| Dokumentenidentifikation |
DE102004013327A1 13.10.2005 |
| Titel |
Scan-Vorrichtung zum Digitalisieren von Vorlagen und ein damit durchzuführendes Verfahrens |
| Anmelder |
Microbox GmbH, 61231 Bad Nauheim, DE |
| Erfinder |
Bläcker, Andreas, 61231 Bad Nauheim, DE |
| Vertreter |
Hebing, N., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 61231 Bad Nauheim |
| DE-Anmeldedatum |
17.03.2004 |
| DE-Aktenzeichen |
102004013327 |
| Offenlegungstag |
13.10.2005 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
13.10.2005 |
| IPC-Hauptklasse |
H04N 1/04
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| IPC-Nebenklasse |
G06K 7/10
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| Zusammenfassung |
Die Erfindung bezieht sich auf eine Scan-Vorrichtung. Es soll erreicht werden, dass auch kontrastarme Vorlagen kontrastreich digitalisiert werden können. Dazu besitzt die Vorrichtung eine Lichtleiste, zum Beispiel als Durchlichtquelle, deren Leuchtleistung punkt- oder abschnittsweise auf den aktuellen Grauwert des Hintergrundes der Vorlage abgestellt ist. Dunkle Bereiche werden stark durchleuchtet, während hellere Bereiche nahezu unausgeleuchtet bleiben. Damit entsteht ein in etwa gleichbleibend heller Hintergrund, auf dem sich die eigentlichen Informationen (Striche) deutlich abheben.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Scan-Vorrichtung zum Digitalisieren
von Vorlagen mit einer Auflichteinheit oder Durchlichteinheit und einer aus einer
Vielzahl von nebeneinanderliegenden, lichtempfindlichen Sensoren bestehenden Messleiste,
um jedem Punkt einer Vorlagenzeile einen Helligkeitswert zuordnen zu können, sowie
mit einer Vorschubeinrichtung, um die Vorlage und die Messleiste schrittweise relativ
zueinander bewegen und dabei die Vorlage zeilenweise abtasten zu können.
Derartige Scan-Vorrichtungen, kurz auch Scanner genannt, sind vielfältig
im Einsatz. Bei kontrastreichen Vorlagen, zum Beispiel Konstruktionszeichnungen,
bei denen sich lediglich Striche auf einem gleichmäßig hellen, z. B. weißen Hintergrund
befinden, ergeben sich keine Schwierigkeiten. Bei vielen Vorlagen ist der Hintergrund
aber nicht mehr gleichmäßig, sondern vielmehr auf Grund von unsachgemäß durchgeführten
Vervielfältigungen mit einem ungleichmäßigen Grauschleier belegt, in der die Zeichnung
nur noch schwer zu erkennen ist. Dementsprechend ist die Digitalisierung entsprechend
verrauscht.
Die Erfindung beruht somit auf dem Problem, eine Vorrichtung zu schaffen,
mit der kontrastarme Vorlagen in eine rauscharme Digital-Datei umgewandelt werden
können.
Zur Lösung des Problems sieht die Erfindung eine Vorrichtung gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vor mit den weiteren Merkmalen, dass sich parallel
zur Messleiste eine Lichtleiste erstreckt, die aus einer Vielzahl von nebeneinanderliegenden,
einzeln ansteuerbaren Leuchten besteht, und dass eine Steuereinheit programmgesteuert
für jede Leuchte eine bestimmte Helligkeit einzustellen vermag.
Die Leuchtkraft dieser zusätzlichen Lichtleiste ermöglicht es, die
Grauschleier oder sonstigen Verdunkelungen des Hintergrundes der Vorlage aufzuhellen
und somit einen gleichmäßig hellen Hintergrund zu erzeugen. Da die Leuchten der
Messleiste einzeln oder in Gruppen ansteuerbar sind, kann das Helligkeitsprofil
der Messleiste den Verteilungen der Hintergrundverdunkelung der Vorlage angepasst
werden.
Bei Scan-Vorrichtungen, die nach dem Auflicht-Prinzip arbeiten, ist
die Lichtleiste vorzugsweise als Durchlichtquelle realisiert.
Bei den Leuchten handelt es sich vorzugsweise um Kaltlichtdioden.
Diese haben den Vorteil, dass ihre Leuchtfläche relativ klein ist, so dass durch
eine Anordnung von einer Vielzahl von solchen Dioden ein relativ gutes Kompensationsprofil
dargestellt werden kann. Darüber hinaus benötigen die Kaltlichtdioden nur wenig
Energie.
Um einen Pre-Scan (siehe weiter unten) möglichst rasch durchführen
zu können, werden dabei nur ein Teil der Kaltlichtdioden aktiviert und die Zwischenwerte
interpoliert.
Um die Ansteuerung zu vereinfachen, kann vorgesehen sein, dass jeweils
mehrere Kaltlichtdioden ein Cluster bilden, wobei die Kaltlichtdioden eines Clusters
eine gemeinsame Ansteuerung aufweisen.
Die Vorrichtung ist auch geeignet, um Farbvorlagen rauscharmer zu
scannen. Dazu werden Farb-Leuchtdioden eingesetzt, die eine farbliche Verschleierung
des Hintergrundes durch eine entsprechende Komplementärfarbe kompensieren. Um dies
zu erreichen, sind die Leuchten gruppenweise zusammengefasst, wobei jede Gruppe
aus Komplementärfarben-Kaltlichtdioden zusammengesetzt ist, die zusammen ein weißes
Licht ergeben.
Beim Scannen einer Vorlage wird wie folgt vorgegangen:
Durchführen eines Pre-Scan bei eingeschalteter Lichtleiste, deren Leuchten auf gleiche
Helligkeitswerte eingestellt sind,
dabei Ermitteln und Speichern der Helligkeit der Vorlage,
schrittweises Digitalisieren der Vorlage, wobei die Leuchten der Lichtleiste angesteuert
werden.
Somit wird zunächst die Helligkeitsverteilung der Vorlage unabhängig
von der in ihr enthaltenen Informationen ermittelt. Wenn die Lichtleiste als Durchlichtquelle
eingesetzt ist, ergeben sich bei dunklen Stellen eine geringe Lichttransmission,
so dass dort beim späteren eigentlichen Scan-Vorgang die Lichtleistungen der Leuchtdioden
erhöht werden müssen, um die Verschleierung zu überstrahlen, den Hintergrund somit
heller erscheinen zu lassen. Umgekehrt verhält es sich bei hellen Stellen in den
Vorlagen. Hier müssen die Lichtleistungen der Leuchtdioden zurückgenommen werden,
um zu verhindern, dass die eigentlichen Informationen (Striche) überstrahlt werden.
Die so durchgeführte Kompensation kann auf verschiedenen Stufen erfolgen:
In einigen Fällen wird es ausreichen, einen Mittelwert festzustellen und die Lichtleiste
für den ganzen Scan-Vorgang auf eine gleichmäßige Helligkeit einzustellen, die die
in etwa gleichmäßige Verschleierung der Vorlage kompensiert.
In weiteren Fällen wird es ausreichen, aus den gemessenen Helligkeitswerten
für jede Zeile einen Mittelwert zu bestimmen, und dass die Lichtleiste beim Digitalisieren
der Vorlage zeilenweise auf diesen Mittelwert eingestellt wird.
In besonders schwierigen Fällen wird es notwendig sein, die Kompensation
punktweise durchzuführen. Dazu wird aus den gemessenen Helligkeitswerten für jede
Zeile ein Helligkeitsprofil bestimmt, wobei die Lichtleiste beim Digitalisieren
der Vorlage zeilenweise auf dieses Profil eingestellt wird.
In Einzelfällen kann auch auf ein Pre-Scan verzichtet werden, insbesondere
dann, wenn die Vorlage relativ gleichmäßig dunkel, z.B. vergilbt ist. Ein externes
Einstellmittel ermöglicht eine manuelle, auf Erfahrungen des Bedieners der Anlage
beruhende Einstellung der Leuchtstärke der Lichtleiste.
Des Weiteren kann ein Speicher für typische Profilverläufe vorhanden
sein, was es dem Bediener ermöglicht, auf Grund seiner Bewertung der Vorlage ein
geeignetes Profil auszusuchen.
Häufig werden eine Anzahl in ähnlicher Weise gedunkelter Vorlagen
gescannt. Ein für die erste Vorlage ermitteltes Profil kann gespeichert werden und
für die weiteren Vorlagen Verwendung finden, ohne dass für diese Vorlagen weitere
Pre-Scans durchgeführt werden müssen.
Ein besonders zeitsparendes Verfahren wird realisiert, wenn das gemessene
Profil, das beim Scannen einer Zeile gewonnen wird, zur Ansteuerung der Lichtleiste
beim Scannen der folgenden Zeile genutzt wird. Somit ist nur für die erste Zeile
ein Pre-Scan notwendig, um ein Startprofil zu erhalten. Für die folgenden Zeilen
werden beim Scannen sowohl die Bildinformationen gesammelt als auch das Profil zum
Ansteuern der Lichtleiste beim Scannen der folgenden Zeile ermittelt. Damit lassen
sich gute Scannergebnisse bei kurzen Scannzeiten erzielen.
Die gewonnenen Profile können auch der digitalen Bildbearbeitung zur
Verfügung gestellt werden, um deren Ergebnisse zu optimieren.
Im Folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispieles die Erfindung
näher erläutert werden. Dazu zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer
Vorrichtung gemäß der Erfindung.
2 Diagramme zum Beschreiben der Funktion der Vorrichtung.
Eine Vorlage 1 wird mittels einer Transportvorrichtung
2 durch eine Digitalisierungseinheit 3 geführt. Diese besteht
aus einer Sensoreinheit 4 über der Vorlage 1, einer Lichtleiste
5 unterhalb der Vorlage 1 und einer Auflichtquelle 6.
Die Vorlage 1 wird schrittweise durch die Digitalisierungseinheit
3 geführt. In jedem Schritt wird die sich jeweils in der Digitalisierungseinheit
1 befindende Zeile der Vorlage 1 abgetastet. Um eine kontrastreiche
Aufnahme zu erhalten, wird in einem Pre-Scan zunächst die Helligkeitsverteilung
auf der Vorlage 1 ermittelt. Dazu wird lediglich die Lichtleiste mit einer
durchgehend gleichen Leuchtleistung eingeschaltet und in jedem Schritt für jede
Zeile der Vorlage ein Helligkeitsprofil ermittelt. Im eigentlichen Scan ist die
Leuchtleistung punkt- bzw. abschnittsweise auf die dort vorliegende Verdunkelung
des Hintergrundes der Vorlage abgestellt. Dunkle Bereiche werden stark durchleuchtet,
während hellere Bereiche nahezu unausgeleuchtet bleiben. Damit entsteht ein in etwa
gleichbleibend heller Hintergrund.
Die Diagramme der 2 sollen die Funktionsweise der
Erfindung näher erläutern. 1a zeigt das Helligkeitsprofil der Zeile
einer Vorlage. Im linken Bereich ist die Vorlage gemäß dem Grundprofil
10 hell und im rechten Bereich dunkel. Dadurch werden Striche – erkennbar
an aus dem Grundprofil 10 herausragenden Peaks 11, 12
– im linken Bereich kontrastreich dargestellt (Peak 11), während
sie im rechten Bereich nahezu im Hintergrundrauschen verschwinden (Peak
12). Bei einem Pre-Scan, bei dem lediglich die Lichtleiste 5 eingeschaltet
ist, wird insbesondere die Helligkeit des Hintergrundes ermittelt. Im linken Bereich
werden die Sensoren eine hohe Lichttransmission und im rechten Bereich eine starke
Abschwächung des Lichtes der Lichtleiste 5 feststellen. Beim eigentlichen
Scan wird daher die Lichtleiste gemäß dem in 2b gezeigten
Profil angesteuert. Im linken Bereich ist die Leuchtleistung schwach, während sie
im rechten Bereich mit dem dunklen Hintergrund eine hohe Leuchtleistung aufweist.
Dadurch erhält die Vorlage einen gleichmäßig hellen Hintergrund, auf dem sich die
eigentlichen Informationen deutlich und kontrastreich abheben.
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| Anspruch[de] |
- Scan-Vorrichtung zum Digitalisieren von Vorlagen mit einer Auflichteinheit
oder Durchlichteinheit und einer aus einer Vielzahl von nebeneinanderliegenden,
lichtempfindlichen Sensoren bestehenden Messleiste, um jedem Punkt einer Vorlagenzeile
einen Helligkeitswert zuordnen zu können, sowie mit einer Vorschubeinrichtung, um
die Vorlage und die Messleiste schrittweise relativ zueinander bewegen und dabei
die Vorlage zeilenweise abtasten zu können, dadurch gekennzeichnet, dass
sich parallel zur Messleiste eine Lichtleiste erstreckt, die aus einer Vielzahl
von nebeneinanderliegenden, einzeln ansteuerbaren Leuchten besteht,
und dass eine Steuereinheit programmgesteuert für jede Leuchte eine bestimmte Helligkeit
einzustellen vermag.
- Scan-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich
bei der Vorrichtung um eine Auflicht-Scan-Vorrichtung handelt und die Lichtleiste
als Durchlichtquelle angeordnet ist.
- Scan-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Leuchten Kaltlichtdioden sind.
- Scan-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kaltlichtdioden so ansteuerbar sind, dass nur ein Teil der Kaltlichtdioden
gleichmäßig über die Lichtleiste verteilt eingeschaltet ist.
- Scan-Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils
mehrere Kaltlichtdioden ein Cluster bilden, wobei die Kaltlichtdioden eines Clusters
eine gemeinsame Ansteuerung aufweisen.
- Scan-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Leuchten gruppenweise zusammengefasst sind, wobei jede Gruppe aus Komplementärfarben-
und Kaltlichtdioden zusammengesetzt ist, die zusammen ein weißes Licht ergeben.
- Verfahren zum Scannen einer Vorlage mit einer Vorrichtung nach einem
der Ansprüche 1 bis 6, mit den folgenden Schritten:
Durchführen eines Pre-Scan bei eingeschalteter Lichtleiste, deren Leuchten auf gleiche
Helligkeitswerte eingestellt sind,
dabei Ermitteln und Speichern der Helligkeit der Vorlage,
schrittweises Digitalisieren der Vorlage, wobei die Leuchten der Lichtleiste angesteuert
werden.
- Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus den gemessenen
Leuchtdichten ein Mittelwert bestimmt wird, und dass die Lichtleiste beim Digitalisieren
der Vorlage auf diesen Mittelwert eingestellt wird.
- Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus den gemessenen
Helligkeitswerten für jede Zeile ein Mittelwert bestimmt wird, und dass die Lichtleiste
beim Digitalisieren der Vorlage zeilenweise auf diesen Mittelwert eingestellt wird.
- Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus den gemessenen
Helligkeitswerten für jede Zeile ein Helligkeitsprofil bestimmt wird, und dass die
Lichtleiste beim Digitalisieren der Vorlage zeilenweise auf dieses Profil eingestellt
wird.
- Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus den gemessenen
Helligkeitswerten für eine Zeile ein Helligkeitsprofil bestimmt wird und dass die
Lichtleiste beim Digitalisieren der folgenden Zeile auf das Helligkeitsprofil der
Vorzeile eingestellt wird.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen
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