DE1900266A1 - Signalverarbeitungsverfahren fuer Farbfaksimile - Google Patents

Description

Patentanwälte

aipi.-!ng.Leinw8ber '

Dipi.-ing.Zimmermann 3· Januar 1969

München 2, RoseBtd ?
Tel. 261989

MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO., LTD. Osaka, Japan

für Farbfaksimile

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verarbeitungeverfahren für Farbfaksimi1e signale.

Die Erfindung hat zur Hauptaufgabe, ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zur Farbkorrektur in einen Farbfak similesystem zu schaffen.

Zweitens und zusätzlich hat die Erfindung zur Aufgabe, ein Verfahren zum Modifizieren der elektrischen Färb signale im Sinne einer Anpassung an die Gammaoharakteristik des Aufzeiohnungafilms, auf dem das Farbbild wiedergegeben werden soll, zu schaffen.

An dritter Stelle hat die Erfindung zur Aufgabe, ein Verfahren zum Erzeugen eines Färbsignals zu schaffen, dessen Verarbeitung gemäß der vorbezeichneten Hauptaufgabe der Erfindung erfolgen soll.

Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die beigegebenen Zeichnungen beschrieben werden. In den Zeichnungen zeigent

Figuren 1 und 2 Schemazeiohnungen zur beispielartigen Erläuterung des bekannten Verfahrene iur Farbenzerlegung in einem

Farbfak »imile sy tem

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Farbfaksimilesystem; ,

Figur 3 eine Sehernazeichnung zur Erläuterung de· erfindungsgemäßen Verfahrens zur Farbenzerlegung in einem Farbfaksimile-•ystem;

Figur 4 eine Darstellung der Kennlinien des t>ei einer lueführungsfonn der Erfindung verwendeten optischen Filters;

Figuren 5, 6 und 7 Blockschaltbilder einer .Anordnung, in der das Farbkorrekturverfahren für Farbfak simile signale Verkörperung findet;

Figuren 8a, 8b und 8c Darstellungen von Wellenformen beim Vorgang der Farbtonkorrektur eines Färbsignals;

Figuren 9a und 9b graphische Darstellungen zur Erläuterung der Auswirkung der Farbtonkorrektur auf den Ausgang»

Figur 10 ein Blockschaltbild eines bekannten Maskierung·- sy stems;

Figur 11 ein Blockschaltbild einer Ausführungeform des erfindungsgemäßen Maskierungssysteme;

Figur'12 eine in dem obigen System vorgesehene Verstärkerschaltung; und

Figur 13 eine Schaltanordnung der Farbmaskierungsmatrix des gleichen Systems.

In der Darstellung der Figuren 1 und 2 sind mit den Bezugszeiohen E, D, I und K optische Systeme, beispielsweise also Linsen bezeichnet, mit den Bezugszeichen C und L Lichtquellen oder Lampen und mit den Bezugszeichen F und J Trommeln zum Aufspannen eines zu übertragenden Bildes.

Zur Ausschaltung von Mängeln, die bei den bekannten, in den Figuren 1 und 2 dargestellten Systemen auftreten, und zur Erzeugung von drei Färb Signalen, wie sie für das erfindungsgemäße Farbkorrekturverfahren zweckdienlich sind, ist eine Methode der Farbenzerlegung vorgesehen, die anhand der Figur 3 als erstes erläutert werden soll.

Bei einem der typischen, im Farbfaksimile verwendeten Farbenzerlegungssysteme

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Farbenzerlegungssysterne werden nacheinander Farbzerlegungsfliter B für die Farben Rot, Grün und Blau in den Liohtstrahlengang gebracht, der von dem Schwarzweißbild in Richtung der photoelektrischen Ansprechvorriohtung A reflektiert wird, wie dies in Figur 1 gezeigt ist. Bei einer anderen Art eines bekannten Farbenzerlegungssystems sind parallel zueinander drei photoelektrisohe Ansprechvorrichtungen G vorgesehen, die jeweils den Farbfiltern H für die Farben Rot, Grün beziehungsweise Blau zugeordnet sind, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Das erstgenannte System, bei dem die Farbsignale für die einzelnen Farben in Aufeinanderfolge erzeugt werden, ist nicht verwendbar, wenn drei Färb signale gleichzeitig gesendet, empfangen und wiedergegeben werden sollen, und kann auoh nicht im Rahmen eines Farbkorrektursystems für Färbsignale Verwendung finden, bei dem die Korrektur gleichzeitig an drei FärbSignalen vorgenommen wird. Demgegenüber ist das letztgenannte, in Figur 2 dargestellte System, bei dem parallel zueinander drei satzweise kombinierte optische Systeme und photoelektrisohe Wandler erforderlieh sind, hinsichtlich seines konstruktiven Aufbaus mit einem schwerwiegenden Mangel behaftet.

In der Darstellung der Figur 3 bezeichnet die Bezugszahl 1 eine zum Aufspannen des zu übertragenden Bildes dienende Drehtrommel und die Bezugszahl 2 eine Lichtquelle, bei der es sich um eine Glühlampe oder um eine Entladungslampe handeln kann, die moduliert werden kann. Das Licht der Lichtquelle 2 wird zu einem auf dem Bild erscheinenden Lichtfleck 4 gebündelt und das von dem Lichtfleck 4 reflektierte Licht wird duroh eine Linse 5 zu einem parallelen Strahlenbündel ausgerichtet. Dieser Strahlenbündelungsvorgang ist deshalb erforderlich, weil sich die Filtercharakteristik eines diohroitiechen,Spiegels mit dem Einfallswinkel des auftreffenden Lichts ändert und weil dispergierendes Licht einer scharfen Farbtrennung abträglioh ist.

Das gebündelte Licht tritt dann in einen diohroiti sehen Spiegel 60 ein, der nur rotes Licht hindurchläßt, wie dies in Figur 4 durch die Kurve RF verdeutlicht ist. Das duroh den dichroitisohen Spiegel 60 hindurchtretende rote Lioht gelangt zu einem Photoelektronenvervielfacher 70, der für Rotlicht besonders empfindlich ist. Die übrigen, nach dem Ausfiltern des roten Lichts noch verbleibenden

Liohtanteile

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Liohtanteile werden Ton dem dichroiti sehen Spiegel 60 reflektiert und treffen auf einen weiteren diohroitisohen Spiegel 61 auf, dessen Filtercharakteristik in figur 4 durch die Kurve BP bezeichnet ist und der blaues Lioht reflektiert, das dadurch einem Photoelektronenvervielfaoher 71 zugeführt wird. Das durch den dichroitisehen Spiegel 61 hindurohtretende Licht wird durch ein weiteres Filter 62 gefiltert, dessen illtercharakteristik der Kurve GP in Figur 4 entspricht, und das ausgefilterte grüne Licht gelangt so zu einem dritten Photoelektronenvervielfacher 72. Die Gründe dafür, die vorbesohriebene Anordnung dichroiti scher Spiegel von unterschiedlicher Wirkweise vorzusehen, sind die folgenden: Zunächst ist hinsichtlich des blauen Lichts festzustellen, daß eine Glühlampe, deren Färbtemperatur relativ gering ist, verhältnismäßig wenig blaues Licht aus-W sendet, und daß sich das blaue Licht durch einen dichroiti sehen Spiegel besser in der Reflexion als im Durchlaß optisch verarbeiten läßt. Die übrigen Lichtanteile können nach dem Ausfiltern der roten und der blauen Komponente immer noch andere Komponenten als Grün enthalten, die nun durch den dichroiti sehen Spiegel 62 oder durch ein Grünfilter mit schmalem Durchiaßbereioh ausgefiltert werden. Die so erhaltenen Parbsignale werden zum Modulieren der betreffenden Träger Modulatoren 30, 20 beziehungsweise 10 zugeleitet. Eine Modulation wird Auch in der Weise erzielt, daß die hohe Anodenvorspannung für die Photoelektronenvervielfacher synchron zur Trägerfrequenz variiert wird, oder daß das Lioht der Lichtquelle 2 durch einen Liehtmodulator 40 mit der Trägerfrequenz moduliert wird. Bei einer solchen Anordnung sind die elektrischen Modulatoren 10, 20 und 30 nicht unbedingt erforderlich. Die modulierten Träger unterliegen einer Farbmodifixierung durch eine Farbmodifiiierungsschaltung 120 und werden hierauf durch einen Sender I40 in tfbertragungsleitungen eingespeist·

Zusammenfassend ist also festzustellen, daß bei der vorbesohriebenen Anordnung, bei der als Lichtquelle eine Glühlampe dient, die zwar hinsiohtlioh ihrer chromatischen Charakteristik nicht vollauf befriedigend, jedoch am einfachsten zu handhaben ist, das reflektierte Licht, das von dem Lichtfleck auf dem zu überträgenden Bild ausgeht, zu einem parallelen Strahlenbündel ausgerichtet

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und auf einen nur für Rotlicht durohläseigen dichroitisohen Spiegel 60 projiziert wird, wobei das durchgelassene rote Licht einem Photoelektronenvervielfaoher 70 zugeführt wird, während das reflektierte Lioht auf einen zweiten dichroitisohen Spiegel 61 geworfen wird, der blaues Licht reflektiert, die verbleibenden Lichtanteile jedoch durchläßt. Das reflektierte blaue Licht gelangt zu einem zweiten Photoelektronenvervielfaoher 7I1 während das durohgelassene Lioht, aus dem also nun Rot und Blau herausgefiltert sind, durch ein Grünfilter oder durch eine dem gleichwertige Anordnung 62 in den dritten Photoelektronenvervielfacher 72 einstrahlt. Die Ausgänge der einzelnen Photoelektronenvervielfacher, also die den drei Farbkomponenten entsprechenden Bildsignale, dienen zum Modulieren der Träger, und die modulierten Träger werden nach erfolgter Farbmodifikation übertragen. Eine derartige Anordnung hat gegenüber den nach dem Stand der Technik bekannten eine Reihe von Vorteilen. So kann zunächst einmal das Gerät kleiner ausgelegt werden und die Betriebsweise ist einfacher. Die Farbenzerlegung erfolgt mit hoher Selektivität und hohem Gütegrad. Das Signal/Störverhältnis des Ausgangssignals wird verbessert, da dem Photoelektronenvervielfacher ein paralleles Strahlenbündel zugeführt wird. Die geeigneten Durchlässigkeiteoharakteristiken der dichroitisehen Spiegel wirken sich im Sinne einer Verringerung der chromatisohen Abweichung aus. Die Farbmodifizierung oder die Korrektur des Farbsignals kann in zweekdienlioher Weise vorgenommen werden, da die den drei Farben entsprechenden Signalkomponenten gleichzeitig übertragen werden. Auoh ist die Bildleseeinrichtung, nämlich die Anordnung, die dem ersten dichroiti sehen Spiegel die Schwarzweißinformation liefert, einschließlich der Lichtquelle und der Abtastvorrichtung gegen die entsprechende Anordnung eines üblichen Schwarz-Weiß-Faksimilesystems austauschbar.

Als nächstes sollen die Übertragung des Bildsignals und die Wiedergabe des Farbbildes beschrieben werden. Empfängerseitig wird das Bild entweder nach der Methode der additiven Misohung wiedergegeben, bei der Filter von den gleichen Farben wie auf der Sendeseite benutzt werden, oder durch subtraktive Misohung, wobei Filter in den Komplementärfarben zu denen der Sendeseite Verwendung finden. In jedem der beiden Fälle erfolgt für gewöhnlioh eine Farbkorrektur

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— ο -

korrektur der Signale entweder im Sender oder aber im Eapfänger, da die Wellenlängen-Durehlaßcharakteristik und die spektrale Reflexionscharakteristik dee Wiedergabemediums von den erwünschten Kennwerten beträchtlich abweichen. Ohne jegliche Earbmodifizierung läßt sich kaum eine befriedigende Wiedergab· eines Farbbildes erzielen. Falle die Farbkorrektur oder -modifizierung jedoch in einem Frequenzband des Bildsignals vorgenommen wird, so stößt dies hinsichtlich der Betriebsweise und der Aussteuerung auf verschiedene Schwierigkeiten, da ein Bildsignal für gewöhnlich Gleiohstromkomponenten enthält. Durch die Erfindung werden die vorbezeiehneten Schwierigkeiten ausgeschaltet und wird eine Farbmodifizierung nach einem einfachen und zuverlässigen Verfahren erreicht·

Dieses Verfahren soll im nachfolgenden anhand einer Aus-

" führungsform und unter Bezugnahme auf Figur 5 beschrieben werden, in

der ein Teil der Anordnung der Figur 3 zweckdienlicherweise in Form eines Blockschaltbildes dargestellt ist. Die durch die Signalquellen 70, 71 und 72 erzeugten Farbsignale Bot, Grün und Blau, die den drei Farbkomponenten Eot, Grün und Blau des zu übertragenden Bildes entsprechen, werden Modulatoren 10, 20 beziehungsweise 30 zugeleitet, die aus einem gemeinsamen Trägergenerator 100 jeweils mit Trägern 101 gespeist werden und die diese Träger jeweils modulieren. Die modulierten Träger 13, 23 und 33 (im nachfolgenden als Farbträger bezeichnet) werden hierauf Verstärkern 14, 24 beziehungsweise 34 zugeleitet, an die eine Maskierungs-Matrizenschaltung 54 gelegt ist, die eine Schaltanordnung für jede der drei Farbkomponenten einbe- _] greift, wobei der Aufbau dieser Schaltanordnungen ein solcher ist,

daß der betreffende Färbträger die anderen beiden Färbträger nicht überlagern kann, obwohl eine Überlagerung des betreffenden Trägers durch die anderen beiden Farbträger möglich ist. Die einzelnen Färbträger 15, 25 und 35» die jeweils von den Verstärkern 14, 24 beziehungsweise 34 abgegeben werden,warden also der Maskierungs-Matrizenechaltung 54 zugeführt und unterliegen dort der Überlagerung durch die anderen Farbträger. Die jeweils überlagerten Farbträger l6, 26 und 36 werden in die Verstärker I4, 24 beziehungsweise 34 zurückgespeist, in denen die einzelnen Farbträger in der Weise aufeinander einwirken, daß die anderen Farbträger unterdrückt werden. Die korrigierten Färb träger werden jeweils dem in Figur 3 dargestellten Sender

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der 140 zugeführt.

Da die in der Farbe zu korrigierenden Färb signale die Trägerkomponenten vor dem Farbkorrekturvorgang einschließen, wie dies auβ der BeeehreiDung der obigen inordnung hervorgeht, können die Schaltungen «um Hindurehleiten der Gleichstromkomponenten in Fortfall kommen und man kann »it Weoheeletromschaltungen arbeiten, die leicht zu regeln und im Betrieb stabil sind. Da weiterhin die Träger aus einem gemeinsamen Trägergenerator herrühren, kann es zwischen den einzelnen Farbträgern nioht zu einer Phasenabweichung kommen. Es wird daher mit hoher Zuverlässigkeit und ohne Schwierigkeiten eine ausgezeichnete und stabile Farbmodifizierung erreicht. Da im übrigen das modulierte Signal verarbeitet wird, also ein Wechselstrom signal, kann ein Differentialsignal leicht durch Gegenkoppeln des Signals erhalten werden. Ein weiterer großer Vorteil dieser mit modulierten Wellen arbeitenden Farbmaskierungsmethode ist der, daß die Korrektur oder Modifizierung nahezu gleichmäßig über das gesamte Frequenzband des Faksimilesignals hinweg erfolgt, das sich vom Gleichstromsignal bis hin zu einer ziemlich hohen Frequenz erstreokt.

Im folgenden soll anhand einer Ausführungsform eine Methode der Farbtonkorrektur und der Farbmaskierung beschrieben werden, die man an Trägern gleichen Ursprungs vornimmt.

In der Darstellung der Figur 6 werden die den drei Farbkomponenten entsprechenden aaplitudenmodulierten Signale über Anschlüsse 6r, 6g beziehungsweise 6B zugeleitet. Wenngleich diese Farbsignale als Folge der Farbenzerlegung eigentlich jeweils nur die betreffenden Farbkomponenten einschließen sollten, so enthalten si« tatsächlich aber in stärkerem oder geringerem Maße jeweils auch Signale der anderen Farbkomponenten, da die Wellenlängencharakteristiken der zur Farbenzerlegung benutzten Filter oder dichroitisohen Spiegel keine hinreichende Abgrenzung gestatten und da diese Filter oder Spiegel demzufolge auch unerwünschte Farben durchlassen. Diese unerwünscht erweise durchgelassenen Signale bewirken bei der Wiedergabe eine schlechte Farbunterscheidung und müssen herausgetrennt werden. Zur Beseitigung der unerwünschten Signale werden die jeweils über die Anschlüsse 6r, 6g und 6b eingespeisten Farbsignale, bei denen es sich um modulierte Signale auf Trägern eines einzigen Ursprungs handelt

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delt, den betreffenden Veretärkem I4, 24 beziehungsweise 34 «ugeleitet, deren Ausgänge eur Vornahme der Maskierung über die Matri- «ensehaltung 54 eu den Eingangeanschlüesen zurttekgespeist werden. Ua mehr Farbtöne verfügbar eu machen, so daß das wiedergegebene Bild in reiohem Maße Zwisohentöne aufweist, werden die Ausgänge der Farbkorrektureinheiten jeweils der entsprechenden Farbtonkorrektureinheit 7E, 70 beziehungsweise 7B zugeleitet. Bei Versuchen hat sioh gezeigt, daß die Amplitudenoharakteristiken der Farbtonkorrektureinkeiten ffc, 7a und 7B solcherart sind, daß ein Signal in oberen und im unteren Bereich gedehnt wird, während die mittleren Bereiche weniger stark gedehnt werden. Sie schwachen und die starken fönungen werden daher herrorgeheben und die Tönungebreite kann erhöht werden. Demgemäß wird das Bild in weioheren Farbtönen und in einer natürIif oberen Farbe wiedergegeben. Ss ist jedoch zu beachten, daß die Aus- , gängo der Tonkorrektureinheiten 75» 7@ und 7B in der Wellenform im Vergleich zu dem in Figur 8a gezeigten Eingang in der Weise verzerrt sind, wie dies in Figur 8b dargestellt ist, da die Signale einsohließlieh der Träger entsprechend der vorbesehriebenen Charakteristik der Korrektureinheiten verarbeitet werden. Geht man also davon aus, daß die Färb signale nach der Modulation unmittelbar den Tonkorrektureinheiten zugeführt werden, so weisen die Ausgänge Verzerrungen auf, die den in Figur 8b gezeigten entsprechen. Wird aber die verbesohriebene Farbmaskierung mit einem solohen verzerrten Signal vorgenommen, so können die in einem solchen Signal enthaltenen Harmonischen, wie in Figur 8b gezeigt, nioht voll maskiert werden. Sie Maskicrungswirkung wird daher stark verringert, wobei das in Figur βο dargestellte Signal übrigbleibt. Siesem Mangel wird gemäß der Erfindung in der vorbesohriebenen Weise dadurch abgeholfen, daß die von dem zu übertragenden Bild ausgehenden Färb Signalkomponenten in den Amplituden auf den Trägern eines einzigen Ursprungs moduliert und nach dem Farbmaakierungsverfehren verarbeitet werden und hierauf .der Farbtonkorrektur unterliegen. Diese Mainahme gestattet eine befriedigende Farbmaskierung und Farbtonkorrektur mit dem gleichen Träger.

Im Rahmen der Erfindung wird also die Unvollβtändigkeit • der Farbmaskierung infolge einer Wellenformverzerrung auegeeohaltet

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und die Farbunterscheidung verbessert. Auoh ist zu "beachten, daß der siohtbare Tönungsgrad in Farbsignalen ale logarithm!eohe Funktion des photoelektrisoh festgestellten Werts der gleichen 0?önung ausgedrüokt werden kann. Es wäre daher sehr natürlich und vorteilhaft, die Maskierung auf der Basis dieser Beziehung vorzunehmen. Nun wird aber die Farbtonkorrektur nach einem dieser Beziehung entgegengesetzten Prinzip vorgenommen. Die in Figur 9a dargestellte Ausgangsamplitudenoharakteristik wird nämlioh duroh die Farbtonkorrektur in der Weise verändert, wie dies in Figur 9b gezeigt ist. Hieraus ergibt sioh, daß eine Farbmaskierung nach der Farbtonkorrektur nioht wünschenswert ist. Wie im obigen besohrieben wurde, wird diese Schwierigkeit duroh das einfaohe Verfahren der Erfindung beseitigt.

Auoh ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem die Farbmaskierung der Färb Signalkomponenten vor der Farbtonkorrektur vorgenommen wird, für alle Färbsignale nur eine einzige Farbtonkorrekturschaltung 55 (Figur 7) erforderlich, falls die Signale im Zeitfolgesystem übertragen werden, das heißt, falls auf einer einzigen Übertragungsleitung (beispielsweise einer Fernsprechleitung) in Aufeinanderfolge drei Signale duroh eine in Figur 7 dargestellte SLgnalverteilungseinheit 44 ausgesandt werden. Die Erfindung gestattet also eine Vereinfachung des apparativen Aufwandes.

Es soll nun in Gegenüberstellung zu denjbekannten Methoden die erfindungsgemäße Weohselstrom-Maskierungsmethode eingehend erläutert werden.

Bisher hat mTan sich auf dem Gebiet des Farbfernsehens eines Maskierungssystems wie des in Figur 10 dargestellten bedient. In der Darstellung der Figur 10 bezeichnen die Bezugszahlen 6R, 6g und 6b Eingangsanschlüsse für die betreffenden Färb signale, wie dies im obigen bereits ähnlich besohrieben wurde; die Bezugszahlen 14, und 34 bezeichnen Verstärker für das Grünsignal, das Blausignal beziehungsweise das Rotsignal? die Bezugszahlen 64, 74 und 84 bezeichnen Beimisoheinheiten zum Beimischen von zwei Färb Signalen zur Farbkorrektur» und die Bezugszahlen 64I, 741 und 84I bezeichnen Verstärker zum Verstärken der von den Beimisoheinheiten 64, 74 beziehungsweise 84 beigemisohten Signale. Die Ausgange der Verstärker 64I, 741

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und 841 werden jeweils den Ausgängen der Verstärker 34t 14 beziehungsweise 24 in einem Beimischer 642, 742 beziehungsweise 842 bei-

gemisoht, um so die letztgenannten Ausgänge zu unterdrücken. Enthält also beispielsweise das Rotsignal die anderen yarWcemponenten, ' so werden dem Beimischer 642 durch die Beimischeinheit 64 und über

den Verstärker 64I entsprechende Anteile des Grünsignal« und des Blausignals zugeführt und dem Rotsignal zu dessen unterdrückung beigemischt, so daß die in dem Rotsignal enthaltene Grün- und Blaukom ponente unwirksam gemacht werden. Entsprechendes gilt auch für die Korrektur des Grün- und des Blausignals. Wie aus denjenigen Ausführungen hervorgeht, ist das bekannte System mit dem Mangel behaftet, daß hierbei eine größere Zahl von Schaltelementen wie Seimischer und Verstärker vorgesehen sein muß* Dieser Nachteil wird im Rahmen P der Erfindung beseitigt, die nachstehend anhand einer Aueführungsform erläutert werden soll.

In Figur 11 sind jeweils die entsprechenden Schaltelemente oder Einheiten mit den gleichen Bezugszahlen wie in Figur 10 versehen. Sie Bezugszahlen 644, 744 und 844 bezeichnen Beimisoher zum Addieren der Farbsignale Grün und Blau, Blau und Rot beziehungsweise Rot und Grün in geeigneten Anteilsverhältnissen} und die Bezugszahlen 643» 743 und 843 bezeichnen Beimischeinheiten zum Beimischen der vorerwähnten addierten Signale zu dem ursprünglichen Bot-, Grün- und Blausignal entsprechend dem Grad der Farbunreinheit im Sinne einer Unterdrückung des ursprünglichen Signals.

Geht man einmal von der Annahme aus, daß die Farbe eines zu übertragenden Bildes nur rot sei und das reine Rot signal von dem Sender in einwandfreier Betriebsweise übertragen werde, daß jedoch aus irgendwelchen Gründen, die elektrischer oder optischer Natur j sein mögen, auch gewisse Anteile des Grün- und des Blausignals erscheinen, so erhält man bei der Wiedergabe dieser Signale ein Bild von sehr sohlechter Sättigung in Rot, falls keine Farbkorrektur vorgenommen wird. In diesen Fall wird die Farbwiedergabe des Empfangsbildes duroh das erfindungsgemäße Farbkorrekturverfahren verbessert, nämlich durch Beimischen des Rot signals zu dem Grünsignal und zu dem Blausignal durch die Beimischer 744 und 743 beziehungsweise 844 und 843, so daß das Grünsignal und das Blausignal unterdrückt werden.

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£■ ist klar, daS das gleiche entsprechend auch für die Korrektur de· Grün signal β und des Blausignal β gilt·

Xa aollen im naohfolgenden der Unterschied zwischen den bekannten Maskierungsmethoden und der erfindungBgemäBen Methode wie auch die Vorteile der durch die Erfindung geschaffenen Methode gegenüber den bekannten eingehend und in der Theorie erörtert werden.

BIe Spannungen an den Üngangsaneehlüssen <?R, 6a und 6B und an den Auagangsaneohlüeeen 8R, SG und ΘΒ der Figuren 10 und 11 aeien mit e,,, e«. und ·,, (allgemein also mit e) beziehungsweise mit V₁₇, T₂₇ und r,„ (allgemein also mit v) bezeichnet. Die Spannung e enthält eine gewisse Farbunreinheit, die durch Einstreuung in den Trennfiltern sowie in den Schaltkreisen und Übertragungsleitungen hervorgerufen ist. Die Spannung e muB der Maskierung unterworfen werden, um sie in der Weise in die Spannung τ umzuwandeln, daß dieae Spannung τ dem chromatischen Vektor τ des zu übertragenden Bildes proportional ist. Setzt man die Farbunreinheitamatrix gleich B, so erhält man die folgende Gleiohungt

• - D \ (1)

Iat dann die Maskierungamatrix M, so gelangt man zu der folgenden Gleichung, da dura maoht werden sollt

Gleichung, da durch M das unreine Farbsignal e proportional ν ge-

M e « ▼ - k T_o (2)

worin k eine Proportionalitätskonstante ist.

Kombiniert man nun die Gleichungen (l) und (2), so bestimmt sich

der erforderliche Maskierungsgrad wie folgt ι

M-KD"¹ (3)

In der obigen Gleichung ist S für gewöhnlich eine, unbekannte Matrix und ist im Fall einer auf der Annahme Ton drei Hauptfarben beruhenden Farbenserlegung eine quadratische Matrix mit drei Zeilen und drei Spalten. Hinsichtlich der Gleichung (2) ist zu beachten, daß bei einwandfreier Maskierung die Ausgange spannung τ der Farbinformation des au übertragenden Bildes proportional ist, wie dies durch die Gleiohung τ « K ν ausgedrückt ist.

Für das in Figur 10 dargestellte bekannte System erhält

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ORIGINAL INSPECTED

man, wie aus der Figur zu entnehmen ist, als Beziehung für die Maskierungsmatrix M_f die folgende Gleichung»

M_f e - ν (4)

Für das in Figur 11 dargestellte System ist demgegenüber die Beziehung für die Maskierungematrix IS^ durch die folgende Gleichung gegeben» , .

β « Mj₃ ν (5)

Dem durch die beiden Gleichungen (4) und (5) ausgedrückten Uhtersohied scheinen klare und einfache Sachverhalte zugrundezuliegen. Es darf jedoch nicht übersehen werden, daß bei diesen Gleichungen ein erheblicher Unterschied in den technischen Aspekten besteht, wozu der Aufbau der Maskierungsanordnungen und die Leichtigkeit der Einstellung gehören. Dies soll durch die nachfolgenden Erläuterungen klargelegt werden.

Die Elemente der Matrix D lassen sioh durch drei Zeilen und drei Spalten wie folgt wiedergeben»

^dll ^d12 ^d

^d21 ^d22 ^d23 " ^

^d31 ^d32 ^d33/

Widerstände

Setzt man den Wert der in Figur 13 dargestellten verändern che^R

bis R^ in der Maskierungsmatrix gleich m, so gelangt man zu folgenden Gleichungen:

^Mf - ( ^m21 *2 ^m23 (7)

W ^m32 ⁸

^m21 ¹A₂ m₂₃ \ (8)

₃₁ m₃₂ l/g J

'¹

Aus den Gleichungen (3) und (4) folgt M_f - KD'¹, und aus den Gleichungen

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ohungen (3) und (5) folgt M^ = KD" , daher also M_b - -"JfD*

das heißt, die Farbunreinheitsmatrix D läßt sich für das bekannte Verfahren durch die folgende Gleichung ausdrücken:

D - -|- m;¹ (9)

Widerstände erände^

Im Rahmen der Erfindmng findet D wie folgt Ausdruok»

Widerstände Elektrisch werden die Elemente von M_f durch verändernd^ gebildet.

Im allgemeinen ist D eine unbekannte Matrix. Es ist daher nicht möglich, M„ oder IL im voraus asu bestimmen. Sind die Elemente der Matrix D im voraus bestimmt, so ergeben eioh M_f oder M, ohne weiteres aus Gleichungen wie M- » K D~ oder M, - -=-. Das heißt, M„ oder

X Da. X

M- lassen sich nur durch ein wiederholtes Einstellen der Werte der Widerstände bestimmen, das fortgeführt wird, bis der obigen Gleichung (9) oder (lo) Genüge geleistet ist.

Gemäß der Erfindung kann die Einstellung der Elemente der Maskierungsmatrix M nach einer sehr genauen, jedoch einfachen Verfahrensweise vorgenommen werden, wie untenstehend dargelegt werden soll.

Es sei davon ausgegangen, daß bei einem zu übertragenden Originalbild drei als Bezugsfarben gewählte Hauptfarben, nämlich Rot, Grün und Blau, durch den folgenden Vektor V ausgedrückt seien*

/ ^λ

O \ /O

Vi ° I ^tg - I ^x ) ^vb

Da es sich hierbei um Bezugsfarben handelt, enthalten diese keine andere Farbkomponente. Diese Originalfarben werden bei der Umwandlung durch die Maskierungsvorgänge verschiedener Art beeinflußt und werden als elektrische Signale empfangen, die durch einen Vektor e ausgedrückt sind. Die Rückführung des Vektors e auf den ursprünglichen Vektor ν ist das Ziel des Farbmaskierungsverfahrens, wobei eine Einstellung durch die Matrix M möglich ist.

Erscheint nun auf der Trommel des Senders beispielsweise die Farbe Rot, so findet der Lichtausgang ν seinen Ausdruck durch

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1 \

ν= O I , und der elektrische Ausgang e der Fhotoseile ist

wie folgt auszudrücken:

^dll ^d12 ^d13

^d21 ^d22 ^d23 ^ I ° I " I ^d« ' ⁽¹²⁾

^d31 ^d32 ^d33

worin i_nn und d,, die sogenannte Färb ein streuung bezeichnen, die er-21 pl

wünsohterweise Null sein soll.

Gemäß der Erfindung ist nach Gleichung (10) I^ «= - I). FoIglioh ist

K I ^d21 I <¹⁵>

Die obige Beziehung entspricht dem folgenden technischen Vorgang: Eine bestimmte Hauptfarbe erscheint im Sender, wobei diese Farbe durch Photozellen in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, und die Maskierung wird durch ein unabhängig voneinander erfolgendes Auswählen der Matrixelemente m_?, und m,. vorgenommen, so daß die Ausgänge der beiden für die anderen Hauptfarben vorgesehenen Photozellen gleich Null sind.

Für die bekannte Methode, wie sie in der Gleichung (4) Ausdruck findet, ist demgegenüber aus der Gleichung (12) hinsichtlich einer bestimmten Hauptfarbe, beispielsweise also für Hot, die folgende Beziehung abzuleiten:

▼„ \ / βι¹ a -I

/*i

ρ \ /⁶I ^ω12

S₁ 4 ^m" I I ^doi 1 (14)

'32

Es ist jedoch nicht möglich, ν und v, lediglich durch Einstellung von m^ den Wert Null annehmen zu lassen. Die Maskierungeeinstellung

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läßt sich nämlioh nioht dadurch in befriedigender Weise vornehmen, daß man lediglich m₂₁ und m^ unabhängig festlegt, wie dies im Rahmen der Erfindung möglich ist. Aus Gleichung (14) ist zu entnehmen, daß die folgenden Bedingungen erfüllt sein müssen, wenn auf der Trommel des Senders die Farbe Rot erscheint (also wenn ν - v^ ■ 0,

^m21^dll ^{+ g}2^d21 ^{+ m
m}31^dll ^{+ m}32^d2l ⁺

Dies entspricht der Tatsache, daß H_f durch M_f = K D~ bestimmt ist, wie aus der Gleichung (9) hervorgeht, und es bedeutet, daß D~ nioht dadurch ausgeschaltet werden kann, daß man lediglioh die Einstreuung d_?1 von Rot naoh Grün und die Einstreuung d_ von Rot nach Blau beseitigt, da eine Beeinflussung durch die Einstreuungen d_12> d^, d und d von Grün nach Rot, von Grün nach Blau, von Blau nach Rot beziehungsweise von Blau nach Grün erfolgt. Dies entspricht dem technischen Vorgang, daß jeder der die Maskierungsmatrix bildenden Regelwiderstände wiederholt eingestellt wird, bis ein gewisser Kompromiß erreicht ist, was in der Praxis mit großen Schwierigkeiten verbunden ist.

Wenngleich es, nach den mathematischen Beziehungen zu urteilen, den Ansohein haben könnte, als sei der Unterschied zwischen der bekannten und der erfindungsgemäßen Methode recht einfaoher Natur, so gilt dies aber keineswegs für die praktischen Betriebs vorgänge. Die erfindungsgemäße Methode ist gegenüber der bekannten Methode hinsichtlich der Wirksamkeit der Maskierung und der Einfachheit der Einstellung weit vorteilhafter, da jeder Widerstand der Matrix unabhängig von den anderen Widerständen eingestellt werden kann.

Figur 12 zeigt den inneren Schaltungsaufbau der Verstärker 14, 24 und 34 der Figur 6, und Figur 13 zeigt das gleiche für die Maskierungsmatrix 54·

Im nachfolgenden sollen diese Schaltungen erläutert werden. Hierbei wird von der Annahme ausgegangen, daß der Sender nur das Rotsignal in einer einwandfreien Betriebsweise übertragen soll, daß

jedoch

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jedooh aus Gründen, die elektrischer oder optischer Natur sein können, in gewissen Anteilsverhältnissen auch das Grünsignal und das Blausignal erscheine. Diese Signale Rot, Grün und Blau modulieren in den Modulatoren 10, 20 beziehungsweise 30 Träger, die von einem einzigen Träger generator 100 herrühren. Der Ausgang des Modulators 10 wird dem Eingangsanschluß a der Parbkorrektureinheit 34 zugeführt. Ein Teil des Ausganges der Einheit 34 wird an dem Ausgangsansohluß d entnommen und dem Eingangsansohluß e der Matrix 54 zugeführt. Der über den Ansohluß e eingespeiste Eingang'wird der Primärwicklung eines Impedanzwandler-Transformatore T. zugeleitet und zwei Potentiometern oder Regelwiderständen VR_ und VR, zugeführt, die parallel au der Sekundärwicklung des Transformators T₁ geschaltet sind. Entsprechend dem jeweiligen Grad der erforderlichen Farbkorrektur werden den aus den beiden Potentiometern entnommenen Signalen nach dem

r Hindurchleiten durch Widerstände R₁- und R₁₅, welohe dem Zweck dienen, einem wechselseitigen Verfließen der betreffenden Signale vorzubeugen, jeweils Farbkorrektursignale für Grün und Blau hinzugefügt. Die so erhaltenen Signale werden als Impedanzwandler und Verstärker fungierenden Transistoren Tr₁. und Tr,- zugeleitet und hierauf über die Ausgangsanschlüsse i beziehungsweise j entnommen. Diese Ausgänge werden jeweils den Anschlüssen b der für Grün und Blau vorgesehenen Verstärker I4 beziehungsweise 24 zugeführt, um die Unreinheitssignale Grün und Blau zu unterdrücken. Am Ausgangsanschluß c der Verstärker I4 und 24 erscheint daher kein Signal. Da das Rotsignal natürlich weit stärker ist als das Grün- und das Blausignal und durch die letztgenannten Signale nicht gelöscht wird,

. wird nur das Rotsignal abgegeben. Die Farbkorrektur des Grünsignals

oder des Blausignals wird in ähnlicher Weise rorgenommen.

Die obenerwähnten inpedanzwandler-Transforaatoren sind vorgesehen, um zu verhindern, daß die über die Ausgangsansohlüsse c der einzelnen Verstärker I4, 24 und 34 abgegebenen Ausgangssignale durch Anschalten der Ausgangsanschlüsee d an die Maskierungsmatrix beeinflußt werden, und auch, um die Phase des Farbkorrektursignals umzukehren, das heißt des Signals am Ansohluß d, falls das Signal am Eingangsanschluß b nicht gegenphasig zu dem ursprünglichen Eingangssignal an dem Anschluß a ist. Pur die bei der in Figur 12 gezeigten Farbkorrektureinheit gegebene PhasenbeZiehung sind diese

Transformatoren

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Transformatoren daher nicht erforderlich. Auch die als Impedanzwandler und Verstärker fungierenden Transistoren Tr., Tr _ und Tr^ sind nieht wesentlich, dooh empfiehlt sioh die Verwendung dieser Transistoren zur Erzielung einer stabilen Betriebsweise der Vorrichtung.

Der Grund dafür, als Stelle der Beimischung des Farbkorrektursignals zu dem ursprünglichen Signal den Emitter des Transistors Tr₁ zu wählen ist der, daß eine Beeinflussung beim Zufügen des Korrektursignals vermieden werden soll.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist im Rahmen der Erfindung keine Schaltung zum Ableiten oder Kompensieren der in den Bildsignalen enthaltenen Gleichstromkomponente erforderlich, da die Bildsignale auf Träger der gleichen Frequenz und der gleiohen Phase moduliert werden, und es kann eine Wechselstromschaltung Verwendung finden, die leicht einzustellen und im Betrieb stabil ist. Sa außerdem die Anordnung des Systems eine solche ist, daß das Signal von einer höheren Stufe auf eine niedere Stufe zurückgespeist wird, ist in der Maskierungsmatrix ein Verstärker oder eine Phasenumkehrstufe nicht unbedingt erforderlich und die Schaltung kann in sehr einfaoher Weise nur mit Widerständen aufgebaut sein. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafter Weise auf die Farbkorrekturvorrichtung in Farbfernseh- und Farbfaksimilesystemen angewandt werden.

Patentanspruch·

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Claims (6)

- 18 -Patentansprüche

1. Signal verarbeitungsverfahren für Farbf ak simile , dadurch gekennzeichnet, daß aus einem gemeinsamen !Träger genera tor (lOO) herrührende Träger mit Farbsignalen für Rot, Grün und Blau moduliert werden, die sendeseitig aus einem Bildsignal herausgetrennt worden sind und gleichzeitig übertragen werden, und die Farben nach der Modulierung auf elektrischem Wege korrigiert werden.

2. Signal verarbeitungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß naoh der elektrischen Farbkorrektur eine Tönungskorrektur vorgenommen wird. -- .

3. Signal verarbeitungsverfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, | d»ß die Farbkorrektur nach Art einer Rückkopplung vorgenommen wird.

4. Signal verarbeitungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die modulierten Signale in jeweils hierfür vorgesehenen Verstärkern (14, 24, 34) verstärkt werden und jeweils zwei der aus den einzelnen Verstärkern herrührenden Signale zueinander addiert werden, worauf die so erhaltenen Signale jeweils in die Eingänge derjenigen Verstärker zurückgespeist werden, die den übrigen Signalen zugeordnet sind.

5. Signal verarbeitungsverfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die modulierten Signale in jeweils hierfür vorgesehenen Verstärkern (14, 24, 34) verstärkt werden und die Farbkorrektur durch eine zwischen die Eingangsanschlüsse und die Ausgangsanschlüsse dieser Verstärker gelegte gemeinsame Matrizenschaltung (54) vorgenommen wird, wobei diese Matrizenschaltung zum Abgeben eines Farbkorrektursignals des erforderlichen Betrages entsprechend dem Grad der nötigen Farbkorrektur betätigbare Widerstände (VR_O, VR₂ % VR₄, VBLj VR,-,

* ο 4 5 ο VR^) und zum Verhindern eines wechselseitigen Verfließens dieser Farbkorrektursignale bei Verarbeitung einer Vielzahl solcher Signale betätigbare Widerstände (R₁₄, R₁₅* R₁₅, R₁₇, R₁₈, jr) aufweist.

6. Signalverarbeitungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Färb signale Rot, Grün und Blau nach einer Methode erhalten werden, deren Verfahrenssohritte im einzelnen das Projizieren eines aus dem Licht einer Glühlampe (2) herrührenden Lichtflecks auf das

Originalbild

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Originalbild» das Bündeln des von dem Lichtfleck reflektierten Lichts zu einem parallelen Strahlenbündel; das Hinlenken des Strahlenbündel s auf einen ersten, nur für rotes Lioht durchlässigen dichroitischen Spiegel (6o), wobei das durohgelassene Lioht einem ersten photoelektronenvervielfacher (70) zugeführt wird» das Hinlenken des von dem ersten dichroitisehen Spiegel (60) reflektierten Lichts zu einem zweiten, blaues Lioht reflektierenden, jedoch für anderes Licht durchlässigen diohroitisohen Spiegel (6l), wobei das reflektierte blaue Lioht eines zweiten photoelektronenvervielfacher (71) zugeführt wird» und das Hinlenken des von dem zweiten diohroitisehen Spiegel (61) durchgelesenen Lichts duroh ein Grünfilter (62) zu einem dritten Photoelektronenvervielfacher (72) sind.

Signalverarbeitungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modulierten Farbsignale Bot, Grün und Blau nach einer Methode erhalten werden, bei der das Originalbild mit einem wechselnden Licht bestrahlt wird, dessen Intensität synchron zu einer gemeinsamen !Drägerfrequenz verändert oder moduliert wird.

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