DE102016117584A1

DE102016117584A1 - Videobildgebungssystem

Info

Publication number: DE102016117584A1
Application number: DE102016117584.6A
Authority: DE
Inventors: Kazutaka Motohashi; Motohiro Kawasaki
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 2016-02-16
Filing date: 2016-09-19
Publication date: 2017-08-17
Also published as: JP2017147577A; US20170237937A1; US10212388B2; JP6319340B2

Abstract

Offenbart ist ein Videobildgebungssystem, in dem selbst wenn ein Kameramodul, das eine Bildgebungseinheit enthält, und ein Bildgebungssystem-Hauptteil, das ein Video ausgibt, in mit Rauschen erfüllten Umgebungen verbunden sind, die beiden durch Rauschen weniger beeinflusst sind und der Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit nicht durch abnormale Bildgebungssteuerungswerte gesteuert wird. In dem Videobildgebungssystem umfasst ein Kameramodul die Bildgebungseinheit und eine Bildgebungssteuerungseinheit, die den Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit gemäß Bildgebungssteuerungswerten steuert, und das Bildgebungssystem-Hauptteil, das mit dem Kameramodul über ein zur bidirektionalen Kommunikation fähiges Verbindungskabel verbunden ist, umfasst eine Bildsignalverarbeitungseinheit, die Rahmenbilder eines Videos der Reihe nach aus den bildgebenden Signalen ausgibt und die Bildgebungssteuerungswerte zum Steuern des Bildgebungsbetriebs der Bildgebungseinheit aus den bildgebenden Signalen erzeugt. Die Bildgebungseinheit kann bestimmen, ob die aus der Bildsignalverarbeitungseinheit über das Verbindungskabel eingegebenen Bildgebungssteuerungswerte abnormale Bildgebungssteuerungswerte unter dem Einfluss von Rauschen sind.

Description

HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Videobildgebungssystem, in dem ein Kameramodul, das ein Video abbildet, und ein Bildgebungssystem-Hauptteil, das das abgebildete Video ausgibt, über ein Verbindungskabel miteinander verbunden sind, genauer gesagt, auf ein Videobildgebungssystem, das ein Video unter keinem (d. h. ohne) Einfluss von Rauschen ausgibt, selbst wenn das Verbindungskabel in mit Rauschen erfüllten Umgebungen verlegt ist.
2. Zugehöriger Stand der Technik
Der Basisaufbau eines typischen, repräsentativen Videobildgebungssystems 100 umfasst: eine Bildgebungseinheit 101, die ein Video abbildet und die bildgebende Signale, die für Rahmenbilder des Videos indikativ sind, erzeugt; einen ISP (image signal processor, Bildsignalprozessor) 102, der die bildgebenden Signale einer Bildsignalverarbeitung unterwirft, um die Rahmenbilder des Videos der Reihe nach zu erzeugen, der im Verlauf der Erzeugung aus den bildgebenden Signalen Bildgebungssteuerungswerte zum Steuern des Bildgebungsbetriebs der Bildgebungseinheit 101 erzeugt und der eine Rückkopplungssteuerung auf dem Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit 101 gemäß den Bildgebungssteuerungswerten ausführt; und eine Videoausgabeeinheit 103, die die Rahmenbilder des mittels des ISP 102 erzeugten Video in einem Videoformat, das auf einem Bildschirmgerät 105 reproduzierbar ist, ausgibt, so wie das in 3 dargestellt ist. Diese Komponenten sind in einem einzigen Bildgebungssystem-Hauptteil 104 angeordnet (siehe JP-A-2015-161893 ).
Die von dem ISP 102 aus den bildgebenden Signalen erzeugten Bildgebungssteuerungswerte sind automatische Weißabgleich-Steuerungswerte, automatische Belichtungs-Steuerungswerte oder automatische Bildschärfe-Steuerungswerte, oder dergleichen. Der Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit 101 wird durch die Bildgebungssteuerungswerte gesteuert, um die erzeugten Rahmenbilder einem automatischen Weißabgleich (AWB, auto white balance), wodurch unter vielfältigen verschiedenen Lichtquellen optimale Farben reproduziert werden sollen, einer automatischen Belichtung (AE, auto exposure), wodurch gemäß der Helligkeit eine klare Bildqualität erzielt werden soll, und einer automatischen Bildschärfe (AF, auto focus), wodurch unter verschiedenen Bedingungen eine richtige Bildschärfe (oder Fokus) erlangt werden soll, zu unterwerfen. Diese Bildgebungssteuerungswerte werden durch einen Vergleich unter allen Pixeldaten in den durch die bildgebenden Signale angegebenen Rahmenbildern erlangt. Wenn folglich die Leistungsfähigkeit des Bildgebungselements der Bildgebungseinheit 101 größer wird und die Anzahl der Pixel von einem Rahmenbild zunimmt, dann wächst die Menge der zu vergleichenden Daten und führt zu einem Anstieg bei den Kosten der Datamining-Prozesse, wie etwa Filtern, Skalieren und Abschneiden, zum Erlangen der Bildgebungssteuerungswerte, und die Belastung durch die Verarbeitung von der Eingabe der bildgebenden Signale bis zur Ausgabe der Rahmenbilder durch den ISP 102 nimmt zu. Des Weiteren ist in dem Verlauf des Erzeugens der Rahmenbilder aus den bildgebenden Signalen der ISP 102 gefordert, vielfältige Signalverarbeitungsoperationen, wie etwa Rauschunterdrückung (noise reduction), Schattierungskorrektur (shading correction), Umrissbetonung (contour enhancement) und verschiedene Effektfunktionen, auszuführen. Deswegen ist es erforderlich, dass der ISP 102 einen Mikrocomputer enthält, der eine große Menge von Leistung verbraucht und der einen komplexeren Aufbau für eine hohe Leistungsfähigkeit aufweist.
Indessen ist es in Überwachungskameras, die in medizinischen Endoskopen oder in Fahrzeugen montiert sind, in Kameras für Event-Datenaufzeichner (event dato recoder) und anderen erforderlich, dass die Bildgebungseinheit an einer Position angeordnet ist, die von einem Bildschirmgerät, das ein Video wiedergibt, beabstandet ist, um das Video in einem geforderten bildgebenden Sichtfeld abzubilden. In einem in JP-A-2015-136093 beschriebenen Videobildgebungssystem 110 ist ein Kameramodul 113, das eine Bildgebungseinheit 112 enthält, von einem Bildgebungssystem-Hauptteil 111 abgetrennt, ist ein komplexer und großformatiger ISP 115 mit einem hohen Leistungsverbrauch auf der Seite des Bildgebungssystem-Hauptteils 111 angeordnet, und sind das Kameramodul 113 und das Bildgebungssystem-Hauptteil 111 über ein LVDS(low voltage differential signaling, differentielle Niedrigspannung-Signalgebung)-Kabel 114 miteinander verbunden, so wie das in 4 dargestellt ist.
Gemäß dem Videobildgebungssystem 110 ist der ISP 115 nicht in dem Kameramodul 113 angeordnet, und folglich kann das Kameramodul 113 vereinfacht werden und kleiner dimensioniert werden, um mit einem niedrigen Leistungsverbrauch zu arbeiten.
Die bildgebenden Signale, die aus dem Kameramodul 113 über das LVDS-Kabel 114 an den ISP 115 des Bildgebungssystem-Hauptteils 111 ausgegeben werden, sind unverarbeitete Bildgebungssignale, die noch nicht der vorgenannten Signalverarbeitung oder der Mosaikverarbeitung unterworfen worden sind, um Vollfarbenbilder (nachfolgend Rohdaten genannt) zu erzeugen. Dementsprechend ist die Datenmenge der bildgebenden Signale etwa ½ von derjenigen der Rahmenbilder, die aus dem ISP 115 beispielsweise in einem YUV-Format ausgegeben werden, und die Zeit, die zum Übertragen der bildgebenden Signale über das LVDS-Kabel 114 bei derselben Übertragungsgeschwindigkeit benötigt wird, ist etwa ½ von derjenigen in dem Fall, wo der ISP 115 in dem Kameramodul 113 eingebaut ist. Folglich, selbst wenn das LVDS-Kabel 114 in Umgebungen mit häufigem Auftreten von Rauschen, wie beispielsweise in einem Fahrzeug, verlegt ist, verringert sich das Vermögen der Überlagerung von Rauschen auf die übertragenen Bildgebungssignale auf etwa ½. Folglich sind die bildgebenden Signale durch den Einfluss von Rauschen in unvorteilhaften Verbindungsumgebungen weniger beeinflusst.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
In dem in JP-A-2015-161893 beschriebenen, typischen Videobildgebungssystem 100 ist der ISP 102 in dem Bildgebungssystem-Hauptteil 104 mit der Bildgebungseinheit 101 eingebaut. Das Bildgebungssystem-Hauptteil 104 ist folglich großformatig (oder groß dimensioniert) und verbraucht eine große Menge Leistung, und daher gibt es eine Beschränkung hinsichtlich der Einbauposition des Bildgebungssystem-Hauptteils 104. Wenn das Video über das Verbindungskabel an ein Bildschirmgerät ausgegeben wird, ist die Datenmenge des mittels des Verbindungskabels übertragenen Videos groß und viel Zeit ist erforderlich, um die Daten zu übertragen. Dementsprechend ist es wahrscheinlich, dass die Daten durch Rauschen, das während der Übertragung auftritt, beeinflusst werden.
Des Weiteren ist es in einem Videobildgebungssystem, wie etwa in einer in einem Fahrzeug montierten Kamera, bei der Videos mittels einer Vielzahl von Bildgebungseinheiten, die in verschiedenen bildgebenden Sichtfeldern abbilden (oder aufnehmen), erlangt werde und zusammengesetzt (composited) und auf einem Bildschirmgerät angezeigt werden, erforderlich, dass jedes von den Bildgebungssystem-Hauptteilen 104 mit den Bildgebungseinheiten 101 den aufwändigen ISP 102 enthält, wodurch das gesamte System teuer (oder kostenaufwendig) wird.
In dem in 4 dargestellten Videobildgebungssystem 110, in dem das Kameramodul 113 und der Bildgebungssystem-Hauptteil 111 über das LVDS-Kabel 114 miteinander verbunden sind und in dem der ISP 115 in dem Bildgebungssystem-Hauptteil 111 angeordnet ist, wird der Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit 112 in dem Kameramodul 113 gemäß den Bildgebungssteuerungswerten, die von dem ISP 115 erzeugt werden, gesteuert und der ISP 115 gibt die Bildgebungssteuerungswerte zum Steuern des Bildgebungsbetriebs der Bildgebungseinheit 112 über das zur bidirektionalen Kommunikation fähige LVDS-Kabel 114 aus.
Wenn jedoch die Bildgebungssteuerungssignale die Bildgebungseinheit 112 nicht erreichen oder die Bildgebungssteuerungssignale aus abnormalen Bildgebungssteuerungswerten unter dem Einfluss von Rauschen erzeugt werden, während der ISP 115 die Bildgebungssteuerungssignale über das LVDS-Kabel 114 ausgibt, kann die Bildgebungseinheit 112 den Bildgebungsbetrieb beenden oder die bildgebenden Signale in einem abnormalen Bildgebungsbetrieb ausgeben. Das Videobildgebungssystem 110 weist kein Mittel auf zum Korrigieren des Fehlers oder zum Schützen des Signals vor dem Fehler. Infolgedessen enden die aus der Bildgebungseinheit 112 ausgegebenen, bildgebenden Signale vorübergehend, oder es werden die aus den abnormalen Bildgebungssteuerungswerten resultierenden bildgebenden Signale in den ISP 115 eingegeben. Folglich beendet das Bildgebungssystem-Hauptteil 111 einige der Rahmenbilder, die nacheinander ausgegeben werden sollen, oder es gibt Rahmenbilder unter inkorrektem/r Weißabgleich, Belichtung oder Bildschärfe (oder Fokus) als Video aus.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der vorgenannten, bekannten Probleme entwickelt worden. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Videobildgebungssystem bereitzustellen, in dem, selbst wenn ein Kameramodul, das eine Bildgebungseinheit enthält, und ein Bildgebungssystem-Hauptteil, das ein Video ausgibt, in mit Rauschen erfüllten (noisy) Umgebungen verbunden sind, die beiden durch Rauschen weniger beeinflusst werden und der Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit nicht mit abnormalen Bildgebungssteuerungswerten gesteuert wird.
Zum Lösen der vorgenannten Aufgabe ist ein Videobildgebungssystem, das in einem ersten Aspekt beschrieben wird, ein Videobildgebungssystem mit folgendem: einer Bildgebungseinheit (oder Abbildungseinheit, imaging unit), die ein Video abbildet und bildgebende Signale, die für Rahmenbilder (frame images) des Videos indikativ sind, der Reihe nach als einen Strom (oder Datenstrom) ausgibt; einer Bildsignalverarbeitungseinheit, die aus den bildgebenden Signalen die Rahmenbilder der Reihe nach erzeugt und ausgibt, und aus den bildgebenden Signalen einen Bildgebungssteuerungswert (oder Abbildungssteuerungswert, imaging control value) zum Steuern des Bildgebungsbetriebs der Bildgebungseinheit erzeugt; und einer Videoausgabeeinheit, die das Video mit einer Serie von Rahmenbildern, die aus der Bildsignalverarbeitungseinheit der Reihe nach ausgegeben werden, an ein Bildschirmgerät ausgibt. Ein Kameramodul umfasst die Bildgebungseinheit und eine Bildgebungssteuerungseinheit (oder Abbildungssteueringseinheit, imaging control unit), die den Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit gemäß dem Bildgebungssteuerungswert steuert. Ein Bildgebungssystem-Hauptteil (imaging system main body), das über ein zur bidirektionalen Kommunikation fähiges Verbindungskabel mit dem Kameramodul verbunden ist, umfasst die Bildsignalverarbeitungseinheit und die Videoausgabeeinheit. Die Bildgebungseinheit des Kameramoduls gibt die bildgebenden Signale, die der Reihe nach an die Bildsignalverarbeitungseinheit des Bildgebungssystem-Hauptteils ausgegeben werden sollen, über das Verbindungskabel aus. Die Bildgebungssteuerungseinheit des Kameramoduls steuert den Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit gemäß dem aus der Bildsignalverarbeitungseinheit des Bildgebungssystem-Hauptteils über das Verbindungskabel ausgegebenen Bildgebungssteuerungswert.
Das Kameramodul gibt die unverarbeiteten, bildgebenden Signale aus der Bildgebungseinheit über das zur bidirektionalen Kommunikation fähige Verbindungskabel an die Bildsignalverarbeitungseinheit des Bildgebungssystem-Hauptteils aus, das Bildgebungssystem-Hauptteil gibt den aus den bildgebenden Signalen erzeugten Bildgebungssteuerungswert über das Verbindungskabel an die Bildgebungssteuerungseinheit des Kameramoduls aus, und die Bildgebungssteuerungseinheit führt eine Rückkopplungssteuerung auf dem Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit gemäß dem Bildgebungssteuerungswert aus.
In einem gemäß einem zweiten Aspekt beschriebenen Videobildgebungssystem umfasst das Kameramodul eine Speichereinrichtung, die primär den Bildgebungssteuerungswert speichert, mit dem der Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit mittels der Bildgebungssteuerungseinheit gesteuert wird, und wenn bestimmt wird, dass der von der Bildsignalverarbeitungseinheit über das Verbindungskabel ausgegebenen Bildgebungssteuerungswert ein abnormaler Wert ist, steuert die Bildgebungssteuerungseinheit den Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit gemäß dem aus der Speichereinrichtung gelesenen Bildgebungssteuerungswert, anstatt gemäß dem abnormalen Bildgebungssteuerungswert.
Wenn der Bildgebungssteuerungswert, der von dem Bildgebungssystem-Hauptteil an die Bildgebungssteuerungseinheit des Kameramoduls ausgegeben worden ist, unter dem Einfluss von Rauschen abnormal wird, liest die Bildgebungssteuerungseinheit aus der Speichereinrichtung den Bildgebungssteuerungswert, der unmittelbar davor aus der Bildverarbeitungseinheit, unter keinem (d. h. ohne) Einfluss von Rauschen ausgegeben worden ist, und steuert den Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit gemäß den Bildgebungssteuerungswert unter keinem (d. h. ohne) Einfluss von Rauschen, anstatt gemäß dem abnormalen Bildgebungssteuerungswert.
In einem gemäß einem dritten Aspekt beschriebenen Videobildgebungssystem ist der Bildgebungssteuerungswert zumindest einer von einem automatischen Weißabgleich-Steuerungswert, einem automatischen Belichtung-Steuerungswert und einem automatischen Bildschärfe-Steuerungswert.
Wenn der automatische Weißabgleich-Steuerungswert, der automatische Belichtung-Steuerungswert oder der automatische Bildschärfe-Steuerungswert, der von dem Bildgebungssystem-Hauptteil an die Bildgebungssteuerungseinheit des Kameramoduls über das Verbindungskabel ausgegeben worden ist, unter dem Einfluss von Rauschen abnormal wird, ignoriert die Bildgebungssteuerungseinheit den abnormalen Bildgebungssteuerungswert.
In einem gemäß einem vierten Aspekt beschriebenen Videobildgebungssystem wird, wenn eine Mehrzahl von Bildgebungssteuerungswerten innerhalb eines Steuerungszykluses, während dessen die Bildgebungseinheit gemäß dem Bildgebungssteuerungswert gesteuert wird, über das Verbindungskabel eingegeben wird, dann ignoriert die Bildgebungssteuerungseinheit einige der eingegebenen Bildgebungssteuerungswerte.
Selbst wenn die Kommunikationsgeschwindigkeit der über das Verbindungskabel an die Bildgebungssteuerungseinheit ausgegebenen Bildgebungssteuerungswerte eine Steuerungsgeschwindigkeit, bei der der Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit gesteuert wird, überschreitet, läuft die Bildgebungssteuerungseinheit nicht mit den Bildgebungssteuerungswerten über (does not overflow).
In einem gemäß einem fünften Aspekt beschriebenen Videobildgebungssystem sind das Kameramodul, das an einem Teil eines Fahrzeugs zum Abbilden des Umfelds des Fahrzeugs installiert ist, und das Bildgebungssystem-Hauptteil, das an der Begrenzungsfläche eines um den Fahrersitz des Fahrzeugs herum montierten Bildschirmgeräts installiert ist, über zur bidirektionalen Kommunikation fähiges ein LVDS-Kabel miteinander verbunden.
Die bildgebenden Signale, die aus dem Kameramodul an die Bildsignalverarbeitungseinheit des Bildgebungssystem-Hauptteils übertragen werden sollen, werden über das LVDS-Kabel in einer kürzeren Zeit ausgegeben als die Bildsignale der Rahmenbilder, die aus der Bildsignalverarbeitungseinheit ausgegeben werden, und sind folglich weniger durch Rauschen beeinflusst.
Wenn der Bildgebungssteuerungswert, der aus dem Bildgebungssystem-Hauptteil über das LVDS-Kabel an die Bildgebungssteuerungseinheit des Kameramoduls ausgegeben wird, unter dem Einfluss von Rauschen abnormal wird, ignoriert die Bildgebungssteuerungseinheit den abnormalen Bildgebungssteuerungswert.
In einem gemäß einem sechsten Aspekt beschriebenen Videobildgebungssystem sind Bildgebungseinheiten in einer Mehrzahl von Kameramodulen, die an entsprechenden Teilen des Fahrzeugs zum Abbilden des Umfelds des Fahrzeugs in verschiedenen bildgebenden Sichtfeldern installiert sind, mit der Bildsignalverarbeitungseinheit des Bildgebungssystem-Hauptteils über zur bidirektionalen Kommunikation fähige LVDS-Kabel verbunden.
Die Bildgebungsbetriebe (oder -betriebsmodi) der Bildgebungseinheiten in der Mehrzahl der Kameramodule werden gesteuert gemäß den Bildgebungssteuerungswerten, die von der einzigen Bildsignalverarbeitungseinheit für die entsprechenden Kameramodule erzeugt werden.
Die Rahmenbilder des durch Zusammensetzen (compositing) der Bildsignale erhaltenen Videos von dem Umfeld des Fahrzeugs, das in den verschiedenen bildgebenden Sichtfeldern abgebildet wird, können der Reihe nach erzeugt und aus dem Bildgebungssystem-Hauptteil ausgegeben werden.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, selbst wenn die Kommunikationsdaten, die den bildgebenden Signalen überlagert sind und aus dem Kameramodul über das Verbindungskabel an das Bildgebungssystem-Hauptteil übertragen werden, und der Bildgebungssteuerungswert, der aus dem Bildgebungssystem-Hauptteil über das Verbindungskabel an die Bildgebungssteuerungseinheit des Kameramoduls ausgegeben wird, unter dem Einfluss von Rauschen abnormal werden, kann die Bildgebungssteuerungseinheit den abnormalen Bildgebungssteuerungswert ignorieren.
Die bildgebenden Signale, die aus dem Kameramodul an die Bildsignalverarbeitungseinheit des Bildgebungssystem-Hauptteils übertragen werden, sind Rohdaten, die einer Signalverarbeitung zum Erzeugen der Rahmenbilder des Videos oder einer De-Mosaik-Verarbeitung (de-mosaic processing) zum Erzeugen von Vollfarbenbildern nicht unterworfen worden sind. Folglich ist die Menge der Daten kleiner als diejenige der Rahmenbilder des Videos, die aus der Bildsignalverarbeitungseinheit ausgegeben werden, und somit werden die Daten über das Verbindungskabel in einer kurzen Zeit ausgesendet und sind durch zufälliges Rauschen weniger beeinflusst.
Das Kameramodul weist ohne die Bildsignalverarbeitungseinheit einen einfacheren Aufbau auf und arbeitet mit einem niedrigen Leistungsverbrauch. Folglich besteht kein Bedarf für die Verwendung einer dicken Leistungsleitung für das Verbindungskabel oder gibt es keine Beschränkung hinsichtlich des Einbauorts (Installationsstelle) des Kameramoduls.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, selbst wenn der aus dem Bildgebungssystem-Hauptteil über das Verbindungskabel an die Bildgebungssteuerungseinheit des Kameramoduls ausgegebenen Bildgebungssteuerungswert unter dem Einfluss von Rauschen abnormal wird, ignoriert die Bildgebungssteuerungseinheit den abnormalen Bildgebungssteuerungswert und steuert den Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit gemäß dem Bildgebungssteuerungswert unter keinem (d. h. ohne) Einfluss von Rauschen, und folglich werden die Rahmenbilder des Videos nicht teilweise vermischt.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung, selbst wenn der automatische Weißabgleich-Steuerungswert, der automatische Belichtungssteuerungswert oder der Bildschärfe-Steuerungswert, die aus dem Bildgebungssystem-Hauptteil an die Bildgebungssteuerungseinheit des Kameramoduls ausgegeben werden, unter dem Einfluss von Rauschen abnormal werden, gibt die Bildgebungseinheit die bildgebenden Signale, die für die Rahmenbilder unter inkorrektem Weiß-Abgleich, inkorrekter Belichtung oder inkorrekter Bildschärfe (oder Fokus) indikativ sind, nicht aus.
Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung kann die Bildgebungssteuerungseinheit den Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit gemäß dem Bildgebungssteuerungswert, der mit der Steuerungsgeschwindigkeit der Bildgebungseinheit rechtzeitig eingegeben worden ist, in keiner (d. h. ohne) Synchronisation mit dem Eingabezyklus des Bildgebungssteuerungswerts steuern.
Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung ist es möglich, ein Video auszugeben, das durch Rauschen weniger beeinflusst ist, selbst wenn das Kameramodul und das Bildgebungssystem-Hauptteil mittels des LVDS-Kabels in dem Raum eines Fahrzeugs mit häufigem Auftreten von starkem Rauschen verbunden sind.
Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung ist die Bildsignalverarbeitungseinheit nicht in jedem von der Mehrzahl der Kameramodule enthalten, wodurch es möglich ist, das gesamte Videobildgebungssystem, das aus der Mehrzahl der Kameramodule zusammengesetzt ist, mit weniger teuren Kosten zu erlangen.
Es ist auch möglich, das Video auszugeben, das durch Zusammensetzen der Bewegungsbilder von dem Umfeld des Fahrzeugs in verschiedenen bildgebenden Sichtfeldern erlangt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaubild eines Videobildgebungssystems 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Blockschaubild eines Videobildgebungssystems 30 gemäß einer anderen Ausführungsform, in der eine Mehrzahl von Kameramodulen 32 und 32 mit einem Bildgebungssystem-Hauptteil 31 verbunden sind;
3 ist ein Blockdiagramm eines typischen Videobildgebungssystems 100; und
4 ist ein Blockschaubild eines anderen typischen Videobildgebungssystems 110.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ein Videobildgebungssystem 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Verweis auf 1 erläutert. Wie in 1 dargestellt, umfasst das Videobildgebungssystem 1 folgendes: ein Kameramodul 10, in dem eine Bildgebungseinheit 2, eine Bildgebungssteuerungseinheit 3, eine Speichereinheit 13 und eine seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 5 mittels eines internen Buses miteinander verbunden sind; ein Bildgebungssystem-Hauptteil 20, in dem eine seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 21, ein ISP (image signal processor, Bildsignalprozessor) 22 als eine Bildsignalverarbeitungseinheit und eine Videoausgabeeinheit 23 mittels eines internen Buses miteinander verbunden sind; und ein LVDS(low voltage differential signaling, differentielle Niedrigspannung-Signalgebung)-Kabel 4 als ein Verbindungskabel zum Verbinden des Kameramoduls 10 und des Bildgebungssystem-Hauptteils 20.
Die Bildgebungseinheit 2 des Kameramoduls 10 bildet ein Video in einem bildgebenden Sichtfeld ab und gibt bildgebende Signale, die für Rahmenbilder des Videos indikativ sind, sequentiell als einen Strom (Datenstrom) an die seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 5 als einen Serialisierer aus. Die Bildgebungseinheit 2 ist aufgebaut aus einem Objektiv 6, das eine Fokussierungseinheit 6a und eine Blendeneinheit 6b aufweist, einem elektronischen Verschluss 7, einem Abbildungselement 8, einem Signalverarbeitungsschaltkreis 9, einem Analog/Digitalwandler-Schaltkreis 11 und einem RGB-Verstärkungskorrektur-Schaltkreis 12.
Die Fokussierungseinheit 6a des Objektivs 6 weist eine Fokussierungslinse auf und stellt einen optischen Pfad, der durch das Objektiv 6 hindurch verläuft, so ein, dass das abgebildete Video ein Abbild auf dem Bildgebungselement (oder Abbildungselement) 8 ausbildet, gemäß einem AF-Steuerungssignal, das aus der Bildgebungssteuerungseinheit 3 ausgegeben wird, so wie das später beschrieben wird. Die Blendeneinheit 5b stellt die Menge des Lichts, das durch das Objektiv 6 in das Abbildungselement 8 eintritt, im Zusammenhang (oder Zusammenspiel) mit dem elektronischen Verschluss 7 ein gemäß einem AE-Steuerungssignal, das aus der Bildgebungssteuerungseinheit ausgegeben wird, so wie das später beschrieben wird.
Das Abbildungselement 8 ist aus einem CMOS-Sensor als einem Zusammenbau von einer großen Anzahl von Pixeln aufgebaut und gibt eine Signallast, die für jeden der Pixel mittels einer Fotodiode akkumuliert worden ist, als ein Pixelsignal, das durch ein Spannungssignal ausgebildet ist, aus. Der Betrieb des Abbildungselements 8 wird durch ein Zeitgebungssteuerungssignal, das aus der Bildgebungssteuerungseinheit 3 ausgegeben wird, gesteuert. Das Abbildungselement 8 nimmt die Rahmenbilder in dem gesamten bildgebenden Sichtfeld bei einem Bildgebungszyklus mit einem Rahmenbild von 1/30 Sekunden, d. h. etwa 33 ms (Millisekunden), auf, und gibt alle Pixelsignale, die für ein Rahmenbild indikativ sind, als analoge bildgebende Signale an den Signalverarbeitungsschaltkreis 9 in der nachfolgenden Stufe aus. Das Abbildungselement kann ein CCD(charge coupled device, ladungsgekoppelte Einrichtung)-Sensor sein.
Der Signalverarbeitungsschaltkreis 9 unterwirft die bildgebenden Signale zu Signalverarbeitungsoperationen, wie etwa korreliertes Doppelabtasten (CDS, correlated double sampling) und Aufteilen in Farbsignale von R, G und B, und der Analog/Digital-Wandler-Schaltkreis 11 wandelt die Signale in digitale Signale um und gibt dieselben in den RGB-Verstärkungskorrektur-Schaltkreis 12 ein. Der RGB-Verstärkungskorrektur-Schaltkreis 12 stellt die Niveaus der Farbsignale, die in den bildgebenden Signalen enthalten sind, so ein, dass ein optimaler Farbabgleich (color balance) unter jeder Lichtquelle reproduziert wird, gemäß einem AWB-Steuerungssignal, das aus der Bildgebungssteuerungseinheit 3 ausgegeben wird, so wie das später beschrieben wird (Weißabgleich-Verarbeitung).
Der RGB-Verstärkungskorrektur-Schaltkreis 12 der Bildgebungseinheit 2 gibt die bildgebenden Signale, die für die mit dem Zyklus von etwa 33 ms aufgenommenen Rahmenbilder des Videos sequentiell an die seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 5 aus. Die seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 5 ist eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle, die das Kameramodul 10 mit dem Bildgebungssystem-Hauptteil 20 über das LVDS-Kabel 4, das zur bidirektionalen Kommunikation fähig ist, verbindet. Die bildgebenden Signale aus der Bildgebungseinheit 2 werden als differentielle LVDS-Signale mit kleiner Amplitude (small-amplitude differential LVDS signals) (Konstantspannungs-Differentialsignale) aus der seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 5 als einem Serialisierer an das Bildgebungssystem-Hauptteil 20 ausgegeben. Die aus der Bildgebungseinheit 2 über das LVDS-Kabel 4 ausgegebenen bildgebenden Signale sind unverarbeitete Abbildungsdaten (Rohdaten) vor der Erzeugung der Rahmenbilder des Vollfarbenvideos durch den ISP 22. Folglich ist die Menge der Kommunikationsdaten pro Zeiteinheit kleiner als im Vergleich zu dem Fall des Ausgebens der Rahmenbilder des Videos über das LVDS-Kabel 4, so dass die bildgebenden Signale können in einer kürzeren Zeit an das Bildgebungssystem-Hauptteil 20 ausgegeben werden können. Folglich sind, selbst wenn das LVDS-Kabel 4 in einer mit Rauschen erfüllten Umgebung verlegt ist, die bildgebenden Signale unwahrscheinlich durch Rauschen beeinflusst.
Das LVDS-Kabel 4, das das Kameramodul 10 und das Bildgebungssystem-Hauptteil 20 verbindet, ist eine bidirektionale, serielle Übertragungsleitung. Über das LVDS-Kabel 4 werden übertragen: die bildgebenden Signale, Bildgebungsbetrieb-Steuerungsinformation für die Bildgebungseinheit 2 und verschiedene Arten von Kommunikationsdaten, die den Betriebsstatus der Komponenten in dem Kameramodul 10 angeben, und Bildgebungssteuerungswerte des Bildgebungssteuerungssignals zum Steuern des Bildgebungsbetriebs der Bildgebungseinheit 2, die den bildgebenden Signalen überlagert sind, von dem Kameramodul 10 an das Bildgebungssystem-Hauptteil 20 in Antwort auf die Anforderung aus dem ISP 22. Über das LVDS-Kabel 4 werden auch Kommunikationsdaten, die für Befehle aus dem ISP 22 indikativ sind, und Bildgebungssteuerungen, die von dem ISP 22 erzeugt werden, so wie das später beschrieben wird, von dem Bildgebungssystem-Hauptteil 20 zu dem Kameramodul 10 übertragen.
Die Bildgebungssteuerungseinheit 3 steuert die Zeitgebungen für die Betriebe der Komponenten in dem Kameramodul 10, wie etwa die Bildgebungseinheit 2 und die seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 5. Die Bildgebungssteuerungseinheit 3 erzeugt auch verschiedene Bildgebungssteuerungssignale, einschließlich des AF-Steuerungssignals, des AE-Steuerungssignals und des AWG-Steuerungssignals, auf der Grundlage von verschiedenen Bildgebungssteuerungswerten, die aus dem ISP 22 des Bildgebungssystem-Hauptteils 20 über das LVDS-Kabel 4 eingegeben werden, wie etwa ein Bildschärfe-Steuerungswert (nachfolgend AF-Steuerungswert genannt), ein Belichtungssteuerungswert (nachfolgend AE-Steuerungswert genannt) und ein Weißabgleich-Steuerungswert (nachfolgend AWB-Steuerungswert genannt), respektive, und steuert den Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit 2 gemäß dieser Bildgebungssteuerungssignale.
Wenn der Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit durch das AF-Steuerungssignal, das AE-Steuerungssignal und das AWB-Steuerungssignal gesteuert wird, speichert die Bildgebungssteuerungseinheit 3 primär die vielfältigen Bildgebungssteuerungswerte, wie etwa den AF-Steuerungswert, den AE-Steuerungswert und den AWB-Steuerungswert, die für die Erzeugung der Bildgebungssteuerungssignale verwendet werden, in der Speichereinheit 13, die aus einem SDRAM aufgebaut ist. Jedes Mal, wenn die Bildgebungssteuerungseinheit 3 neu ein Bildgebungssteuerungssignal erzeugt, wird der in der Speichereinheit 13 gespeicherte Bildgebungssteuerungswert durch den Bildgebungssteuerungswert, der für das neue Bildgebungssteuerungssignal verwendet wird, ersetzt.
Die seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 21 als ein Deserialisierer wandelt die bildgebenden Signale, die von der Bildgebungseinheit 2 des Kameramoduls 10 über das LVDS-Kabel 4 an das Bildgebungssystem-Hauptteil 20 ausgegeben werden, von seriellen Signalen um in parallele Signale, und gibt diese in den ISP 22 ein.
Mit jeder Eingabe der bildgebenden Signale, die für ein Rahmenbild indikativ sind, führt der ISP 22 eine Mosaikverarbeitung auf den Pixeln der bildgebenden Signale aus, um die Helligkeit und die Farbdifferenz-Information auf der Grundlage der Pixelsignale von umgebenden Pixeln zu ergänzen, um die Rahmenbilder des Videos, das aus YC (Helligkeit und Farbdifferenz-Daten) als Vollfarben-Bilddaten in Übereinstimmung mit YUV 422 zusammengesetzt ist, zu erzeugen. Der ISP 22 führt auch eine Rauschverringerung (noise reduction), eine Schattierungskorrektur (shading correction), eine Umrissbetonung (contour enhancement) und die Anwendung von verschiedenen Effekten vor und nach dem Erzeugen der Rahmenbilder aus.
Der ISP 22 weist einen automatischen Bildschärfe(oder Autofokus)-Detektions-Schaltkreis auf, der aus den bildgebenden Signalen den AF-Steuerungswert für das fokussierte Bild erzeugt; einen automatischen Belichtungs-Detektions-Schaltkreis, der aus den bildgebenden Signalen einen Belichtungswert detektiert und den Belichtungswert als den AE-Steuerungswert als einen optimalen Belichtungswert für eine klare Bildqualität gemäß der Helligkeit in dem bildgebenden Sichtfeld ausgibt; und einen automatischen Weißabgleich-Detektions-Schaltkreis, der den AWB-Steuerungswert aus den bildgebenden Signalen für optimale Farben unter einer Lichtquelle in dem bildgebenden Sichtfeld erzeugt. Mit jeder Eingabe der bildgebenden Signale, die für ein Rahmenbild indikativ sind, gibt der ISP 22 an die Bildgebungssteuerungseinheit 3 drei Arten von Bildgebungssteuerungswerten aus, d. h. den AF-Steuerungswert, den AE-Steuerungswert und den AWB-Steuerungswert, und zwar über die seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 21, das LVDS-Kabel 4 und die seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 5.
Diese Bildgebungssteuerungswerte können aus den von dem ISP 22 erzeugten Rahmenbild erzeugt werden oder zu dem Zeitpunkt der Erzeugung der bildgebenden Signale, wenn die Bildgebungssteuerungswerte, die für die Bildgebungssteuerungssignale zum Steuern des Bildgebungsbetriebs der Bildgebungseinheit 2 verwendet werden, den bildgebenden Signalen überlagert und aus dem Kameramodul 10 eingegeben sind, und die bildgebenden Signale können erzeugt werden, wobei die Bildgebungssteuerungswerte berücksichtigt werden.
Der ISP 22 gibt die erzeugten Rahmenbilder bei jedem Abbildungszyklus der Bildgebungseinheit 2 von 1/30 Sekunde an die Videoausgabeeinheit 23 aus. Die Videoausgabeeinheit 23 gibt die Rahmenbilder aufeinanderfolgend (oder nacheinander) aus in einem Videoformat, das auf einem (nicht dargestellten) Bildschirmgerät reproduzierbar ist, und gibt die Bewegungsbilder des Videos, die von der Bildgebungseinheit 2 abgebildet worden sind, über ein LVDS-Kabel oder dergleichen an ein (nicht dargestelltes) Bildschirmgerät aus.
Der Betrieb des auf diese Weise konfigurierten Videobildgebungssystems 1 wird nachstehend erläutert. Auf den Empfang von einem Bildgebungsbefehl aus dem ISP 22 des Bildgebungssystem-Hauptteils 20 über das LVDS-Kabel 4 führt de Bildgebungssteuerungseinheit 3 des Kameramoduls 10 einen Systemstart (boot-up process) für das gesamte Kameramodul 10 aus, und steuert den Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit 2 durch die Bildgebungssteuerungssignale auf der Grundlage von voreingestellten Bildgebungssteuerungswerten, die in der Speichereinheit 13 gespeichert sind.
Die Bildgebungseinheit 2 bildet in dem bildgebenden Sichtfeld Video durch den Bildgebungsbetrieb unter der Steuerung der Bildgebungssteuerungseinheit 3 ab, erzeugt wiederholt bildgebende Signale, die für ein Rahmenbild indikativ sind, mit einem Bildgebungszyklus von 1/30 Sekunde, und gibt die bildgebenden Signale, die für die Rahmenbilder indikativ sind, über das LVDS-Kabel 4 an den ISP 22 des Bildgebungssystem-Hauptteils 20 aus.
Der ISP 22 erzeugt die Rahmenbilder des Videos aus den eingegebenen bildgebenden Signalen, und gibt die erzeugten Rahmenbilder zu jeder 1/30 Sekunde an die Videoausgabeeinheit 23 aus. Die Videoausgabeeinheit 23 zeigt das abgebildete Video auf einem angeschlossenen Bildschirmgerät an. Mit jeder Erzeugung des Rahmenbildes erzeugt der ISP 22 drei Arten von Bildgebungssteuerungswerten, d. h. den AF-Steuerungswert, den AE-Steuerungswert und den AWB-Steuerungswert, auf der Grundlage der eingegebenen bildgebenden Signale, und gibt diese über das LVDS-Kabel 4 an die Bildgebungssteuerungseinheit 3 des Kameramoduls 10 aus.
Mit jeder Eingabe von den drei Arten der Bildgebungssteuerungssignale über das LVDS-Kabel 4 liest die Bildgebungssteuerungseinheit 3 die verschiedenartigen Bildgebungssteuerungswerte aus der Speichereinheit 13 zum Vergleich mit den neuen Bildgebungssteuerungswerten. Die in der Speichereinheit 13 gespeicherten Bildgebungssteuerungswerte sind Werte, die für die Erzeugung der Bildgebungssteuerungssignale zum Steuern des Bildgebungsbetriebs der Bildgebungseinheit 2 unmittelbar vor der Eingabe der neuen Bildgebungssteuerungswerte aus dem ISP 22 über das LVDS-Kabel 4 verwendet werden. Indem diese Bildgebungssteuerungswerte verglichen werden, ist es möglich, zu bestimmen, ob die eingegebenen Bildgebungssteuerungswerte abnormale Bildgebungssteuerungswerte unter dem Einfluss von Rauschen sind.
Als Ergebnis des Vergleichs, wenn bestimmt wird, dass die eingegebenen Bildgebungssteuerungswerte abnormale Bildgebungssteuerungswerte sind, ignoriert die Bildgebungssteuerungseinheit 3 die über das LVDS-Kabel 4 eingegebenen Bildgebungssteuerungswerte, und erzeugt die Bildgebungssteuerungssignale wiederum auf der Grundlage der in der Speichereinheit 13 gespeicherten Bildgebungssteuerungswerte, um die Bildgebungseinheit 2 zu steuern. Folglich, selbst wenn die bildgebenden Signale und die Bildgebungssteuerungswerte, die zwischen dem Kameramodul 10 und dem Bildgebungssystem-Hauptteil 20 über das LVDS-Kabel 4 bidirektional übertragen werden, unter dem Einfluss von Rauschen abnormale Werte werden, wird der Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit nicht durch die abnormalen Bildgebungssteuerungswerte gesteuert. Folglich gibt der ISP 22 die Rahmenbilder nicht mit schnellen Änderungen im Fokus der Belichtung oder des Weißabgleichs und dergleichen aus, und das auf dem Bildschirm angezeigte Video zeigt nicht den Einfluss von gleichzeitigem Rauschen.
Indessen, wenn bestimmt wird, dass die eingegebenen Bildgebungssteuerungswerte nicht abnormale Bildgebungssteuerungswerte unter dem Einfluss von Rauschen sind, erzeugt die Bildgebungssteuerungseinheit 3 die Bildgebungssteuerungssignale auf der Grundlage der über das LVDS-Kabel 4 eingegebenen Bildgebungssteuerungssignale, um den Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit 2 zu steuern. Infolgedessen, selbst bei einer Veränderung in der Abbildungsumgebung wird der Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit durch die Bildgebungssteuerungssignale auf der Grundlage der optimalen Bildgebungssteuerungswerte gesteuert.
Die Bedingungen für die Bildgebungssteuerungseinheit 3, um zu bestimmen, ob die eingegebenen Bildgebungssteuerungswerte abnormale Bildgebungssteuerungswerte unter dem Einfluss von Rauschen sind, sind variabel (oder veränderlich). Beispielsweise bestimmt die Bildgebungssteuerungseinheit 3 die Bildgebungssteuerungswerte als abnormal, wenn die eingegebenen Bildgebungssteuerungswerte außerhalb eines bestimmten Bereichs fallen oder wenn die Differenzen aus den in der Speichereinheit 13 gespeicherten Bildgebungssteuerungswerten spezifische oder größere Werte sind.
Um zu ermöglichen, dass die Bildgebungseinheit 2 durch die Bildgebungssteuerungssignale auf der Grundlage der Bildgebungssteuerungswerte gesteuert wird, so dass die entsprechende Komponenten des Kommunikationspfades nicht mit den vielfältigen Bildgebungssteuerungswerten, die von dem ISP 22 erzeugt werden, überlaufen, erfüllen die Kommunikationsgeschwindigkeiten in den entsprechenden Komponenten in wünschenswerter Weise die folgende Bedingung: der ISP 22 zu der seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 21 ≤ die seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 21 zu der seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 5 ≤ die seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 5 zu der Bildgebungssteuerungseinheit 3 ≤ die Bildgebungssteuerungseinheit 3 zu der Bildgebungseinheit 2. Wenn die Bedingung an die Kommunikationsgeschwindigkeit nicht erfüllt ist, werden die entsprechenden Komponenten so gesteuert, dass die Mengen der Kommunikationsdaten die folgende Bedingung erfüllen: der ISP 22 zu der seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 21 ≥ die seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 21 zu der seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 5 ≥ die seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 5 zu der Bildgebungssteuerungseinheit 3 ≥ die Blldgebungssteuerungseinheit 3 zu der Bildgebungseinheit 2.
Wenn beispielsweise die Datenmenge der Bildgebungssteuerungssignale, die von der Bildgebungssteuerungseinheit 3 an die Bildgebungseinheit 2 ausgegeben werden, größer ist als die Datenmenge der Bildgebungssteuerungswerte, die aus der seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheit 5 an die Bildgebungssteuerungseinheit 3 mit dem Zyklus von 1/30 Sekunde (ein Rahmen-Zyklus) ist, ist die Datenmenge der Bildgebungssteuerungssignale begrenzt, einige der eingegebenen Bildgebungssteuerungssignale werden ignoriert und die Bildgebungssteuerungssignale werden einmal in einem zwei Rahmen umfassenden Zyklus (einmal pro Zwei-Rahmen-Zyklus) erzeugt, um die Bildgebungseinheit 2 zu steuern.
2 zeigt ein Videobildgebungssystem 30 einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Videobildgebungssystem 30 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass ein Bildgebungssystem-Hauptteil 31 mit einer Mehrzahl von Kameramodulen 32 über LVDS-Kabel 4 verbunden ist. Nichtsdestotrotz arbeiten die einzelnen Komponenten identisch oder ähnlich wie diejenigen aus der ersten Ausführungsform, und erhalten dieselben Bezugszeichen ohne Beschreibungen derselben.
Das Videobildgebungssystem 30 wird in einem Fahrassistenzsystem verwendet, und zwar für die Zwecke des Detektierens eines Objekts, das sich dem Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit annähert, und zum Treffen von Maßnahmen, um Unfälle zu vermeiden. So wie das in 2 dargestellt ist, sind die benachbarten Kameramodule 32 an entsprechenden Abschnitten des Fahrzeugs installiert, um Bilder in verschiedenen bildgebenden Sichtfeldern, die sich teilweise überlappen, aufzunehmen (oder abzubilden). Die Kameramodule 32 sind über die LVDS-Kabel 4 mit dem einzigen Bildgebungssystem-Hauptteil 31, das in der Nähe eines Fahrersitz-Bildschirmgeräts 35 angeordnet ist, verbunden.
Dementsprechend nehmen die Bildgebungseinheiten 2 der Kameramodule 32 bildgebende Signale auf, die für Rahmenbilder von Videos, die in dem sich teilweise überlappenden, bildgebenden Sichtfeldern aufgenommen werden, indikativ sind, mit einer Rate von 30 Rahmen pro Sekunde auf, und geben diese über die seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheiten 5, die LVDS-Kabel 4 und die seriell-parallel/parallel-seriell Umwandlungseinheiten 21 an den ISP 34 des Bildgebungssystem-Hauptteils 31 aus.
Der ISP 34 erzeugt die Rahmenbilder der Videos, die durch die Kameramodule 32 aus den von den Kameramodulen 32 eingegebenen Bildgebungssignalen abgebildet worden sind, erzeugt die drei Arten der Bildgebungssteuerungswerte, d. h. den AF-Steuerungswert, den AE-Steuerungswert und den AWB-Steuerungswert, und gibt diese an die Bildgebungssteuerungseinheiten 3 der Kameramodule 32, die die bildgebenden Signale über die LVDS-Kabel 4 ausgegeben haben, aus. Folglich werden die Bildgebungsbetriebe (oder -betriebsmodi) der Bildgebungseinheiten 2 der Kameramodule 32 durch die optimalen Bildgebungssteuerungswerte, die an die veränderlichen Abbildungsumgebungen angepasst sind, gesteuert.
Eine Phasenüberwachungs-Steuerungseinheit 33 des Bildgebungssystem-Hauptteils 31 führt eine Synchronisationssteuerung auf den Rahmenbildern, die in verschiedenen Phasen durch den ISP 34 erzeugt werden, aus. Der ISP 34 erzeugt nacheinander ein Rahmenbild, in dem eine Mehrzahl von Rahmenbildern unter der Synchronisationssteuerung zusammengesetzt wird und gibt dasselbe als ein Video von der Videoausgabeeinheit 23 an das Bildschirmgerät 35 aus.
Gemäß dem Videobildgebungssystem 30 dieser Ausführungsform besteht für jedes von der Mehrzahl der Kameramodule 32 kein Bedarf zum Ausstatten des ISP (image signal processing unit, Bildsignalverarbeitungseinheit) 34 mit hoher Leistungsfähigkeit, und deshalb kann das gesamte System mit niedrigen Kosten hergestellt werden.
Wenn die Bildgebungssteuerungswerte, die aus dem Bildgebungssystem-Hauptteil 31 über die LVDS-Kabel 4 an die Kameramodule 32 übertragen werden, durch Rauschen beeinflusst werden, werden die Bildgebungssteuerungssignale aus den in der Speichereinheit 13 gespeicherten Bildgebungssteuerungswerten erzeugt. Dementsprechend, selbst wenn die LVDS-Kabel 4 in einem Fahrzeug mit häufigem Auftreten von starkem Rauschen verbunden sind, wird das zusammengesetzte Video (composite video) auf dem Bildschirmgerät 35 ohne einen Einfluss von Rauschen wiedergegeben.
In den vorausgehenden Ausführungsformen erzeugt die Bildgebungssteuerungseinheit 3 die Bildgebungssteuerungssignale aus den Bildgebungssteuerungswerten, wie etwa dem AF-Steuerungswert, dem AE-Steuerungswert und dem AWB-Steuerungswert, und steuert die Betriebe (oder Betriebsmodi) der Komponenten der Bildgebungseinheit 2 durch die Bildgebungssteuerungssignale. Alternativ dazu können die Bildgebungsbetriebe der Komponenten der Bildgebungseinheit 2 durch die Bildgebungssteuerungswerte selbst (durch die Bildgebungssteuerungswerte als solche) als die Bildgebungssteuerungssignale gesteuert werden.
Die Bildgebungssteuerungswerte sind die drei Arten der Bildgebungssteuerungswerte, d. h. der AF-Steuerungswert, der AE-Steuerungswert und der AWB-Steuerungswert. Alternativ dazu können die Bildgebungssteuerungswerte eine oder zwei Arten von Bildgebungssteuerungswerten sein, oder können Steuerungswerte zum Steuern von einem anderen Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit 2 sein.
Wenn die aus der Bildsignalverarbeitungseinheit ausgegebenen Bildgebungssteuerungswerte abnormale Bildgebungssteuerungswerte unter dem Einfluss von Rauschen sind, erzeugt die Bildgebungssteuerungseinheit die Bildgebungssteuerungssignale aus den Bildgebungssteuerungswerten, die aus der Speichereinheit ausgelesen werden, anstatt aus den abnormalen Bildgebungssteuerungswerten, Alternativ dazu kann, während die abnormalen Bildgebungssteuerungswerte eingegeben werden, der Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit nicht ohne die Erzeugung der Bildgebungssteuerungssignale gesteuert werden.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind für ein Videobildgebungssystem geeignet, in dem ein Kameramodul, das eine Bildgebungseinheit aufweist, und ein Bildverarbeitungssystem-Hauptteil, das eine Bildsignalverarbeitungseinheit aufweist, mittels eines Verbindungskabels, das in einer verrauschten Umgebung verlegt ist, verbunden sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015-161893 A [0002, 0007]
JP 2015-136093 A [0004]

Claims

Ein Videobildgebungssystem, aufweisend: eine Bildgebungseinheit, die ein Video abbildet und bildgebende Signale, die für Rahmenbilder des Videos indikativ sind, der Reihe nach als einen Strom ausgibt; eine Bildsignalverarbeitungseinheit, die die Rahmenbilder aus den bildgebenden Signalen der Reihe nach erzeugt und ausgibt, und aus den bildgebenden Signalen einen Bildgebungssteuerungswert zum Steuern des Bildgebungsbetriebs der Bildgebungseinheit erzeugt; und eine Videoausgabeeinheit, die das Video mit einer Serie von den der Reihe nach aus der Bildsignalverarbeitungseinheit ausgegebenen Rahmenbildern an ein Bildschirmgerät ausgibt, wobei: ein Kameramodul die Bildgebungseinheit und eine Bildgebungssteuerungseinheit, die den Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit gemäß dem Bildgebungssteuerungswert steuert, umfasst, ein Bildgebungssystem-Hauptteil, das mit dem Kameramodul über ein für bidirektionale Kommunikation fähiges Verbindungskabel verbunden ist, die Bildsignalverarbeitungseinheit und die Videoausgabeeinheit umfasst, die Bildgebungseinheit des Kameramoduls die der Reihe nach auszugebenden, bildgebenden Signale über das Verbindungskabel an die Bildsignalverarbeitungseinheit des Bildgebungssystem-Hauptteils ausgibt, und die Bildgebungssteuerungseinheit des Kameramoduls die Bildgebungssteuerung der Bildgebungseinheit gemäß dem Bildgebungssteuerungswert, der aus der Bildsignalverarbeitungseinheit des Bildgebungssystem-Hauptteils über das Verbindungskabel ausgegeben wird steuert.
Das Videobildgebungssystem gemäß Anspruch 1, wobei: das Kameramodul eine Speichereinrichtung umfasst, die primär den Bildgebungssteuerungswert speichert, mit dem der Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit durch die Bildgebungssteuerungseinheit gesteuert wird, und wenn bestimmt wird, dass der aus der Bildsignalverarbeitungseinheit über das Verbindungskabel ausgegebene Bildgebungssteuerungswert ein abnormaler Wert ist, die Bildgebungssteuerungseinheit den Bildgebungsbetrieb der Bildgebungseinheit gemäß dem aus der Speichereinrichtung gelesenen Bildgebungssteuerungswert steuert, anstatt gemäß dem abnormalen Bildgebungssteuerungswert.
Das Videobildgebungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Bildgebungssteuerungswert mindestens einer von einem automatischen Weißabgleich-Steuerungswert, einem automatischen Belichtung-Steuerungswert und einem automatischen Bildschärfe-Steuerungswert ist.
Das Videobildgebungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn über das Verbindungskabel eine Mehrzahl von Bildgebungssteuerungswerten eingegeben wird während eines Steuerungszyklus, während dessen die Bildgebungseinheit gemäß dem Bildgebungssteuerungswert gesteuert wird, die Bildgebungssteuerungseinheit einige von den eingegebenen Bildgebungssteuerungswerten ignoriert.
Das Videobildgebungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Kameramodul, das als ein Teil eines Fahrzeugs zum Abbilden des Umfelds des Fahrzeugs installiert ist, und des Bildgebungssystem-Hauptteil, das an der Umkreisfläche eines um einen Fahrersitz des Fahrzeugs herum montierten Bildschirmgeräts installiert ist, über ein LVDS-Kabel, das zur bidirektionalen Kommunikation fähig ist, miteinander verbunden sind.
Das Videobildgebungssystem gemäß Anspruch 5, wobei die Bildgebungseinheiten in einer Mehrzahl von Kameramodulen, die in entsprechenden Abschnitten des Fahrzeugs zum Abbilden des Umfelds des Fahrzeugs in verschiedenen bildgebenden Sichtfeldern installiert sind, mit der Bildsignalverarbeitungseinheit des Bildungssystem-Hauptteils über die zur bidirektionalen Kommunikation fähigen LVDS-Kabel verbunden sind.