Brevet FR2560471A1 — publié le 19850830

Procédé pour corriger des signaux d'imagesdans une unité d'entrée d'images. La présente invention concerne un procédé pour corriger des signaux d'images dans une unité d'entrée d'images de façon à pouvoir lire une image aussi proche que pos- sible d'un original au moyen d'un photodétecteur, tel qu'une barrette de photodiodes ou un dispositif à cou- plage de charges (CCM), dans lequel sont disposes une multiplicité de transducteurs photo-électriques. Darns un procédé de correction classique de signaux d'images obtenus par un photodétecteur, la correction est effectuée, comme il est décrit par exemple dans le Brevet japonais N 19 184/1983, le Modèle d'Utilité japonais N 19566/1983, le Brevet japonais N 114310/ 1974, etc, en stockant des informations relatives aux variations de la sensiblité des éléments individuels du photodétecteur et à la non-uniformité de l'éclaire- ment du système d'éclairage et du système optique, et en ajustant ensuite les gains des signaux, qui ont été obtenus d'une image réelle, sur la base des données. Selon le procédé classique mentionné ci-dessus, les fractions des courants d'obscurité inhérentes aux élé- ments respectifs du photodétecteur ne sont pas prises en considération. En conséquence, le procédé antérieur est incapable d'effectuer complètement une correction sur la plage tonale toute entière, notamment dans la plage d'obscurité, bien que des corrections sur ces plages soient nécessaires dans les domaines de la fabri- cation des plaques d'impression, de l'impression, etc. D'autre part, un procédé prenant en considération la correction des courants d'obscurité est décrit dans le'Brevet japonais N 139139/1983, dans lequel les va- leurs de sortie (niveaux des courants d'obscurité) des éléments individuels, lorsqu'ils sont protégés de la lumière,sont également stockées, ce qui permet d'ef- fectuer une opération de correction. Ce procédé exige toutefois un circuit complexe, ce qui conduit à une augmentation des coûts. En outre, deux opérations sont nécessaires, une dans la lumière et l'autre dans l'obs- curité, pour entrer les signaux de référence de cor- rection. Le procédé présente également un autre incon- vénient en ce sens qu'il tend à développer des erreurs de correction si les niveaux des courants d'obscurité varient du fait d'un changement de température ou rl'analogue au cours de la lecture d'une image réelle. En conséquence, un but de cette invention est!de procu- rer un procédé pour effectuer facilement et avec une grande précision la correction des signaux d'images dans. une unité d'entrée d'images utilisant un photo- détecteur multi-cellulaire, qui est utilisé dans le domaine de la fabrication des plaques d'impression, de l'impression ou l'analogue, domaines dans lesquels est exigé un degré élevé de fidélité aux originaux ce procédé vise à éliminer l'influence des variations in- trinsèques de sensibilité des éléments individuels du photodétecteur, les variations des courants d'obscuri- té ou les variations de l'éclairement des systèmes d'éclairage et optique. Selon le procédé de cette invention, dans une unité d'entrée d'images utilisant un photodétecteur multi- cellulaire, avant d'effectuer une opération sur '(si- gnaux d'images réelles)/(signaux de référence) selon un procédé de correction classique des signaux d'ima- ges, les courants d'obscurité provenant des éléments individuels du photodétecteur sont d'abord corrigés respectivement par des valeurs représentatives des va- leurs de sortie d'obscurité des éléments correspondants à la fois lors de la lecture des signaux d'images réel- les et de la lecture des signaux de référence,et l'opération de correction ci-dessus est ensuite effec- tuée sur la base des valeurs ainsi corrigées. Sous un aspect, l'inention procure donc un procédé pour corriger des signaux d'images dans une unité d'en- trée d'images adaptée pour lire une image réelle au mo- yen d'un photodétecteur multi-cellulaire, ce procédé se caractérisant en ce que: on lit une image de densité uniforme avant de lire l'image réelle; on code les valeurs qui ont été respectivement obtenues en soustrayarnt les valeurs de sortie d'obscurité des éléments individuels du photodétecteur des valeurs lues ci-dessus par les éléments respectifs et on stocke les valeurs aiisi codées comme signaux de ré- fêrance da correction pour les éléments correspondants; et lors de la lecture de l'image réelle, on extrait les signaux de référence de correction en synchronisme avec la lecture de l'image réelle, de façon à corriger les valeurs, qui ont été obtenues en soustrayant les valeurs de sortie d'obscurité des valeurs ainsi lues de l'image réelle, sur la base des signaux de référence de correction extraits précédemment. Selon le procédé de cette invention, on peut corriger les signaux d'images, avec une bonne précision et par un circuit de structure simple, sur la totalité de la plage tonale nécessaire sans être affecté par les varia- tions des valeurs de sortie d'obscurité lors de la lec- ture de l'image réelle. L'invention sera mieux comprise, à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exem- ple seulement, d'une réalisation préférée, en liaison avec le dessin joint, sur lequel: - la figure 1 est un schéma fonctionnel d'une unité d'entrée d'images, dans laquelle est incorporée la pré- sente invention; - la figure 2 montre un photodétecteur multi-cellulaire équipé de portions protégées de la lumière; - la figure 3 est un schéma d'un circuit de verrouilla- ge courant continu qui sert à détecter les tensions de sortie d'obscurité (c'est-à-dire les tensions prove- nant des portions protégées du photodétecteur multi- cellulaire) et à soustraire ensuite ces tensions de leurs signaux d'images correspondants; - la figure 4(a) est un schéma de forme d'onde montrant les signaux sortant du photodétecteur multi-cellulaire, lorsqu'on lit une image de densité uniforme; - la figure 4(b) est un schéma de forme d'onde des ten- sions sortant d'un circuit de maintien d'échantillons après que les tensions de sortie d'obscurité ont été soustraites des signaux de la figure 4(a); et - la figure 4 (c) est un schéma de forme d'onde de ten- sion de sortie normalisée obtenueaprès correction, dans lequel les signaux de référence de correction et les signaux d'images réelles sont identiques les uns aux autres. Les caractéristiques de transformation photo- électrique de chaque élément d'un photodétecteur, tel qu'une barrette de photodiodes, un dispositif à coupla- ge de charges, etc, satisfont, comme il est bien connu dans la technique, la relation suivante: vi = Si.Xi + Di (1) dans laquelle Vi = tension de sortie du photodétecteur, si = rendement de la transformation, Xi = quantité de lumière incidente, Di = tension de sortie d'obscurité. 2.es variations du rendement de transformation parmi les 3G éléments individuels sont habituellement de l'ordre de % ou moins. On sait cependant que les variations de la tension de sortie, y compris l':effet d'ombre (vi- gnetta9e des rayons obliques) par un système optique, at.teignent 30 à 50%. D'autre part, la tension de sortie d'obscurité est en- viron 1% de Vit ou environ, et ses variations:;sont de l'ordre d'environ 10%. pour corriger les variations décrites ci-dessus de la tension de sortie, une image ayant un pouvoir de ré- flexion ou de transmission uniformeset servant de ré- férence pour le niveau blanc est tout d'abord éclairée pour lire des signaux. A ce moment, la tension de sortie Vri du ième élément du photodétecteur multi-cellulaire varie en fonction de la quantité Xri de lumière incidente et est expri- mée par l'équation suivante: Vri = Si.Xri + Dri (2) En représentant la tension de sortie d'obscurité Dri en termes de sa valeur représentative Drd (par exemple une tension sortant d'une portion partiellement à l'a- bri de la lumière à une extrémité du photodétecteur multi-cellulaire),et leur différence ADri, on tire l'équation suivante: Dri = Drd + ADri (3) Du fait que la variation (c'est-à-dire la différence ADri de la tehsion de sortie d'obscurité parmi les élé- ments individuels) est très petite par comparaison avec la tension de sortie Vri du photodétecteur et peut de ce fait être ignorée (4Dri n {flw(4 En soustrayant ici la valeur représentative Drd de la tension de sortie d'obscurité d'un signal d'image de référence lu de la manière mentionnée ci-dessus, on exprime comme suit un signal de référence de correc- tion Vri à stocker: Vri, Vri - "rd = Si Xri (5) Lorsqu'on lit ensuite une image réelle, la quantité Xi de la lumière incidente peut être considérée comme une quantité obtenue en soumettant la quantité Xri d'une lumière incidente standard à une modulation (indice de modulation: Ki) par l'image réelle. En conséquence, la tension de sortie Vi de chacun des élé- ments du photodétecteur multi-cellulaire, cette ten- sion de sortie Vi étant exprimée par l'équation (1), peut être réécrite comme suit: Vi = Si. Ki. Xi + D + AD i il i d Si.K i.Xri + Dd(6) Dans l'équation (6)> Ki désigne l'indice de modulation du ième élément du pouvoir de réflexion par l'image réelle ou de la transmission. travers l'image réelle et Dd désigne la valeur repréesentative des tensions de sortie d'obscurité lors de la lecture de limage réelle. En soustrayant ici la valeur représentative Dd des ten- sions de sortie d'obscurité de la tension de sortie Vi on peut exprimer la tension de signal Vi à corriger par l'équation suivante: - D (7) Vi, = Vi - Dd = Si.Ki.Xri La tension Vi du signal d'image réelle est soumise à Z560471 une opération de correction, telle que division ou l'analogue, par-le signal de référence de correction, d'oi l'on obtient l'équation suivante: Vi,/Vri. = Si-Ki-Xri/SiXi = Ki Apres la correction, le signal de sortie est un signal d'image réelle qui n'est proportionnel qu'à l'indice de modulation Ki. Ainsi, les effets de la sensibilité, de la sortie d'obscurité, des systèmes d'éclairage et optique, etc, du photodétecteur multi-cellulaire ont tous été corrigés, ce qui permet d'obtenir un signal d'image réelle dont le niveau n'est gouverné que par la densité (pouvoir de réflexion ou facteur de trans- mission) de l'original. On va maintenant décrire, en se reportant au schéma fonctionnel représenté sur la figure 1, une réalisa- tion appropriée pour la mise en pratique de la correc- tion des signaux d'images selon le procédé de cette invention. Sur le schéma fonctionnel de la figure 1,on voit un photodétecteur multicellulaire 1 pour lire une image, un circuit diviseur 2 pour effectuer une opération de correction, un circuit de verrouillage courant continu 3 pour détecter une valeur de sortie (la valeur repré- sentative des sorties d'obscurité) d'un élément du photodétecteur à l'abri de la lumière à une extrémité d'un photodétecteur mnulti- cellulaire (par exemple un photodétecteur multi-cellulaire tel que celui représen- té sur la figure 2), et pour soustraire la valeur de sortie d'un signal d'iniage, un circuit de maintien d'échantillons 4, un circuit convertisseur A/N (analogique/numérique) 5 pour coder la valeur analogi- que du signal de référence de correction en sa valeur numérique correspondante, une mémoire vive (RAM) 6 pour stocker le signal de référence de correction, un circuit convertisseur N/A (numérique/analogique) 7 pour transformer le signal de référence de correction codé en une valeur analogique, un circuit de commande de rythme 8 de l'unité d'entrée d'images, un circuit de commande R/W (lecture/écriture) 9 pour sortir les données de la mémoire vive 6 ou pour y écrire-des don- nées, et un interrupteur 10 pour entrer le signal de référence de correction dans l'unité de stockage. La figure 2 montre un schéma du photodétecteur 1. Comme il est indiqué par des hachures, des portions à l'abri de la lumière 21 sont prévues aux deux extrémi- tés. Les sorties de ces portions sont utilisées comme sorties d'obscurité. La figure 3 montre un exemple de structure pour le cir- cuit de verrouillage courant continu 3. Lorsqu'on en- tre une image, le niveau du signal provenant de la por- tion à l'abri de la lumière du photodétecteur multi- cellulaire 1 est retenu sous la forme d'une impulsion de détection de portions à l'abri de la lumière (ins- tant t0) jusqu'à ce que l'impulsion de détection de portions à l'abri de la lumière suivante soit créée au niveau du circuit de maintien d'échantillona.11. Ce signal est ensuite amLiené, comme valeur représentati- ve des sorties d'obscurité, au circuit de soustraction 12, o6 il est soustrait, comme valeur représentative des sorties d'obscurité, d'un signal d'image. Avant la lecture d'une image réelle, on lit tout d'a- bord une imaqe qui sert à produire une référence pour le niveau blanc dans le photodétecteur multi-cellulaire 1. La tension de sortie Vri du photodétecteur 1 a une forme d'onde de signaux telle qu'il est représenté sur la figure 4(a). Grace au circuit de verrouillage courant continu 3 ayant une structure de circuit telle qu'il est repré- senté sur la figure 3 par exemple, la valeur des si- gnaux sortant de la portion à l'abri de la lumière du photodétecteur, laquelle valeur de signaux est contenue dans les signaux sortant du photodétecteur, est détec- tée à l'instant to. Cette valeur est retenue dans le circuit de maintien d'échantillonsll. Dans le circuit de soustraction 12, cette valeur est utilisée comme valeur représentative Drd des sorties d'obscurité de façon à soustraire Drd de la tension de sortie Vri du photodétecteur 1. La valeur subsistant après la soustraction est amenée au circuit de maintien d'échantillons4, o la forme d'onde de la tension de sortie est retenue sous la forme de son impulsion de rythme correspondante, ti, t2'.. ., tn, pour des signaux provenant d'éléments d'images respectifs comme on le voit sur la figure 4(b). Afin de stocker l'impulsion de rythme comme signal de référence de correction dans la mémoire vive 6, au moyen de l'interrupteur 10, l'impulsion de rythme est soumise à une conversion A/N dans le circuit de conver- sion A/N 5. Si le signal de référence de correction est codé avec une résolution de 8 bits afin d'effectuer une opéra- tion de correction, il est possible d'otenir seulement 6-7 bits comme graduation de la densité du signal d'ima- ge ainsi corrigé, du fait des erreurs d'opérations, du décalage vers le bas des chiffres significatifs, etc. Lorsqu'on exige une précision de 8 bits (256 étages) comme graduation de densité pour les signaux d'images corrigées, il est ainsi nécessaire de coder au préala- ble le signal de référence avec une résolution d'envi- ron 10 bits (1024 étages) par un circuit convertisseur A/N 5, en vue du décalage vers le bas imminent des chiffres significatifs dans cette opération. De la manière mentionnée ci-dessus, le signal de réfé- rence de correction est stocké par avance dans'la mé- moire vive 6. Lors de la lecture de l'image réelle, l'interrupteur est maintenu ouvert. En synchronisme avec la-lec- ture de l'image réelle par le photodétecteur multi- cellulaire 1 et en même temps en synchronisme avec le signal de maintien du circuit de maintien d'échantil- lons4, les signaux de référence de correction qui ont été stockés dans la mémoire vive 6 sont sortis succes- sivement en fonction de signaux de commande de sortie provenant du circuit de commande de rythme 8 et sont ajustés dans la séquence de lecture par le circuit de commande R/W 9. Chaque signal de référence de correction est transformé par le circuit convertisseur N/A 7 en un signal de ré- férence analogique de correction Vri, et est ensuite amené au circuit diviseur 2. La valeur représentative Vd des sorties d'obscurité est soustraite du signal d'image réelle Vi dans le circuit da verrouillage courant continu 3. Ainsi, la valeur restante est amenée par l intermédiaire du circuit de maintien d'4chantillonsi4 au circuit diviseur 2, o elle est divisée par le signal de référence de correction décrit ci-dessus, Vri,. La figure 4(c) montre la forme d'onde des signaux de sortie corrigés, dans laquelle des signaux identiques à leurs signaux de référence correspondants sont lus comme signaux d'images réelles. Les variations parmi les éléments individuels du photodétecteur, les varia- tions des sorties d'obscurité, les irrégularités d'éclairement dues à des variations dans les systèmes optique et d'éclairage, etc, ont été corrigées, d'o il résulte une tension de sortie constante. L'invention ayant été ainsi décrite complètement, il apparaîtra à un homme de l'art qu'on peut y apporter de nombreuses variations et modifications sans s'écar- ter de l'esprit et de la portée de l'invention. Revendications. 1. Procédé pour corriger des signaux d'images dans une unité d'entrée d'images adaptée pour lire une image réelle au moyen d'un photodétecteur multi- cellulaire (1), caractérisé en ce que: on lit une image de densité uniforme avant de lire l'image réelle; on code des valeurs qui ont été respectivement obtenues en soustrayant des valeurs de sortie d'obscurité des éléments individuels du photodétecteur des valeurs lues ci-dessus par les éléments respectifs, et on stocke les valeurs ainsi codées comme signaux de référence de correction pour leurs éléments correspondants; et lors de la lecture de l'image réelle, on extrait les signaux de référence de correction en synchronisme avec la lecture de l'image réelle, de façon à corriger les valeurs, qui ont été obtenues en soustrayant les valeurs de sortie d'obscurité des valeurs ainsi lues de l'image réelle, sur la base des signaux de référen- ce de correction extraits ci-dessus. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les valeurs de signaux sorties respectivement des portions terminales à l'abri de la lumière des éléments individuels du photodétecteur mul-i-cellulaire sont utilisées comme valeurs de sortie d'obscurité. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsqu'on code les valeurs, qui ont été respecti- vement obtenues, en soustrayant les valeurs de sortie d'obscurité des éléments individuels du photodétecteur des valeurs lues ci-dessus par les éléments respectifs, pour obtenir les signaux de référence de correction, les valeurs mentionnées en premier sont codées avec une résolution supérieure à la résolution tonale exigée comme sortie.