专利名称：多用户数字激光成像系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及医学上用的激光成像系统。
激光成像系统通常用于从磁共振(MR)、计算机层析X射线摄影法(CT)或其它类型的扫描器生成的数字图像数据产生摄影图像。这种类型的系统一般包括使图像在胶片上曝光的连续影调激光成像器;对胶片进行显影的胶片处理器以及协调激光成像器和胶片处理器工作的图像管理子系统。
图像数据是一串代表被扫描图像的数字图像值。在图像管理子系统内的图像处理电子设备对图像值进行处理，产生一串数字激光驱动(即曝光)值，每个驱动值表示图像内一离散像素位置上的多个亮度级(例如灰度)之一。图像处理电子设备换算被扫描图像值的范围，并将其变换到激光驱动值范围，用以产生有用的连续影调摄影图像。由于输入值与它们可视的图像重现之间的非线性关系以及胶片对不同光强度的非线性感光响应，这种变换运算是必要的。激光成像器的图像管理子系统可从3M公司购得，它包括多个表示图像值和激光驱动值之间关系的已存查阅表。各查阅表根据多种胶片中的一种胶片和诸如最终图像的对比度，最大和/或最小黑度等特定的图像特性构成。图像管理子系统按照图像值的一种函数关系从为给定图像选出的查阅表中取数，确定关联的激光驱动值。
除了选择所希望的查阅表之外，购买3M公司激光成像器的用户还可以通过手动操作与图像管理子系统连接的控制器来调节图像的对比度和光密度。然而，这些调整是借助测试图形按反复试验方法进行的，调整过程不方便，效率很低。而且，用户只能通过选择一种查阅表调节由许多查阅表体现的对比度和光密度有限地控制整个成像系统的转换函数。这种方法还不能顾及整个系统的转换函数由诸如显影剂消耗、理想胶片与实际胶片感光特性之间的每批货不同等因素引起的偏差。
显然，进一步改进激光成像系统是需要的。尤其需要激光成像系统能自动适应媒体感光特性和媒体显影参数的变化。该系统还应能为用户提供对全成像系统转换函数较大程度的控制。为了付诸商用，当然这种成像系统都必须能准确和有效地实现上述功能。
本发明是一种能自动适应媒体感光特性的变化、用户喜好的变化和显影工艺的变化的多用户数字激光成像系统。在一个实施例中，此激光成像系统配置成随表示一幅图像的数字图像值、用户命令和胶片的膜信息特性变化在胶片接收机构所含胶片上的成像。成像器包括接收数字图像值的图像数据输入、接收用户命令的用户命令输入和接收膜信息的膜信息输入。激光扫描器响应数字激光驱动值，能用激光束扫描，以在胶片上成像。将多种转换函数的数据特性存储在转换函数存储器内。每一转换函数表示期望成像胶片光密度和关联图像值之间的关系。将多种胶片型号的数据特性存储在胶片型号存储器中。每种胶片型号表示所期望成像胶片光密度和关联的激光驱动值之间的关系。还有一存储数字数据的RAM。数字处理器连接图像数据输入、用户命令输入、膜信息输入、激光扫描器、转换函数存储器、胶片型号存储器以及RAM。此处理器根据用户命令访问转换函数存储器以选择表示用户所期望转换函数的数据，还根据膜信息访问胶片型号存储器以选择表示待成像胶片的胶片型号的数据。该处理器再根据选出的转换函数和胶片型号函数形成查阅表，并把该表存储在RAM中。查阅表是说明激光驱动值和图像值之间关系的数据。为了在胶片上成像，上述处理器根据图像值从已产生的查阅表中取出激光驱动值，并把该值提供给激光扫描器。这种方法能保持系统转换函数的完整性，而不给用户带来不便。
在该激光成像器的另一个实施例中，转换函数存储器按照说明一些图像透光度期望值的立方根和关联图像值之间关系的数据那样存储转换函数。胶片型号存储器按照说明一些图像透光度期望值的立方根和关联胶片曝光值之间关系的数据那样存储胶片型号。数字处量器根据透光度值的立方根访问胶片型号存储器以确定关联的胶片曝光值，并根据该确定值计算激光驱动值。此处理器产生说明激光驱动值和相应透光度值的立方根之间关系的数据的索引表，并把该索引表存储在RAM中。通过根据所选转换函数的所需透光度立方根从索引表取数，以建立说明激光驱动值和图像输入值之间关系的数据的查阅表。本系统可快速产生查阅表，从而有不同喜好的若干用户能方便地使用。
在又一个实施例中，成像系统包括对已成像胶片显影的胶片处理器和提供表示显影胶片部分光密度信息的光密度计。还包括测试楔形存储器，存储测试楔形时的测试楔形数据特性。测试楔形数据表示一系列与胶片型号所说明胶片光密度期望值关联的激光驱动值。数字处理器与胶片处理器、光密度计、测试楔形存储器等相连，周期性地进行楔形校正过程，以使所用的胶片型号与当前的胶片感光特性相关联。在楔形校正期间，处理器访问测试楔形存储器，并根据激光驱动值开始把测试楔形成像在胶片上。对成像在胶片上的测试楔形进行显影，并用光密度计测量楔形的实际光密度。处理器把测试楔形的实际光密度与相关联的胶片光密度期望值比较。然后处理器根据比较结果修正胶片型号数据，使胶片型号对应于胶片的实际特性。由此在查阅表产生之前校正了因批量制造时的变化和有效期等原因产生的实际胶片感光特性与理想胶片感光特性之间的差异。利用这一校正过程取得较好的全成像系统转换函数完整性。
在激光成像系统的另一个实施例中，激光扫描器包括按衰减器控制信号对扫描激光束强度作相应调节的衰减器。还将光密度斑纹数据特性存储在光密度斑纹存储器中。光密度斑纹数据表示与所期望成像、显影胶片的预定光密度关联的数字激光驱动值。数字处理器与衰减器和密度斑纹存储器相连，并在打印每幅图像期间进行光密度斑纹校正。在密度斑纹校正期间，处理器访问光密度斑纹存储器，并根据激光驱动值关系开始把不同的光密度斑纹成像在每幅胶片上。在对已成像胶片显影后，光密度计测量斑纹的实际密度。把斑纹的实际密度与关联的胶片光密度期望值比较。然后处理器根据斑纹比较结果产生衰减器控制信号，使测量的斑纹密度与实际斑纹密度之间的差值最小。由此补偿了由于如在楔形校正期间显影剂的消耗等引起的全系统转换函数的变化。
成像系统的另一个实施例具有一控制板，接收如描述所期望图像对比度和最大光密度的用户选择命令。在产生查阅表之前，处理器根据用户命令修正已选择的转换函数。因此用户能定制图像以适应他们自己的选择。而且，由于转换函数存储器内所存透光度值的立方根与人类的亮度响应成线性关系，因此，处理器通过成线性转换能快速完成这些修正。
图1是按照本发明的多用户激光成像系统的方框图。
图2是图1所示打印子系统的一个实施例的图解。
图3是同时具有观察者亮度响应的激光成像系统总转换函数的图解。
图4是转换函数存入成像系统存储器所用方式的曲线图。
图5是胶片型号存入成像系统存储器、所用方式的曲线图。
图6是索引表根据胶片型号校正并存入成像系统存储器所用方式的曲线图。
图7是系统按转换函数和索引表产生查阅表所用方式的曲线图。
图8a是转换函数存入成像系统所用线性(透光度)1/3值的修正转换函数曲线图。
图8b是非线性光密度值的修正转换函数曲线图。
图9是理想胶片型号和修正胶片型号的曲线图。
系统总观图1一般地示出了按照本发明的多用户数字激光成像系统10。如图所示，激光成像系统10包括激光二极管印片子系统12、图像管理子系统14和媒体处理子系统16。印片子系统12的一个实施例是连续影调激光成像器，而且配置成装有可再密封的盒体18，该盒体18内含有多片X射线胶片(未单独示出)。图像管理子系统14包括输入端子15，通过该端子15向成像系统10提供由磁共振(MR)、计算机层析X射线摄影(CT)或其它类型扫描器产生的数字图像值。图像管理子系统14处理图像值，以产生激光驱动值施加于印片子系统12，使从盒体18移出的胶片成像或曝光。然后，处理子系统16对已印胶片进行显影，产生图像的硬拷贝。成像子系统10能自动适应媒体的变化、用户喜好的改变和媒体显影参数的改变。
图像管理子系统14原始图像值转换成一串数字激光驱动值，这些驱动值编排成光栅扫描格式，以便用于印片子系统。该数据处理运算使用说明或映射图像值和成像胶片上的期望光密度值(即期望和成像胶片光密度)之间关系的查阅表。在每次成像操作期间，图像管理子系统14根据图像值访问查阅表，以确定关联的激光驱动值。
图像处理子系统14用存储在存储器内的转换函数和胶片型号产生查找表。转换函数说明图像值和所期望成像胶片光密度之间的关系。用于对任一给定图像进行印片的转换函数关系到用户的喜好。因此，图像处理子系统14包括存储一些转换函数的存储器，用户能选择最适用于特定图像的转换函数。胶片型号说明一些激光驱动值和若干不同胶片中每种的期望成像胶片光密度之间的关系。胶片型号用于处理给定图像的图像值，由图像像管理子系统14根据所接收鉴别图像待印胶片具体类型的信息自动地选择。
如一指定用户在同一类型的胶片上用相同的用户特定命令(例如，相同的转换函数)，连续印制一幅以上的图像，则可以用相同的查阅表来对每幅图像印片。然而，如果下一印片请求为不同的用户，即用户命令改度，或者如果由用户起动或图像管理子系统14自动起动楔形校正步骤(下文讲述)，则产生一经过更新的新查阅表以对图像进行印片。每次要产生一新的查阅表，图像管理子系统就在成像操作之前立即实时进行。
为了便于下文描述的查阅表校正操作以及转换函数和胶片型号的修正，以换算成关联期望图像胶片透光度的立方根(即期望成像胶片光密度)≈(期望成像胶片透光度)1/3的形式存储表示转换函数的胶片型号内的期望成像光密度的信息。在本文的余下部分用“T”表示立方根透光度，它基本上线性地与人的亮度响应成正比。因为与人的亮度响应的这种线性关系，T值的使用简化和减少了校正查阅表所需要的时间。
产生查阅表的操作包含从已选胶片型号校正索引表的开始步骤。索引表说明激光驱动值和相应期望成像胶片T值之间的关系。索引表的功能是把胶片型号有效地换算成激光扫描系统和胶片的当前工作特性的化学性质。因此索引表是根据最近监测到的最大和最小激光功率级和楔形校正数据从胶片型号计算而得的。一旦计算出索引表，则通过根据已选出的转换函数的T值从索引表取数来产生查阅表，以建立根据当前成像系统工作特性精确地把图像值转换成激光驱动值的数据阵列。由此不给用户带来不便而维持系统转换函数的完整性。
成像系统10允许用户选定某些图像参数。例如，根据图像的性质，某些用户会选择以较大(或较小)的对比度成像。用户还可以规定图像的最大密度(Dmax)。例如，超声波图像一般以Dmax约为2.0进行印片，而CT和MR图像常常以大于3的Dmax进行印片。由于转换函数不可能适应某些特定用户偶然使用(其他各用户很少选用)的所有图像光密度和对比度的整个范围，所以成像系统10接受用户改变如对比度和Dmax等参数的命令。图像管理子系统14根据用户命令选择和/或线性地换算选出的转换函数来实现上述对比度和Dmax等方面用户命令。这种修正转换函数以适应用户喜好的方法包括相当简单并且快速的数学运算。当用户打算在胶片上形成最小和/或最大光密度特性与存储在已选出的转换函数内的最小和/或最大T值不一致的图像时，可以进行相似的转换函数修正。
实际的胶片感光特性常常偏离胶片型号表示的“理想”特性。这种偏差可以由许多因素引起，其中包括在制造过程中的每批产品之间的变化和有效期引起的性能下降。成像子系统10周期性地进行楔形校正，以补偿胶片感光特性的这些偏差。在楔形校正期间，图像管理子系统14开始对“测试楔形”胶片进行印制。测试楔形是一组单一光密度斑纹，每条斑纹以对应于期望的若干图像光密度之一的给定激光驱动值进行印制。斑纹的实际光密度与胶片型号说明的给定激光驱动值所用期望成像胶片光密度比较，然后修正胶片型号使之与实际胶片特性一致。
媒体处理子系统16的特性(例如，在湿式处理系统的情况下的化学浓度)还在保证全系统转换函数特性的再现性方面起到重要作用。这些特性一般变化相当慢，其周期为几小时或几天，随成像系统10使用的频度变化。为适应这些变化，在每次成像操作期间，成像管理子系统14还进行光密度斑纹校正。光密度斑纹校正包括在每幅图像的顶部边沿印一条光密度斑纹。该斑纹用的对应于中间亮度光密度(如1.0)的期望激光驱动值来曝光。在处理子系统16对图像和斑纹显影之后，由图像管理子系统14监测该斑纹的光密度。如该斑纹光密度偏离正常的或期望的光密度，则图像管理子系统14通过对激光扫描系统进行调整来校正该偏移。激光成像系统10的这些和其它一些特征在下面作更详细描述。
激光印片子系统图2一般地示出了激光印片子系统12。如图所示，该子系统包括一抽屉20，该抽屉20打开，以存取装有胶片盒18的盒体接纳座22。抽屉20上安装有打开/关闭机构24，用来相对于盒座22取出胶片。在胶片盒18装入盒座22后，抽屉20关闭，把胶片盒密封在不透光的箱内。于是，启动打开/关闭机构24，打开盒体18，胶片可从盒中移出，然后再封闭盒体18，能把该胶片从印片子系统12中取出而不损坏其余的胶片。因此，可根据需要，方便地把含有不同类型和不同尺寸的胶片装入印片子系统12。在Lemberger等申请的美国专利5，132，724(名称为“激光图像胶片盒打关机构”)中可以找到对盒体18和打开/关闭机构24更详细的描述。
如图1所示，激光印片子系统12还包括微处理器印片控制系统30、胶片取出机构32、胶片箱送机构34、激光扫描系统36和安装在打开关闭机构24上的条形码扫描器40。一光学条形码42粘在每个盒体18上。条形码42包括机器可读的关联盒体和其内胶片的信息特性。在一个实施例中，编码在条形码42上的信息包括唯一的盒体标记、盒制造经历、胶片类型和胶片尺寸。
印片控制系统30协调并控制印片子系统12的操作，并使印片子系统与图像理子系统14接合。在胶片盒18装入印片子系统12后，控制系统30起动打开/关闭机构24打开盒体18，同时驱动扫描器40划过条形码42。从条形码42读取的信息传送到图像管理子系统14，以供印片控制系统30使用。胶片取出机构32从盒体18移出胶片，并把胶片置于胶片输送机构34上。胶片输送机构34在印片控制系统30的控制下把胶片输送通过成像区(未单独示出)。当胶片被输送通过成像区时，图像管理子系统14和印片控制系统30使激光扫描系统36对胶片进行曝光。
激光扫描系统36包括激光二极管43、旋转镜扫描器44，衰减器46和功率监测器48。把激光二极管43连接成接收图像管理子系统14的数字激光驱动值，并根据激光驱动值产生不同的强度已调激光束。扫描器44使已调激光束在胶片上进行光栅扫描。衰减器46响应图像管理子系统14的控制信号，对激光束强度进行微小的调整。在一个实施例中，衰减器为如Sasaki等申请的美国专利4，812，861中描述的旋转极性滤光器。功率监测器48还与图像管理子系统14相连，它包括-光敏二极管，设置成截取胶片成像平面附近位置上一部分扫描激光束。功率监测器48提供的信息用于下面将更全面描述的方法，以换算激光驱动值和达到合适的曝光范围。
已成像胶片被输送至处理子系统16进行显影。处理子系统16随待成像胶片的属性可以是湿式处理器或热式处理器，它包括输送机构50和光密度计器。输送机构50在胶片显影时把胶片输送通过处理子系统16。光密度计52可以实施为Lemberger等申请的名称为“自动调整胶片光密度计”的美国专利5，117，119中的形式。如下文更详细的描述那样，图像管理子系统14起动在待成像胶片边沿上印制测试楔形和/或密度斑纹。胶片显影后由光密度计52测量测试楔形和密度斑纹的光密度，并把表示这些密度的信息接至信息管理子系统14。图像管理子系统14利用测得的光密度信息进行下文描述的控制器函数的校正。
图像管理子系统图像管理子系统14包括多个输入组件60、处理器62、输出组件64和控制板66。每个输入组件60配置成由一个或两个成像系统10用户使用，它包括存储管理处理器67和电编程只读存储器(EPROM)68。分配到输入组件60的用户所用的转换函数和胶片型号存储于EPRSM68。在本说明的剩余部分，术语“转换函数存储器”用于EPROM68中存储转换函数的那部分，“胶片型号存储器”用于指该EPROM中存储胶片型号的那部分。图像管理子系统14的一个实施例包括足以在每个输入组件60存储15个转换函数和16个胶片型号的EPROM68。输入组件60还包括足够的存储器，存储这些组件所分配用户的若干排队待印图像的图像值。存储管理处理器67控制EPROM68中的转换函数和胶片型号的存储，并协调数据在输入组件60、处理器62和输出组件64之间的传输，这些数据包括图像值、转换函数、胶片型号和查阅表。
处理器62与图像管理子系统的输入组件60、控制板66和输出组件64相接，也与印片子系统12的条形码扫描器40、衰减器46和功率监测器48相接，还与媒体处理子系统16的光密度计52相接。处理器62控制图像管理子系统14的操作，并使图像管理子系统的操作与印片子系统12和媒体处理子系统16的操作协调。处理器62还进行与查阅表的产生关联的所有处理操作。在一个实施例中，处理器62是一种摩托罗拉公司生产的带有运算协处理器和相关联的随机存取存储器(未单独示出)的68030处理器。
输出组件64包括处理器70和随机存取存储器(RAM)72。处理器62产生的查阅表卸载到RAM22以在成像操作期间使用。在成像操作期间，处理器70根据从输入组件60接收到的图像值24实时访问查阅表。处理器70以光栅扫描格式编排访问查阅表确定的激光驱动值。该处理器还可以执行如尺寸换算和图像旋转等图像处理功能。
转换函数的胶片型号格式图3是同时具有观察者亮度响应的全成像系统函数的图解。信息转换顺序如下图像管理子系统14利用查阅表92把图像值X转换成激光驱动值Y(X)。激光驱动值Y加到激光扫描子系统36，该系统把驱动值Y变换成曝光值E(Y)。已曝光和已显影的胶片94又把曝光值反映成胶片光密度D(E)。虽然到此激光成像器10的操作完成了，但转换顺序仍可延伸。把已成像胶片置于光盒96中以产生光源亮度值L(D)。最后，观察者96从光源亮度值得出亮度响应B(L)。在原始图像值和观察者的亮度响应之间发生的转换链可以表示为B(L(D(E(Y(X)))))。
从图像亮度到亮度响应的转换函数B(L)，对一阶和简单的响应，可以用B＝aLp-Bo的形式表示。其中，a和Bo随观察的周围条件变化。这些内容可参见H.W.Bodmann等撰写的“感应亮度和光源亮度之间光源亮度的统一关系”一文，刊登在1979年京都会议的CIE会刊第99至102页上(由CIE中央局1980年在巴黎出版)。这些参考文献和其它文献表明，幂P约等于1/3。根据这一分析，如果把成像系统10的输出看作提高到1/3幂(即立方根)的扩散图像透光度，则表示成像系统输出的参数基本上线性地正比于观察者的亮度响应。图像管理系统14通过以关联透光度T＝(透光度)1/3的形式把表示期望的成像胶片光密度数据存入转换函数存储器和胶片型号存储器来利用该关系。以透光度T的形式存储转换函数和胶片型号的明显的好处是能使处理器62在下文描述的转换函数修正期间进行线性转换。
转换函数说明了图像值和相关联的期望成像胶片光密度之间的关系。在上面描述的图像管理子系统14的一个实施例中，每个输入组件60的15个转换函数中的每一个函数均以标号TF(i)的阵列存储在EPROM68内。索引号i等于图像值(近似地换算成图像数据的字长)。标号TF(i)为上文刚描述过的关联透光度T。图4是存储在EPROM68内的转换函数的曲线图。
胶片型号说明了期望成像胶片光密度和关联胶片曝光值之间的函数关系。在上文描述的图像管理子系统14的实施例中，每个输入组件60的16个胶片型号的每-型号均以标号FM(i)的阵列形成存储在EPROM68内。索引号i等于已换算的透光度T。标号FM(i)为期望曝光量关联的对数值，即为Log(E)。具体地说，这些曝光值E归一化为最大容许胶片光密度Dmax印片所需的曝光量，所以e＝EDmax。这些归一化曝光值在后文记作e。举个例子，对于最大图像光密度为3.2的胶片，在对应于D＝3.2的地址上，胶片型号包含Log(e)＝0(对应于e＝1)。图5为存储在EPROM68中的胶片型号的曲线图。
查阅表的产生根据为特定的待印图像选出的转换函数的胶片型号产生查阅表。用户通过控制板66选择转换函数。图像处理子系统14利用从成像系统10当前所装胶片盒18的条形码42读得的胶片识别信息，自动选择胶片型号。
每个查阅表的产生包括产生一索引表，使归一化的曝光值e与激光二极管43的当前动态功率范围相关联的中间步骤。因此，索引表是一个阵列IT(i)。索引值相当于透光度T。IT(i)的值是关联的12位数字激光驱动值，这些值提供取得上述透光度的适当胶片曝光量。图6包括了索引表曲线图。
如图6所示，利用所测表示激光二极管43当前工作特性的信息从胶片型号计算出索引表。激光二极管43的最大和最小功率输出(Pmax和Pmin)随时间变化。这些变化可以由诸如激光二极管43的温度变化和设备的老化等因素引起。在每次楔形校正期间(下文将作更详细的描述)，图像管理系统14使用功率监测器48测量胶片成像平面上的Pmax和Pmin。图像管理子系统14利用胶片型号的Log(e)值按照等式IT＝4095(1-10Log(e))R/(R-1)，来计算该胶片型号的数字激光驱动值IT，其中R＝Pmax/Pmin。
图像管理子系统14还设置了衰减器46来校正激光扫描系统36，所以激光二极管43输出的Pmax保证了Log(e)＝0(即可印最大图像密度的胶片)。图像管理子系统14还进行定标运算，所以激光驱动值为0可以使激光二极管43输出Pmax，激光驱动值为4095可以使激光二极管43输出Pmix。在进行这种方式的换算时，最大激光驱动值对应于图像上的最亮区域，最小激光驱动值对应于最暗区域。
一旦以上述方式产生了索引表，图像管理子系统14就通过图7所示的简单索引操作建立查阅表。根据每个图像值代入选出的转换函数，以确定关联的T值。然后根据每个T值访问索引表，确定关联的激光驱动值。在该查阅表产生操作期间，图像管理子系统14不需要进行任何数学运算。图像值转换成相应数字驱动值的过程是一种利用查阅表的简单且快速的索引操作。由于查阅表基于用户选出的转换函数和适当的胶片型号，所以产生查阅表的这种方法还使全系统转换函数具有高度的完整性。
转换函数修正如上所述，成像系统10允许用户改变某些图像参数，如对比度和Dmax等。这类用户选择通过控制板66键入系统10。图像管理子系统14通过选择和/或修改转换函数来适应这些变化。
由于转换函数以透光度T的形式存储，而透光度T又被认为大致是亮度响应的线性函数，所以按照这种线性转换计算转换函数修正。处理器62可以简单且快速地进行这些计算。图8a画出通过把Dmax从2.0增加到3.0的线性转换修正的转换函数特性。从该图中可以明显地看出，最后的转换函数77与最初的转换函数78仅斜率和截距不同。反之，如图8b所示，相应光密度转换函数的修正是非线性转换，它包括较复杂的数学计算。
在用户打算在胶片上以不同于存储在选出的转换函数内的最大和/或最小T值的Dmax和或Dmin特性成像时，图像管理子系统14也修正转换函数。这种修正也通过转换函数的简单线性转换来实现。以这种方式快速修正转换函数的能力可以使成像系统10在系统成像全过程中可以相当小的损失适应各种各样的用户选择。
楔形校正过程由于包括每批产品之间制造的变化和有效期等原因引起的变化，存储在EPROM68中的“理想”胶片型号不可能准确地反应任一给定时刻的实际胶片特性。图像管理子系统14进行楔形校正，把胶片型号调整成反映胶片的实际特性。在下列表情下进行楔形校正(1)把包含有新的一批胶片的胶片盒18装入激光成像器10时(根据盒上的条形码42读得的信息确定);(2)当两次不连续的图像印片之间的时间间隔超过预定的时间间隔(例如8小时)时;(3)当下文描述的光密度斑纹校正过程表明需要不能接受的曝光最大偏移来实现额定斑纹光密度时;(4)用户通过操纵控制板66请求校正。
为了方便楔形校正过程，把对应于一系列期望胶片光密度值的一系列激光驱动值(即测试楔形激光驱动值)存储在系统的EPROM内。在楔形校正期间，图像管理子系统14用测试楔形激光驱动值驱动激光扫描系统36，把一族光密度斑纹(即测试楔形)成像在一胶片上。处理子系统16对包括测试楔形的已成像胶片进行显影，并由光密度计52测量测试楔形的实际光密度。处理器62把测得的测试楔形光密度与存储在已成像胶片的胶片型号内的代表期望胶片光密度值的信息比较。如果测得的胶片光密度值与期望的胶片光密度值之间有误差，则将胶片型号Log(e)值线性转换，使之与所测Log(e)值一致。
图9是存储在EPROM68的胶片型号的曲线图。作为例子，图中示出的是8个楔形的测量光密度(T值)82。测试楔形激光驱动值之间的连线表示在楔形校正期间图像管理系统14建立的分段线性修正的胶片型号84。在楔形校正之后到另一次这样的校正之前，图像管理子系统14将连续地用已修正的胶片型号代替“理想”型号。根据胶片型号所需的精确程度，可以使用数量较多的测试楔形激光驱动值，和/或者使用较复杂的非线性曲线拟合算法，在取样T值之间的修正胶片型号84上插入一些修正点。在产生查阅表之前修正胶片型号提高了全系统转换函数的精度。
光密度斑纹校正过程图像管理子系统14进行光密度斑纹校正过程，以补偿成像系统10的总转换函数相对长期漂移。这类漂移偏差发生的周期从几小时到几天，主要是由处理器子系统16特性的改变(例如显影剂的消耗)引起的。图像管理子系统14在每张胶片成像期间进行光密度斑纹校正过程，并通过调节激光扫描系统36的衰减器46补偿偏差。
系统的EPROM存有代表预定斑纹光密度相关激光驱动值的光密度斑纹信息。在一个实施例中，预定斑纹光密度为1.0，基本对应于图像的中间亮度。光密度斑纹校正过程包括在每次成像操作期间从系统的EPROM中取得激光驱动值，并用该信息把单一光密度斑纹印到胶片的上边沿。然后，处理子系统16对胶片显影，并由光密度计52测量斑纹光密度。处理器62把测得的光密度与激光驱动值的期望图像光密度(根据适当的胶片型号确定)比较，并在随后的光密度斑纹校正过程根据此比较结果控制衰减器，使光密度差最小。在一个实施例中，衰减器不进行调节，除非测得的斑纹光密度和期望的光密度之差的绝对值大于第一预定值。为第一预定值和第二预定值之差的所有绝对值光密度差设定一组第一衰减器校正量。同样，为大于第二预定值的所有绝对值光密度差设定第二组较大的衰减器校正量。而且，如果光密度差大于第三预定值，图像管理系统14则起动测试楔形校正过程。衰减器校正操作可以容易且有效地进行，而不需要以量化方式计算查阅表。光密度斑纹校正进一步提高了全系统转换函数的完整性。
结论成像系统10能自动适应媒体的改变、用户喜好的改变以及媒体显影参数的改变。因此维持了系统转换函数完整性，而且不给用户带来不便。计算查阅表的方法能使这种操作快速进行，从而方便若干用户使用成像系统。还能适应各种各样的用户喜好。
尽管已经参照最佳实施例描述了本发明，本技术领域的熟练人员会认识到，在形式上和细节上可以作出种种变化而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种数字激光成像系统，能根据表示图像的数字图像值、用户命令和说明胶片的胶片信息使胶片装纳机构内的胶片成像，其特征在于，该成像系统包括图像数据输入装置，接收所述数字图像值；用户命令装置，接收所述用户命令；胶片信息输入装置，接收所述胶片信息；激光扫描装置，所述激光扫描装置能响应数字激光驱动值，用激光束进行扫描，以在所述胶片上成像；转换函数存储器，存储多个转换函数的数据特性，每个转换函数表示期望的成像胶片光密度和关联图像值之间关系；胶片型号存储器，存储多个胶片型号的数据特性，每个胶片型号表示期望的成像胶片光密度和关联激光驱动值之间的关系；RAM，存储数字数据；数字处理器，与图像数据输入装置、用户命令装置、胶片信息输入装置、激光扫描装置、转换函数存储器、胶片型号存储器和RAM相连，所述数字处理器包括下列手段根据所述用户命令访问转换函数存储器，以选择对应于用户期望的转换函数的数据；根据胶片信息访问胶片型号存储器，以选择对应于待成像胶片的胶片型号的数据；根据选出的转换函数和胶片型号产生包括说明激光驱动值和图像值之间关系的数据的查阅表，并把这些查阅表存储在RAM中；根据图像值从已产生的查阅表中的激光驱动值中取数，把取到的驱动值提供给激光扫描器以在胶片上成像。
2.如权利要求1的数字成像系统，其特征在于转换函数存储器存储转换函数，作为说明一系列期望的图像透光度和关联的图像值之间关系的数据;胶片型号存储器存储胶片型号，作为说明一系列期望的图像透光度和关联的胶片曝光量之间关系的数据;数字处理器进一步包括下列手段根据透光度访问胶片型号存储器，以确定关联的胶片曝光量;根据已确定的胶片曝光量计算激光驱动值;产生说明激光驱动值与相应的透光度之间关系的数据索引表，并把这些表存储在RAM中;通过根据已选转换函数来的期望透光度访问索引表，产生查阅表，以建立说明激光驱动值和图像输入值之间关系的查阅表数据。
3.如权利要求1的数字成像系统，其特征在于，进一步包括胶片处理器，对已成像胶片进行显影;光密度计，提供表示已显影胶片一些部分的光密度的信息;测试楔形存储器，存储说明测试楔形特性的测试楔形数据，这些数据代表一系列与胶片型号所说明期望胶片光密度值关联的激光驱动值;其中数字处理器与胶片处理器、光密度计和测试楔形存储器相连，数字处理器进一步包括测试楔形校正装置，所述测试楔形校正装置具有测试楔形印片起动装置，用以根据激光驱动值访问测试楔形存储器，并使楔形成像在胶片上;测试楔形处理装置，用以在已成像胶片上的测试楔形显影，并使光密度计提供表示已显影测试楔形实际光密度的信息;楔形比较装置，用以把测试楔形实际光密度与关联期望胶片光密度值比较;胶片型号修正装置，用以根据比较函数，修正胶片型号数据，以使胶片型号对应于胶片的实际特性。
4.如权利要求3的数字成像系统，其特征在于，激光扫描装置进一步包括按衰减器控制信号相应调节扫描激光束强度的衰减器;本系统进一步包括光密度斑纹存储器，存储说明光密度斑纹特性的数据，这些数据代表预定已成像和已显影的胶片光密度关联的期望数字激光驱动值;数字处理器与衰减器和光密度斑纹存储器相连，数字处理器进一步包括光密度斑纹校正装置，该装置具有光密度斑纹校正起动装置，用以根据激光驱动数据访问光密度斑纹存储器，并起动每张胶片的光密度斑纹成像;光密度斑纹处理装置，用以使胶片处理器对已成像胶片上的光密度斑纹显影，并使光密度计提供表示已显影斑纹的实际光密度的信息;斑纹比较装置，用以把斑纹的实际光密度与相关的期望胶片光密度值比较;衰减器控制装置，用以根据斑纹比较结果产生衰减器控制信号。
5.如权利要求1的数字成像系统，其特征在于胶片装纳机构包含装纳含有机器可读形式的信息的胶片盒体的机构;胶片信息输入装置包含读出机构，用以读取盒体上的胶片信息。
6.一种数字成像系统，根据表示图像的数字图像值在胶片上成像，其特征在于，该系统包括图像数据输入装置，接收所述数字图像值;胶片装纳装置，装纳含有机器可读形式的信息的胶片盒体;胶片信息读取装置，从装入胶片装纳装置的盒体上读取胶片信息;激光扫描装置，能响应数字激光驱动值，用激光束进行扫描，以在所述胶片上成像;胶片处理器，对已成像胶片显影;光密度计，提供表示已显影胶片一些部分的光密度的信息;查阅表存储器，存储查阅表数据，这些数据表示激光驱动值和数字图像值之间关系;光密度校正存储器，存储表示与期望胶片光密度值关联的一个或多个激光驱动值的数据;数字处理器，与图像数字输入装置、胶片信息读取装置、激光扫描装置、胶片处理器、光密度计、查阅表和光密度校正存储器相连，该处理器包括下列手段访问光密度校正存储器，在所述胶片上印制一个或多个光密度校正斑纹;使处理器对胶片上的校正斑纹显影;使光密度计提供表示校正斑纹实际光密度的信息;把校正斑纹实际光密度与相关期望胶片光密度值比较;根据从盒体上读取的胶片信息和实际校正斑纹光密度与期望校正斑纹密度的比较结果产生查阅表数据;根据图像值访问在已产生的查阅表内的激光驱动值，并向激光扫描装置提供访问到的驱动值，以在胶片上成像。
7.如权利要求6的数字激光成像系统，其特征在于胶片装纳装置构成装纳含有机器可读形式的胶片类型信息的胶片盒体;用于产生查阅表数据的数字处理装置根据从盒体上读取的胶片类型信息和校正斑纹实际的和期望的光密度之间的比较结果产生查阅表数据。
8.如权利要求6的数字激光成像系统，其特征在于光密度校正存储器存储多个测试楔形的测试楔形数据特征，测试楔形数据代表一系列与期望胶片光密度值关联的激光驱动值;访问光密度校正存储器的数字处理装置起动在胶片上印制测试楔形;比较光密度的数字处理装置把测试楔形的实际光密度与关联的期望胶片光密度值比较;产生查阅表的数字处理装置根据从盒体上读取的胶片信息和测试楔形实际与期望光密度之间的比较结果产生查阅表数据。
9.如权利要求6的数字激光成像系统，其特征在于激光扫描装置进一步包括按衰减器控制信号相应调节扫描激光束强度的衰减器;本系统进一步包括光密度斑纹存储器，存储说明光密度斑纹的数据，这些数据代表与预定已成像和已显影的胶片密度关联的期望数字激光驱动值;数字处理器与衰减器和光密度斑纹存储器相连，数字处理器进一步包括密度斑纹校正装置，该装置具有光密度斑纹校正起动装置，用以根据激光驱动数据访问光密度斑纹存储器，并起动每张胶片的光密度斑纹成像;光密度斑纹处理装置，用以使胶片处理器对已成像胶片上的光密度斑纹显影，并使光密度计提供表示已显影斑纹的实际光密度的信息;斑纹比较装置，用以把斑纹的实际光密度与相关的期望胶片光密度值比较;衰减器控制装置，用以根据斑纹比较结果产生衰减器控制信号。
10.如权利要求6的激光成像系统，其特征在于光密度校正存储器，存储多个测试楔形的测试楔形数据特征，测试楔形数据代表一系列与期望胶片光密度值关联的激光驱动值;访问光密度校正存储器的数字处理装置起动在胶片上印制测试楔形;比较光密度的数字处理装置把测试楔形的实际光密度与关联的期望胶片光密度值比较;产生查阅表的数字处理装置根据从盒体上读取的胶片信息和测试楔形实际与期望光密度之间的比较强果产生查阅表数据;数字处理器访问光密度校正存储器，起动在胶片上印制测试楔形，把测试楔形的光密度与期望的胶片光密度值比较，并根据光密度斑纹的实际和期望光密度之间的比较结果产生查阅表数据。
11.一种数字激光成像系统，能根据代表图像的数字图像值函数、用户命令和说明所述胶片的胶片信息在胶片上成像，其特征在于，该系统包括图像数据数入装置，接收所述数字图像值;用户命令装置，接收所述用户命令;胶片装纳装置，装纳含有机器可读形式的胶片信息的所述胶片盒体;胶片信息读取装置，从装入胶片装纳装置的盒体上读取胶片信息;激光扫描装置，能响应数字激光驱动值，用激光束进行扫描，以在所述胶片上成像;胶片处理器，对已成像胶片进行显影;光密度计，提供表示已显影胶片一些部分的光密度的信息;转换函数存储器，存储多个转换函数的数据特性曲线，每个转换函数表示期望的成像胶片光密度和关联的图像值之间的关系;胶片型号存储器，存储多种胶片型号的数据特性曲线，每种胶片型号表示特定类型的胶片的期望成像胶片光密度和期望激光驱动值之间的关系;测试楔形存储器，存储说明测试楔形特性的测试楔形数据，这些数据代表一系列胶片型号所说明期望胶片密度值关联的激光驱动值;RAM，存储数字数据;数字处理器，它包括下列手段;根据所述用户命令访问转换函数，以选择用户希望的转换函数;根据从盒体读取的胶片信息访问所述胶片型号存储器，以选择待成像胶片的胶片型号;访问所述测试楔形存储器，并起动胶片的测试楔形成像;使所述胶片处理器对已成像胶片上的测试楔形显影;使所述光密度计提供表示已显影测试楔形的实际光密度的信息;把测试楔形的实际光密度与关联的期望胶片光密度值比较;根据比较结果修正所述胶片型号存储器内的数据，以使胶片型号对应于胶片的实际特性;根据选出的转换函数和胶片型号产生说明激光驱动值和图像值之间关系的数据查阅表，并把这些表存储在RAM中;根据图像值从已产生的查阅表内选取激光驱动值，并把选出的驱动值提供给激光扫描装置，以在胶片上成像。
全文摘要
本发明的成像系统用于根据待印图像的图像值在有条形码的盒体的胶片上成像。该系统包括存储用户转换函数和胶片型号的存储器，前者说明图像值和期望成像胶片透光度的关系，后者说明透光度和激光驱动值的关系。还有说明图像值和激光驱动值关系的查阅表能修正转换函数以适应用户喜好。周期性地校正测试楔形，使胶片型号与所测感光特性相关联。每次成像均作光密度斑纹校正，补偿显影子系统引起的偏差。
文档编号H04N1/407GK1088003SQ93114839
公开日1994年6月15日 申请日期1993年11月24日 优先权日1992年11月25日
发明者保罗C·舒伯特, 理查德R·伦伯格, 特伦斯H·乔伊斯, 托德G·兰德梅 申请人:美国3M公司