Transfergate 141 dient der Übertragung von in Detektoren 431 und 432 durch einfallendes Licht erzeugten Ladungen zu einem CCD-Kanal 151. Ein Zeilenverschiebe-Gate 16 (Speicher) hat die Funktion, in den Detektoren 433 und 434 durch einfallendes Licht erzeugte Ladungen aufzunehmen bzw. vorübergehend zu speichern.

Ein Transfergate 142 überträgt die vorübergehend im Zeilenverschiebe-Gate 16 gespeicherten Ladungen zu einem CCD-Kanal 152.

Das Zeitdiagramm von Fig. 18 zeigt die Einstellung der Speicherzeit jeder Reihe in der aus zwei Reihen bestehenden Detektoranordnung nach Fig. 17.

Nachstehend wird die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels erläutert. Φ1 und Φ2 bei (a) und (b) in Fig. 18 bezeichnen Zweiphasen-Taktimpulse, die den CCD-Kanälen 151 und 152 in Fig. 17 aufgedrückt werden, und diese Taktimpulse werden ständig und kontinuierlich zugeführt. ΦV in Fig. 18(c) bezeichnet Impulse, die dem Zeilenverschiebe-Gate 16 in Fig. 17 aufgedrückt werden. Dieses Zeilenverschiebe-Gate 16 hat Potentialmulden zur vorübergehenden Speicherung der Speicherladungen der jeweiligen Detektoren 431, 432, 433, 434. Wenn der Zeilenverschiebeimpuls ΦV einen Hochpegel hat, werden die Ladungen der Detektoren 433 und 434 in das Zeilenverschiebe-Gate 16 übertragen. Wenn der Zeilenverschiebeimpuls ΦV einen Niedrigpegel hat, werden die übertragenen Ladungen vorübergehend im Zeilenverschiebe-Gate 16 gespeichert.

ΦT_GA und ΦT_GB in Fig. 18(d) und (e) bezeichnen Transfergateimpulse, die den Transfergates 142 bzw. 141 aufgedrückt werden. Wenn der untere Teil und der obere Teil der Detektoranordnung in bezug auf eine in Fig. 17 gezeigte Mittenlinie L′ als Kanal A bzw. Kanal B bezeichnet werden, entsprechen die Speicherzeiten TSA und TSB der Kanäle den Perioden der Impulse ΦV bzw. ΦT_GB in Fig. 18.

Nunmehr soll erläutert werden, wie die gespeicherten Ladungen der jeweiligen Kanäle von Fig. 17 verschoben werden. Die Detektoren 433 und 434 des Kanals A in Fig. 17 speichern die durch einfallendes Licht erzeugten Ladungen während des Intervalls (Intervall TSA) zwischen einem Hochpegel (zu einem Zeitpunkt t₀) und dem nächsten Hochpegel (zu einem Zeitpunkt t₂) des Impulses ΦV von Fig. 18(c). Die gespeicherten Ladungen gelangen in die Potentialmulden im Zeilenverschiebe-Gate 16 in Fig. 17 zum Zeitpunkt t₂ und werden darin gespeichert. Wenn danach der Impuls ΦT_GA von Fig. 18(d), der an das Transfergate 142 von Fig. 17 angelegt ist, den Hochpegel annimmt (zum Zeitpunkt t₃), werden die im Zeilenverschiebe-Gate 16 gespeicherten Ladungen zum CCD-Kanal 152 in Fig. 17 übertragen, und die übertragenen Ladungen werden sukzessive als Ausgangssignale seit dem Zeitpunkt t₃ abgegeben.

Andererseits speichern die Detektoren 431 und 432 des Kanals B in Fig. 17 die durch einfallendes Licht erzeugten Ladungen während des Intervalls (Intervall TSB) zwischen einem Hochpegel (zu einem Zeitpunkt t₁) und dem nächsten Hochpegel (zum Zeitpunkt t₃) des Impulses ΦT_GB von Fig. 18(e). Die gespeicherten Ladungen werden durch das Transfergate 141 in Fig. 17 zum Zeitpunkt t₃ zum CCD-Kanal 151 übertragen, und die übertragenen Ladungen werden sukzessive als Ausgangssignale seit dem Zeitpunkt t₃ abgegeben.

Nachstehend wird die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels an einem Farbgrenzteil erläutert. Fig. 19 zeigt diejenigen Positionen (in Richtung der Vertikalzeilenabtastung) einer Vorlage (1 in Fig. 1), an denen die Detektoren des Kanals A und des Kanals B in der Farbbildabtasteinrichtung mit dem Ablauf der Zeit vorhanden sind. P ist der Abstand der Vertikalzeilenabtastung. Dabei ist angenommen, daß zu einem Zeitpunkt t₀ gemäß Fig. 19 die Detektoren 433 und 434 des Kanals A eine Position y0 einnehmen, während die Detektoren 431 und 432 des Kanals B eine Position y0 -(P/2) einnehmen. In der Farbbildabtasteinrichtung werden die Detektoren 431-434 relativ zur Vorlage 1 verschoben. S 1 in Fig. 19 bezeichnet die Bewegungszustände der Detektoren 433 und 434 des Kanals A, und S 2 bezeichnet die Bewegungszustände der Detektoren 431 und 432 des Kanals B.

Die Zeitpunkte t₀, t₁, t₂ und t₃ in Fig. 19 entsprechen den Zeitpunkten, die in Fig. 18 mit denselben Symbolen bezeichnet sind.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Startzeitpunkte der Speicherzeiten TSA und TSB der jeweiligen Kanäle A und B die gleichen wie bei dem eingangs erläuterten Beispiel des Standes der Technik. D. h., der Startzeitpunkt t₁ der Speicherzeit des Kanals B ist als t₀+(TSA/2) vorgegeben. Somit wird wie bei dem bekannten Beispiel am Farbgrenzteil auftretendes Rauschen eliminiert.

Ferner ist dieses Ausführungsbeispiel so ausgelegt, daß am Ende des Zeitpunkts t₂ der Speicherzeit TSA mit der vorübergehenden Speicherung der während des Intervalls TSA im Kanal A gespeicherten Ladungen im Zeilenverschiebe-Gate 16 (Fig. 17) begonnen und mit der Ausgabe dieser Ladungen zum Zeitpunkt t₃ (Fig. 19) begonnen werden kann. Dieser Zeitpunkt t₃ ist mit der Ausgabestartzeit der im Kanal B gespeicherten Ladungen identisch. D. h., die in beiden Kanälen A und B während der jeweiligen Speicherzeiten TSA und TSB gespeicherten Ladungen werden zum selben Zeitpunkt ausgegeben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel entfallen die bisher zur Verminderung von Rauschen des Farbgrenzteils angewandten Pufferspeicherkreise, so daß eine Farbbildabtasteinrichtung mit einfachem Schaltungsaufbau kostengünstig bereitgestellt wird.

Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird zwar angenommen, daß die Speicherzeiten TSA und TSB der jeweiligen Kanäle gleich sind, sie können jedoch ebenso gut ungleiche Zeitintervalle sein. Auch wurde zwar der Fall erläutert, daß die Detektoren 431-434 relativ zur Vorlage 1 linear bewegt werden, aber das Verschiebeverfahren ist nicht darauf beschränkt.

Claims

1. Farbbildabtasteinrichtung mit einer Lichtquelle zum Beleuchten einer Vorlage, mit einer Mehrzahl Detektoren, die ein durch Beleuchten der Vorlage erzeugtes Farbbild in elektrische Signale umsetzen, mit einer Fokussiereinheit, die das Farbbild auf die Detektoren fokussiert, mit mehreren Detektoren zugeordneten Farbfiltern, die Farben des fokussierten Farbbildes unterscheiden, und mit einer Farbsignalumsetzungseinrichtung, die eine Helligkeits-Extraktionseinheit, welche Helligkeitssignale abgibt, und eine Interpolationseinheit zur Interpolationsverarbeitung von Farbsignalen identischer Farbe umfaßt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Helligkeitssignal-Extraktionseinheit (61) Ausgangssignale eines farbfilterlosen Detektors als Helligkeitssignale bestimmt und Helligkeitssignale entsprechend dem (n-1)-ten, n-ten und (n+1)-ten Bildelement (wobei n eine positive ganze Zahl ist) als Helligkeitssignale ableitet, die zu einem identischen Zeitpunkt vorliegen,
daß die Farbsignalumsetzungseinrichtung eine Erfassungseinheit (62) aufweist, die Differenzen zwischen dem (n+1)-ten und dem n-ten abgeleiteten Helligkeitssignal sowie zwischen dem n-ten und dem (n-1)-ten abgeleiteten Helligkeitssignal erfaßt,
daß die Interpolationseinheit (63) zur Interpolationsverarbeitung von Farbbildsignalen identischer Farbe, die dem n-ten und dem (n-1)-ten oder (n+1)-ten Bildelement entsprechen, zur Ermittlung eines Farbbildsignals vorgesehen ist, und
daß die Farbsignalumsetzungseinrichtung eine Auswahleinheit (64), die das n-te, das (n-1)-te oder das (n+1)-te Farbsignal und das von der Interpolationseinheit (63) erzeugte interpolierte Signal als n-tes Farbbildausgangssignal nach Maßgabe der von der Erfassungseinheit (62) gebildeten erfaßten Differenzsignale abgibt, aufweist.

2. Farbbildabtasteinrichtung mit einer Lichtquelle zum Beleuchten einer Vorlage, mit einer Mehrzahl von Detektoren, die ein durch Beleuchten der Vorlage erzeugtes Farbbild in elektrische Signale umsetzen, mit einer Fokussiereinheit, die das Farbbild auf die Detektoren fokussiert, mit mehreren Farbfiltern, die Farben des fokussierten Farbbildes unterscheiden und auf den Detektoren angeordnet sind, und mit Interpolationsmitteln zur Interpolation der Ausgangssignale von zueinander in Nachbarschaft befindlichen Detektoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Interpolationsmittel (7) zur imaginären Bestimmung von Abtastpunkten (×) auf der Mehrzahl Detektoren und zur Gewinnung von einzelnen Farbbildsignalen an den Abtastpunkten durch Interpolation der Ausgangssignale von in der Nähe der Abtastpunkte und zueinander in Nachbarschaft befindlichen Detektoren vorgesehen sind, so daß die Farbbildsignale so gewonnen werden, als ob diese Detektoren für die jeweiligen Farbkomponenten jederzeit an den imaginären Abtastpunkten liegen würden, indem die Signale der jeweiligen Detektoren für gleiche Farbkomponenten, die beidseitig des imaginären Abtastpunktes benachbart angeordnet sind, jeweils interpoliert werden, und zwar reziprok gewichtet mit ihrem Abstand zum imaginären Abtastpunkt.

3. Farbbildabtasteinrichtung mit einer Lichtquelle zum Beleuchten einer Vorlage, mit einer Mehrzahl von Detektoren, die ein durch Beleuchten der Vorlage erzeugtes Farbbild abtasten und in elektrische Signale umsetzen, mit einer Fokussiereinheit, die das Farbbild auf die Detektoren fokussiert, mit N-Farbfiltern (wobei N eine ganze Zahl von wenigstens 3 ist), die Farben des fokussierten Farbbildes unterscheiden und auf den Detektoren angeordnet sind, mit einer Vergleichseinheit die für ein spezifisches Bildelement, das mit wenigstens jeweils einem Farbfilter jeder der entsprechenden Farben versehen und aus einander benachbarten Detektoren zusammengesetzt ist, Helligkeitssignale einer Mehrzahl Bildelemente nahe dem spezifischen Bildelement miteinander vergleicht und mit einer Auswahleinheit, die das spezifische Bildelement bildenden Detektoren ansteuert und die Farben des spezifischen Bildelementes auf der Grundlage von Ausgangssignalen der Vergleichseinheit bestimmt, dadurch gekennzeichnet,
daß die ein Bildsegment bildenden Detektoren jeweils einen farbfilterlosen Detektor umfassen,
daß Subtraktionsglieder (93, 94) vorhanden sind, denen die Ausgangssignale des farbfilterlosen Detektors des spezifischen Bildelementes sowie der farbfilterlosen Detektoren der beidseitig des spezifischen Bildelementes benachbarten Bildelemente zugeführt werden,
daß das Ausgangssignal eines Subtraktionsgliedes (93, 94) jeweils das Differenzsignal des Ausgangssignales des farbfilterlosen Detektors des spezifischen Bildelementes und des farbfilterlosen Detektors eines der beiden anderen benachbarten Bildelemente ist,
daß Absolutwertglieder (95, 96) vorgesehen sind, in denen die Absolutwerte der Ausgangs-Differenzsignale der Subtraktionsglieder (93, 94) gebildet werden, und
daß die Auswahleinheit (91) vorgesehen ist, endgültige Ausgangssignale nach Vergleich der Absolutwerte der Ausgangs- Differenzsignale abzugeben,
wobei die endgültigen Ausgangssignale den ursprünglichen Ausgangssignalen der Detektoren des spezifischen Bildelementes entsprechen, wenn die Absolutwerte der Ausgangssignale der Subtraktionsglieder (93, 94) einander gleich sind, und
wobei die endgültigen Ausgangssignale, wenn einer der Absolutwerte kleiner ist als der andere, den ursprünglichen Ausgangssignalen einer Gruppe von Detektoren mit Farbfiltern jeder Farbe entsprechen, die ein Bildsegment bilden, welches jeweils einen Teilbereich des spezifischen Bildsegmentes und desjenigen Bildsegmentes umfaßt, dessen Detektorausgangssignale bei der Subtraktion und dem Vergleich der Absolutwerte zum kleineren Absolutwert geführt haben.

4. Farbbildabtasteinrichtung mit einer Mehrzahl Detektoren, die ein Farbbild in elektrische Signale umsetzen, und mit einer Fokussiereinheit zur Fokussierung der Abbildung einer Vorlage auf die Detektoren, wobei die Detektoren in einer Mehrzahl Reihen angeordnet sind und die Detektoren der jeweiligen Reihen zu jeweils verschiedenen Zeitpunkten beginnen, durch einfallendes Licht erzeugte Ladungen zu speichern und die Ladungen während vorbestimmter Speicherzeiten gespeichert zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Ladungen bis zu einem vorbestimmten Ausgabezeitpunkt in einer Speichereinheit (16) gehalten werden, so daß Ausgabestartzeitpunkte der in den Detektoren der jeweiligen Reihen gespeicherten Ladungen identisch vorgebbar sind.