DE3640369A1 - Bildlese- oder bildaufzeichnungsgeraet mit vergroesserungs- und verkleinerungsfunktion - Google Patents
Bildlese- oder bildaufzeichnungsgeraet mit vergroesserungs- und verkleinerungsfunktionInfo
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- H04N1/3935—Enlarging or reducing with modification of image resolution, i.e. determining the values of picture elements at new relative positions
Description
Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Lesen und/oder Aufzeichnen
eines Bildes z. B. in einer Faksimileeinrichtung.
Das Gerät ist dazu in der Lage, Vergrößerungen oder Verkleinerungen
mit einem einstellbaren Faktor auszuführen.
Bei bisher bekannten derartigen Geräten in Kopierern oder
dergleichen wird ein Bild mit Hilfe einer Zoomlinse vergrößert
oder verkleinert. Die Linse macht das Gerät jedoch
teuer, insbesondere durch eine kompliziert aufgebaute mechanische
Verschiebeeinrichtung. Außerdem ist die Abbildungsqualität
nicht so gut wie unter Verwendung einer feststehenden
Linse. Ein weiterer Nachteil ist der, daß der Faktor
für die Vergrößerung oder Verkleinerung sehr begrenzt ist.
Das erfindungsgemäße Gerät ist durch die Merkmale des Patentanspruchs
gegeben. Es weist keine Zoomlinse mehr auf,
sondern es liest Grundlesepunkte, gewinnt aus diesen unter
Berücksichtigung eines eingestellten Faktors für die Vergrößerung
oder Verkleinerung sogenannte Lesepunkte und erzeugt
eine der Anzahl der Lesepunkte entsprechende Anzahl von
Bildpunkten beim vergrößerten bzw. verkleinerten Abbild.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher
veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm für ein Bildlesegerät oder Aufzeichnungsgerät,
das Vergrößerungen und Verkleinerungen
durch Berechnungen statt mit Hilfe einer
Zoomlinse durchführt;
Fig. 2 ein Flußdiagramm zum Erläutern, wie das Gerät den
ganzzahligen Anteil und den Dezimalanteil einer
berechneten Zahl gewinnt;
Fig. 3A Signalzüge zum Erläutern der Funktion des Blockdiagramms
von Fig. 1; und
Fig. 3B ein Diagramm mit Grundlesepunkten einerseits und
abgebildeten Punkten andererseits zum Erläutern
der Funktion des Gerätes gemäß Fig. 1 beim Vergrößern.
Bevor das Gerät gemäß Fig. 1 und seine Arbeitsweise näher
erläutert wird, wird zunächst das Prinzip beschrieben, gemäß
dem das Gerät arbeitet.
Durch ein Festkörper-Leseelement im Bildlesegerät bzw. Aufzeichnungsgerät,
z. B. einem Faksimilegerät, einem Körper
z. B. einem Faksimilegerät, einem Kopierer
oder einem Scanner-Drucker, werden Bilddaten gelesen. Das
gelesene Bild wird in einem weiten Bereich mit gewünschtem
Faktor dadurch vergrößert bzw. verkleinert, daß das Verhältnis
zwischen der Auflösung beim Lesen und der Auflösung
beim Aufzeichnen verändert wird.
Der Abbildungsfaktor Z ist durch das Verhältnis zwischen
einer in der Vorlage gelesenen Länge und einer abgebildeten
Länge bestimmt.
Z = (Länge in der Vorlage)/(Länge im Abbild)
= ((1/D)n)/((1/R)n) = R/D (1)
Z = (Länge in der Vorlage)/(Länge im Abbild)
= ((1/D)n)/((1/R)n) = R/D (1)
wobeiR: Auflösung beim Lesen
D: Aufzeichnungsdichte
n: Anzahl von Bildpunkten
D: Aufzeichnungsdichte
n: Anzahl von Bildpunkten
Das Einstellen des Verhältnisses zwischen der Auflösung R
beim Lesen und der Aufzeichnungsdichte D kann auf die drei
folgenden Arten stattfinden:
A) Die Leseauflösung R wird verändert, während die Aufzeichnungsdichte D konstant gehalten wird.
B) Die Leseauflösung R wird konstant gehalten, während die Aufzeichnungsdichte D eingestellt wird.
C) Sowohl die Leseauflösung R wie auch die Aufzeichnungsdichte D werden verändert.
A) Die Leseauflösung R wird verändert, während die Aufzeichnungsdichte D konstant gehalten wird.
B) Die Leseauflösung R wird konstant gehalten, während die Aufzeichnungsdichte D eingestellt wird.
C) Sowohl die Leseauflösung R wie auch die Aufzeichnungsdichte D werden verändert.
Bei der im Folgenden beschriebenen Ausführungsform wird die
Aufzeichnungsdichte D festgehalten, während die Leseauflösung
R auf einen gewünschten Wert dadurch eingestellt wird,
daß gelesene Punkte in der Vorlage, im Folgenden Grundlesepunkte
genannt, gemittelt oder zum Teil nicht berücksichtigt
werden. Dazu wird der folgende Ablauf ausgeführt.
Die Zahl zu mittelnder Grundlesepunkte a und die Zahl nicht
zu berücksichtigender Grundlesepunkte d (wobei a dem ganzzahligen
Teil und d dem Dezimalteil einer Bruchzahl entspricht)
wird für eine gewünschte Leseauflösung R aus obiger
Gleichung (1) und der Lese-Grundauflösung R 0 wie folgt
erhalten:
a + d = (1/R)/(1/R 0) = R 0/ZD (2)
Aus a Grundlesepunkten in der Vorlage wird ein Lesepunkt gebildet,
der dann abgebildet wird. Der Dezimalteil d dient
als Korrekturkomponente dahingehend, daß ein Grundlesepunkt
jeweils nicht berücksichtigt wird, wenn der Wert Größe,
die durch Summation des Teiles d für jeden Lesepunkt gebildet
wird, den Wert 1 übersteigt. So wird eine Leseauflösung
gewonnen, die zum eingestellten Abbildungsfaktor
führt.
Dasselbe Ergebnis kann auch dadurch erzielt werden, daß der
ganzzahlige Teil a als kombinierter Wert der vorgenommenen
Mittelung von Grundlesepunkten und Lesepunkten sowie des
festen Vernachlässigungsfaktors gebildet wird, oder daß der
Dezimalteil d als gemittelter Korrekturterm gebildet wird,
anstatt den ganzzahligen Teil a und den Dezimalteil d auf
den festen Mittelungswert bzw. den Vernachlässigungswert zu
begrenzen.
Beim erfindungsgemäßen Gerät ist der Bereich von Vergrößerung
oder Verkleinerung im wesentlichen durch die folgende
Gleichung gegeben:
Z R 0/D (3)
Unter Bedingung, daß Verschlechterung der Bildqualität vernachlässigt
wird, besteht keine Begrenzung für den Abbildungsfaktor.
Die Genauigkeit der Vergrößerung ist nur durch
die Genauigkeit der Berechnung der Werte a und d begrenzt,
so daß für die Praxis keine Begrenzung in der Genauigkeit
der Einstellung des Abbildungsfaktors besteht.
Das Blockdiagramm gemäß Fig. 1 für die Schaltung in einem
Bildlesegerät oder einem Aufzeichnungsgerät weist unter anderem
eine Haupt-CPU 1 auf, die einzelne Steuerschaltungen
über einen Systembus steuert. Zu diesen Schaltungen gehört
ein Hauptabtast-Controller 2 für Timingfunktionen, um ein
Bildaufnahmeelement so anzusteuern, daß es ein Original
nach vorgegebenen zeitlichen Verhältnissen abtastet. Der
Controller 2 verfügt über ein Timing-RAM, einen Adreßzähler,
ein Halteglied und eine Schalteinrichtung. In der
Blockschaltung ist weiterhin ein Hauptabtastgenerator 3 vorhanden,
der ein Timing-Steuersignal und andere Signale von
Hauptabtast-Controller 2 erhält. Das Abtastsignal vom Hauptabtastgenerator
3 wird einem CCD 4 zugeführt, das Festkörperelemente
aufweist, die in einer Richtung angeordnet
sind. Ein Speicher 5 speichert das von der CCD 4 abgegebene
Videosignal. Ein Unterabtastgenerator 6 steuert einen
Schrittmotor 7 und entsprechende Bauteile, um entweder das
Original oder ein optisches System so zu verstellen, daß
das gesamte Original gelesen werden kann. Der Unterabtast-
Controller 6 gibt ein Startsignal an den Hauptabtast-Controller
2.
Auf den Timing-RAM im Hauptabtast-Controller 2 können die
Haupt-CPU 1 und der Adreßzähler über die Schalteinrichtung
zugreifen. Die Adressen des Timing-RAM, auf die zugegriffen
wird, entsprechen demgemäß aufeinanderfolgend einzelnen
Bildpunkten des CCD 4.
Die Haupt-CPU 1 berechnet zunächst den festen Mittelungsterm
a und den Dezimalteil d entsprechend Gleichung (2) auf
Grundlage des über ein nicht dargestellte Eingabeeinheit
eingegebenen Abbildungsfaktors Z und schreibt dann einen gemittelten
Datenwert ADD und einen Nichtberücksichtungswert
DEL, die bei der genannten Berechnung gewonnen werden, in
Adressen des Timing-RAM, entsprechend einzelnen Bildpunkten
des CCD 4. Danach wird der Timing-RAM durch die Schalteinrichtung
umgeschaltet, woraufhin die in den Timing-RAM eingeschriebenen
Adreßdaten über Zugriff vom Adreßzähler abgetastet
werden. Entsprechend dem Mittelungsdatenwert ADD und
dem Nichtberücksichtigungswert DEL im Timing-RAM werden die
vom CCD 4 ausgegebenen Grundlesedaten OS zu den Bildpunkten
gemittelt bzw. teilweise nicht berücksichtigt, um die gewünschte
Leseauflösung R zu erhalten.
Die dabei ablaufenden Vorgänge werden nun anhand des Flußdiagramms
von Fig. 2 näher erläutert.
In einem Schritt S 1 wird zunächst die ganze Zahl A für die
zu mittelnden Bildpunkte aus der oben beschriebenen Gleichung
R 0/ZD berechnet. In einem Schritt S 2 wird der berechnete
Wert a vom Wert R 0/ZD abgezogen, wodurch die Zahl d
für nicht zu berücksichtigende, also zu löschende Bildpunkte
als Dezimalteil der Bruchzahl R 0/ZD erhalten wird. Die
Adresse Tad des Timing-RAM wird in einem Schritt S 3 inizialisiert
und in einem Schritt S 4 wird ein Nichtberücksichtigung-
Summierungsregister del auf Null gesetzt. Daraufhin
wird die Mittellungs-Bildpunktzahl a in ein Mittelungs-Bildpunktregister
add in einem Schritt S 5 eingelesen und die
Nichtberücksichtigungs-Bildpunktzahl d wird zum Inhalt des
Summierungsregisters in einem Schritt S 6 hinzugezählt. In
einem Schritt S 7 wird ermittelt, ob der Inhalt des Summierungsregisters
kleiner ist als 1. Ist dies der Fall, wird
im Ablauf zu einem Schritt S 11 übergegangen. Hat der Inhalt
des Summierungsregisters dagegen den Wert 1 überschritten,
wird ein Nichtberücksichtigungs-Datenwert DEL in die
Adresse des Timing-RAM in einem Schritt S 8 eingeschrieben,
so daß die Adresse um 1 in einem Schritt S 9 erhöht wird.
Der Wert 1 wird vom Inhalt des Summierungsregisters
abgezogen.
Im bereits genannten Schritt S 11 ermittelt, ob der Inhalt
des Mittelungs-Bildpunktregisters add größer ist als
1. Ist dies der Fall, wird der Mittelungswert ADD in einem
Schritt S 12 unter einer vorgegebenen Adresse im Timing-Ram
abgelegt. Die Adresse des Timing-RAM wird dadurch erneuert,
daß in einem Schritt S 14 der Wert 1 vom Inhalt des Mittelungs-
Bildpunktregisters add abgezogen wird. Daraufhin wird
wieder zum Schritt S 11 zurückgesprungen. Wenn dagegen der
Inhalt des Mittelungs-Bildpunktregisters add kleiner als 1
ist, wird von Schritt S 11 zu einem Schritt S 15 übergegangen,
in dem Dateninformation DAT in den Timing-RAM eingeschrieben
wird, wodurch die Adresse des Timing-RAM in einem
Schritt S 16 erneuert wird. Das Ende des Ablaufes wird in
einem Schritt S 17 überprüft. Ist das Ende noch nicht erreicht,
kehrt der Ablauf zu Schritt S 5 zurück.
Fig. 3 zeigt die Verhältnisse für einen Abbildungsfaktor Z
von 1,5 unter Verwendung eines Bildlese/Bildaufzeichnungs-
Gerätes, bei dem die Lese-Grundauflösung R 0 zwölf Bildpunkte/mm
und die Aufzeichnungsdichte D drei Bildpunkte/mm beträgt.
Da sich aus diesen Größen die Werte a = 2 und
d = 0,666 . . . entsprechend Gleichung (2) ergeben, verfährt das
Gerät so, daß es aus jeweils zwei Grundlesepunkten einen
Lesepunkt bildet und dabei innerhalb von drei Lesepunkten
jeweils zwei Grundlesepunkte nicht berücksichtigt.
Wenn das Startsignal vom Unterabtast-Controller den Hauptabtast-
Controller 2 erreicht, wird der Inhalt des Adreßzählers
des Timing-RAM gelöscht. Danach zählt der Adreßzähler
Taktimpulse, die vom Hauptabtastgenerator 3 abgegen werden,
wodurch auf den Timing-RAM zugegriffen wird. Dabei werden
der Mittelungsdatenwert ADD, der Nichtberücksichtigungs-
Datenwert DEL und die Dateninformation DAT, wie sie in den
zugehörigen Adressen des Timing-RAM durch die Haupt-CPU abgelegt
sind, mit Hilfe des Adreßzählers ausgelesen. Aus dem
Startsignal wird außerdem ein Übertragungsimpuls t
für das
CCD 4 gebildet, während Verschiebetaktimpulse 1 und 2
für das CCD 4 aus dem Taktsignal gebildet werden. Dadurch
entsprechen Adressen des Timing-RAM aufeinanderfolgenden
Bildpunkten des CCD 4. Wenn der Mittelungsdatenwert ADD vom
Timing-RAM ausgegeben wird, werden die Daten zu Grundlesepunkten
OS dann gemittelt, wenn ein Rücksetzimpuls r für
das zugehörige Bildelement des CCD 4 von Hauptabtastgenerator
3 nicht abgegeben wird. Wenn dagegen der Nichtberücksichtigungs-
Datenwert DEL ausgegeben wird, wird ein Rücksetzimpuls
r erzeugt, wodurch einer der Datenwerte OS für ein
Bildelement nicht berücksichtigt wird.
Sowohl wenn der gemittelte Datenwert ADD ausgegeben wird,
wie auch dann, wenn der Nichtberücksichtigungs-Datenwert
DEL ausgegeben wird, ist es beim Verarbeiten der Daten
nicht erforderlich, den Datenwert OS eines Bildelementes abzutasten
und zu halten und es ist keine A/D-Wandlung und
ein Einschreiben von Daten in den Speicher 5 erforderlich.
Dementsprechend wird die Frequenz des Taktsignales gegenüber
der Frequenz zu derjenigen Zeitspanne erhöht, in der
Daten OS für die Bildelemente erfaßt werden. Entsprechend
werden die Frequenzen der Taktimpulse 1, 2 und r zum
Zählen der Adressen des Timing-RAM und des CCD 4 erhöhte,
um dadurch die Datenausgabezeit des CCD 4 nach Möglichkeit
zu verkürzen.
Der Zeitablauf gemäß Fig. 3B veranschaulicht das Prinzip
des Vergrößern eines Bildes, unter Beziehung auf die Signalfolgen
gemäß Fig. 3A. Auf der Vorlageseite entsprechen helle
Punkte Bildpunkten, die mit der Lese-Grundauflösung von
zwölf Bildpunkten/mm gelesen und gemittelt werden, während
schraffierte Bereiche Bildpunkte darstellen, die nicht berücksichtigt
werden. Die Aufzeichnungsdichte ist drei Bildpunkte/mm;
sie ist 4-fach erweiterbar.
Der Unterabtast-Controller 6 beinhaltet eine Unter-CPU oder
dergleichen und dient dazu, Abtastzeilen in Hauptabtastrichtung
entsprechend Daten von der Haupt-CPU 1 zu mitteln oder
nicht zu berücksichtigen, wodurch auf dieselbe Weise wie in
Abtastrichtung eine gewünschte Leseauflösung erreicht wird.
Im Unterabtastrichtung können die folgenden Maßnahmen (1)
bis (3) ergriffen werden.
(1) Die Abtastzeit in der Hauptabtastrichtung wird konstant gehalten, während die Abtastzeit in Unterabtastrichtung verändert wird.
(2) Die Abtastzeit in Hauptabtastrichtung wir entsprechend dem gewünschten Abbildungsfaktor eingestellt, während die Abtastzeit in Unterabtastrichtung konstant gehalten wird.
(3) Die Abtastzeiten sowohl in Haupt- wie auch in Unterabtastrichtung werden entsprechend einem eingestellten Abbildungsfaktor eingestellt.
(1) Die Abtastzeit in der Hauptabtastrichtung wird konstant gehalten, während die Abtastzeit in Unterabtastrichtung verändert wird.
(2) Die Abtastzeit in Hauptabtastrichtung wir entsprechend dem gewünschten Abbildungsfaktor eingestellt, während die Abtastzeit in Unterabtastrichtung konstant gehalten wird.
(3) Die Abtastzeiten sowohl in Haupt- wie auch in Unterabtastrichtung werden entsprechend einem eingestellten Abbildungsfaktor eingestellt.
Dadurch ist es möglich, den Abbildungsfaktor sowohl in
Haupt- wie auch in Unterabtastrichtung zu verändern.
Bei der beschriebenen Ausführungsform eines Bildlese/Aufzeichungs-
Gerätes werden also Grundbildpunkte gemittelt
und teilweise nicht berücksichtigt, wodurch sich die Leseauflösung
kontinuierlich einstellen läßt, um so ein Bild
mit gewünschtem Abbildungsfaktor vergrößern oder verkleinern
zu können. Dadurch entfällt es, ein teures Linsensystem
anzuordnen, sondern es ist vielmehr möglich, eine gut
abbildende, feststehende Linse mit festem Brennpunkt zu verwenden,
wodurch das Gerät kleiner und billiger gebaut werden
kann und dennoch der Bereich für den einstellbaren Abbildungsfaktor
vergrößert ist.
Claims (1)
1. Bildlese oder -aufzeichnungsgerät mit Vergrößerungs-
und Verkleinerungsfunktion,
dadurch gekennzeichnet, daß es so aufgebaut ist, daß es die folgenden Schritte ausführt:
- Berechnen des ganzzahligen Teiles a und des Dezimalteiles d aus der Gleichung:
R/ZD = A = a + d, wobei
R = Lese-Grundauflösung (Bildpunkte/mm)
D = Aufzeichnungsdichte (im Bildpunkte/mm)
Z = Vergrößerungs/Verkleinerungs-Faktor,
- Gewinnen eines einzelnen Lesepunktes für jeweils a Grundlesepunkte, wie sie von einem Original gelesen werden, und
- nicht Berücksichtigen eines Grundlesepunktes jedesmal dann, wenn der für jeden Lesepunkt aufsummierte Dezimalwert D den Wert 1 überschreitet, wonach der summierte Wert um 1 erniedrigt wird.
dadurch gekennzeichnet, daß es so aufgebaut ist, daß es die folgenden Schritte ausführt:
- Berechnen des ganzzahligen Teiles a und des Dezimalteiles d aus der Gleichung:
R/ZD = A = a + d, wobei
R = Lese-Grundauflösung (Bildpunkte/mm)
D = Aufzeichnungsdichte (im Bildpunkte/mm)
Z = Vergrößerungs/Verkleinerungs-Faktor,
- Gewinnen eines einzelnen Lesepunktes für jeweils a Grundlesepunkte, wie sie von einem Original gelesen werden, und
- nicht Berücksichtigen eines Grundlesepunktes jedesmal dann, wenn der für jeden Lesepunkt aufsummierte Dezimalwert D den Wert 1 überschreitet, wonach der summierte Wert um 1 erniedrigt wird.
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DE3640369C2 DE3640369C2 (de) | 1989-07-06 |
Family
ID=17452637
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863640369 Granted DE3640369A1 (de) | 1985-11-27 | 1986-11-26 | Bildlese- oder bildaufzeichnungsgeraet mit vergroesserungs- und verkleinerungsfunktion |
Country Status (5)
Country | Link |
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US (1) | US4809083A (de) |
JP (1) | JPS62247672A (de) |
CA (1) | CA1260841A (de) |
DE (1) | DE3640369A1 (de) |
GB (1) | GB2183961B (de) |
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