Der Reproplatz — Aufbau und Auslöselogik

TippReproplatz in einem Satz

Qualitativ hochwertige Reproduktionen setzen stabile physische Anfangsbedingungen voraus, die die App durch Messung absichert — nicht durch Ratschläge an den Nutzer.

Der Reproplatz bildet die physische Grundlage jeder Aufnahme. Famulus Repro übernimmt die mechanische Qualitätssicherung automatisch: Es misst Schärfe und Rahmenruhe, bevor es auslöst. Der Nutzer legt das Dokument auf, positioniert das Gerät, und die App hält ihn zurück, bis die Bedingungen erfüllt sind.

1 Physischer Aufbau

Ein guter Reproplatz besteht aus drei Elementen:

  • Kopierständer oder Stativ: Fixiert das Gerät in unveränderlicher Höhe und Ausrichtung über dem Dokument.
  • Gleichmäßige Beleuchtung: Blendfreies Licht von zwei Seiten vermindert Ausleuchtungsgradienten, die die Flat-Field-Korrektur im Nachgang auffangen muss.
  • Schwarzer Untergrund: Eine matte schwarze Unterlage unter dem Dokument ist entscheidend. Die Tonwertmessung der App bezieht ihre Werte aus dem zentralen Satzspiegel, nicht aus dem gesamten Kamerabild. Helle oder strukturierte Untergründe bleiben daher ohne Einfluss auf die Tonwertkette — der schwarze Untergrund erleichtert aber die Dokumenterkennung (Trapez-Erkennung) erheblich, da er einen maximalen Kontrast zum Papier bildet.

Im Kopierständer-Modus friert die App den erkannten Dokumentrahmen nach der ersten Aufnahme ein. Für serielle Erfassungen ganzer Bücher muss der Rahmen dann nicht bei jeder Doppelseite neu detektiert werden — der Schnitt bleibt konstant, solange das Buch und die Kameraposition unverändert bleiben.

2 Sucher und Auslöselogik

Der Live-Sucher des iPhones zeigt zwei Kontrollhilfen:

  1. Wasserwaage (Neigungsanzeige): Zeigt die Neigung des Geräts in Echtzeit. Eine Aufnahme aus der Schräge erzeugt Trapezverzerrungen, die die Geometrie-Stufe korrigieren muss; eine möglichst senkrechte Aufnahme minimiert den Fehler, den die Korrektur zu kompensieren hat.
  2. Dokumentenrahmen (Quad-Overlay): Zeigt den erkannten Trapezrahmen des Dokuments als Überlagerung. Der Nutzer sieht, was die App als Dokumentgrenzen erkennt.

Auslösesperre: Die App löst erst aus, wenn der erkannte Rahmen über mehrere Frames stabil liegt. Ein kurzes Zittern der Hand blockiert die Aufnahme so lange, bis Ruhigkeit festgestellt wird. Das verhindert unscharfe Aufnahmen durch Bewegungsunschärfe zum Zeitpunkt des Auslösens.

3 Schärfe-Akzeptanzprüfung

Jede aufgezeichnete Aufnahme durchläuft eine numerische Schärfeprüfung, bevor sie gespeichert oder übertragen wird.

3.1 Methode: Laplace-Varianz

Das Verfahren misst die Varianz des diskreten Laplace-Operators auf einem 512-Pixel-Graustufenproxy. Der Laplace-Operator ist ein zweiter Ableitungsoperator: An Schärfekanten entstehen große Antworten, bei unscharfen (tiefpassgefilterten) Bildern liegen die Antworten nahe null.

Der Proxy wird aus dem zentralen 60-%-Quadrat der kürzeren Bildkante gebildet — dieselbe Region, die die Tonwertmessung verwendet. Damit bleibt der schwarze Untergrund, eventuelle Hände am Buchrand und der Kopierständer außerhalb des Messbereichs.

3.2 Normierung durch Papier-Tinte-Kontrast

Der rohe Varianzwert hängt nicht nur von der Schärfe ab, sondern auch vom Kontrast des Inhalts: Ein blasses Bleistiftmanuskript mit scharfer Optik würde ohne Normierung schlechter abschneiden als ein hochkontrastiger Druck mit leichter Unschärfe. Die Normierung dividiert den Laplace-Varianzwert durch das Quadrat des Kontrasts (Papier-Perzentil minus Tinte-Perzentil), sodass ein klares, gut fokussiertes Bild unabhängig von seiner Tonwertlage korrekt bewertet wird.

flowchart LR
    FullMaster["HEIC Master\n(volle Aufloesung)"] --> CentralCrop["Zentrales 60-Prozent-Quadrat"]
    CentralCrop --> GrayProxy["Graustufen-Proxy\n512 px"]
    GrayProxy --> Laplacian["Laplace-Varianz\nVoL"]
    GrayProxy --> Contrast["Papier-Tinte-Kontrast\n(Histogramm-Perzentile)"]
    Laplacian --> Norm["Normierter Score\nVoL / Kontrast-Quadrat"]
    Contrast --> Norm
    Norm --> Gate["Akzeptanzpruefung\nScore groessergleich 0.08"]

3.3 Schwellenwert

Gemessen auf dem iPhone 16 Pro Max:

Situation Score-Bereich
Ultraweitwinkel (13 mm), unscharf 0,01–0,05
Hauptobjektiv (24 mm), Autofokus eingeschwungen 0,10–0,80
Harte Sperrgrenze (hardGateThreshold) 0,08

Eine Aufnahme mit Score < 0,08 wird nicht gespeichert. Der Schwellenwert liegt zwischen den beiden empirisch gemessenen Regimen und lässt sich mit dem Diagnosewerkzeug famulus-pipeline --score <master.heic> für beliebige gespeicherte Master nachträglich messen.

HinweisDiagnosetipp

Um den Schärfescore eines gespeicherten Masters zu messen, ohne die volle Pipeline auszuführen:

famulus-pipeline master_001.heic --score
# Ausgabe: score  0.3412  (PASS, gate=0.080)  master_001.heic

4 Kamera-Einstellungen

Famulus Repro nutzt die volle Sensorauflösung des iPhones (48 MP Hauptobjektiv). Es stehen zwei Formate zur Wahl:

  • HEIC (Standard): Verlustbehaftete Kompression bei hoher Qualität, kompakte Dateigröße.
  • ProRAW: Unkomprimierte Rohdaten für maximale Nachbearbeitungsreserven; deutlich größere Dateien (~50 MB pro Aufnahme).

Die Fernauslösung (Leertaste am Mac) und der Zoom werden über den Backstage-Controller gesteuert.