-
Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf Bilderzeugungsvorrichtungen
und spezieller auf eine Bilderzeugungsvorrichtung, die gleichzeitig
Standbilder oder ein Video einer hohen Auflösung und ein Video einer niedrigen
Auflösung
erzeugen kann.
-
Elektronische
Bilderzeugungsvorrichtungen, wie z. B. Digitalkameras und Videoaufzeichnungsgerät, werden
immer häufiger
verwendet, da Bildqualität
und Verwendbarkeit verbessert worden sind und die Kosten zurückgegangen
sind. Die Akzeptanz von Digitalkameras, die Standbilder erfassen,
hat mit der Besserung der Auflösung
und Qualität
ihrer Bildsensoren und der von Photodruckern zugenommen. Es sind
derzeit relativ kostengünstige
Digitalkameras erhältlich,
deren Bildsensoren CCDs (CCD = charge-coupled device = ladungsgekoppeltes
Gerät)
mit Millionen von Bildelementen (Pixeln) sind. Digitale Videokameras
erfahren ebenfalls immer mehr Akzeptanz, da sie Merkmale, wie z.
B. geringe Lichtempfindlichkeit, Infraroterfassung und eine digitale Zoom-Funktion, erhalten
haben, wobei ihre Auflösung
zumindest so gut ist wie bei analogen Verbrauchervideokameras.
-
Jedoch
sind die Benutzer immer noch gezwungen, zwei unterschiedliche digitale
Bilderzeugungsvorrichtungen zum Erfassen von guten Standbildern
und eines guten Video mit sich zu tragen. Viele digitale Kameras
umfassen nun einen Modus zum Aufzeichnen von kurzen Segmenten eines
Videos von schlechter Qualität
bei einer geringen Rahmenrate mit schlechter Klangqualität, und viele
digitale Videokameras können
Standbilder erfassen, jedoch mit der relativ schlechten Auflösung, die
bei Videokameras vorkommt.
-
Diese
Bilderzeugungsvorrichtungen, die versuchen, die Lücke zwischen
Digitalkameras und Videoaufzeichnungsgeräten zu schließen, führen daher
nur eine der zwei Aufgaben gut aus, nämlich entweder ein Erfassen
von Standbildern höherer
Auflösung
oder eines Videos niedrigerer Auflösung. Typischerweise sind diese
Bilderzeugungsvorrichtungen auf einer CCD basiert, die zumindest
zwei Auflösungen
an der Ausgabe erzeugen kann, wobei die eine höher als die andere ist, die
aber nicht gleichzeitig erzeugt werden können. Die CCD umfaßt allgemein
einen internen Schaltungsaufbau zum Reduzieren der Auflösung an
der Ausgabe vom Maximum, und dieser Schaltungsaufbau kann aktiviert
oder deaktiviert werden, um die Ausgabe zu filtern. Somit kann die CCD
entweder die maximale Auflösung
an der Ausgabe oder eine reduzierte Auflösung erzeugen, jedoch nicht
beides. Weil die Digitalkameras und Videoaufzeichnungsgeräte CCDs
mit jeweils einer einzigen verfügbaren
Auflösung
oder diese Mehrfachauflösungs-CCDs
mit separat auswählbaren
Auflösungen
verwenden, müssen
die digitalen Bilderzeugungsvorrichtungen für einen Typ der Bilderzeugung konfiguriert
sein. Ferner sind die digitalen Bilderzeugungsvorrichtungen aufgrund
dieser Einschränkungen
typischerweise konzipiert, um nur eine Aufgabe gut zu lösen, wobei
bezüglich
der sekundären
Modi eine schlechte Leistung geliefert wird.
-
Benutzer
dieser digitalen Bilderzeugungsvorrichtungen sind somit gezwungen,
entweder zwei unterschiedliche Vorrichtungen für eine Qualitätsstandbilderzeugung
und eine Qualitätsvideoaufzeichnung
zu verwenden oder nur eine Vorrichtung zu verwenden, sich jedoch
dabei bezüglich
der Qualität
entweder für
Standbilder oder für
Videos zu entscheiden, jedoch nicht für beides, und nur einen Typ der
Bilderzeugung zu einem Zeitpunkt auszuführen.
-
Aus
der JP 2001-24929 A ist eine digitale Kamera bekannt, bei der von
einer Bildaufnahmevorrichtung und einem Analog/Digital-Wandler ein
Bildsignal hoher Auflösung
erzeugt und auf einen Datenbus gegeben wird. Eine JPEG-Verarbeitungsschaltung
und eine MPEG4- Verarbeitungsschaltung
sind mit dem Datenbus verbunden. Ferner sind eine Verarbeitungsschaltung
zum Verringern der Auflösung, ein
Speicher und eine Bildschirmtreiberschaltung mit dem Datenbus verbunden.
Die JPEG-Verarbeitungsschaltung und die MPEG4-Verarbeitungsschaltung sind über jeweilige
Schnittstellen mit einem zweiten Datenbus verbunden, der wiederum
mit unterschiedlichen Speichermedien verbunden ist.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und
ein Verfahren für
eine verbesserte Bilderzeugung zu schaffen.
-
Diese
Aufgabe wird durch digitale Bilderzeugungsvorrichtungen gemäß Anspruch
1 und 11, sowie Verfahren gemäß Anspruch
12 und 22 gelöst.
-
Ein
exemplarisches Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann aus einer digitalen Bilderzeugungsvorrichtung
mit einem elektronischen Bildsensor zum Erzeugen eines ersten Signals
bestehen. Ein Prozessor, der mit der elektronischen Bildsensorausgabe
verbunden ist, erzeugt ein zweites Signal einer niedrigeren Auflösung vom
ersten Signal einer höheren
Auflösung.
Das erste Signal einer höheren
Auflösung
wird vorübergehend
in einem Speicherpuffer gespeichert, der mit dem elektronischen
Bildsensor verbunden ist.
-
Ein
weiteres exemplarisches Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann aus einem Verfahren zum Erfassen von Bildern
bestehen, bei dem ein Strom von elektronischen Bildern erzeugt wird
und zumindest ein Abschnitt des Stroms in einem Puffer gespeichert
wird. Ein zweiter Strom von elektronischen Bildern einer niedrigeren
Auflösung
wird basierend auf dem ersten Strom höherer Auflösung erzeugt.
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend, Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
-
1 eine
isometrische Rückansichtsdarstellung
eines exemplarischen Ausführungsbeispiels einer
Bilderzeugungsvorrichtung;
-
2 eine
isometrische Vorderansichtsdarstellung eines exemplarischen Ausführungsbeispiels einer
Bilderzeugungsvorrichtung;
-
3 ein
Blockdiagramm eines exemplarischen Ausführungsbeispiels einer Bilderzeugungsvorrichtung,
-
4 ein
Blockdiagramm eines weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiels einer Bilderzeugungsvorrichtung,
-
5 ein
Blockdiagramm eines weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiels einer Bilderzeugungsvorrichtung,
-
6 ein
Flußdiagramm,
das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
einer Bilderfassungsoperation darstellt und
-
7 ein
Flußdiagramm,
das ein weiteres exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Bilderfassungsoperation
darstellt.
-
Die
Zeichnung und Beschreibung offenbaren im allgemeinen eine Bilderzeugungsvorrichtung
zum Erfassen von sowohl Standbildern einer hohen Auflösung (oder
einer Sequenz eines Videos hoher Auflösung) als auch eines Videos
niedrigerer Auflösung. Ein
elektronischer Bildsensor erzeugt eine Reihe oder einen Strom von
Bildern hoher Auflösung,
die ein Video hoher Auflösung
bilden. Das Video niedriger Auflösung
wird ebenfalls in Echtzeit durch Abwärtsabtasten des Videostroms
hoher Auflösung
erzeugt. Das allerjüngst
erfaßte
Video hoher Auflösung wird
in einem zyklischen Puffer gespeichert, von dem die Standbilder
hoher Auflösung
oder eine Sequenz von einem Video hoher Auflösung kopiert werden können, während das
Video niedriger Auflösung
fortgesetzt wird. Die Rahmenrate sowohl von den Strömen hoher
als auch niedriger Auflösung
sowie die Auflösung
des heruntergetasteten Videos kann konfigurierbar sein.
-
Somit
liefert eine einzelne digitale Bilderzeugungsvorrichtung sowohl
Standbilder einer hohen Qualität
und hohen Auflösung
als auch ein Video hoher Qualität
mit der gewünschten
niedrigeren Auflösung,
die auf Ausgabevorrichtungen, wie z. B. Fernseher und Computermonitore,
zugeschnit ten ist. Dies ermöglicht
einem Benutzer, sowohl Video als auch Standbilder gleichzeitig zu
erfassen, ohne zwei unterschiedliche Bilderzeugungsvorrichtungen
gleichzeitig verwalten zu müssen.
Die Standbilder und das Video werden mit der gleichen hohen Qualität erzeugt,
die von Vorrichtungen, die dem einen oder dem anderen Bilderzeugungsformat
zugeordnet sind, erwartet wird. Das Ergebnis ist ein einfacherer Bilderzeugungsprozeß bei geringeren
Gesamtkosten.
-
Unter
gleichzeitiger Bezugnahme auf 1 und 2 wird
nun ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
einer Bilderzeugungsvorrichtung 10 zum Erfassen von sowohl
Standbildern einer hohen Auflösung
als auch eines Videos niedriger Auflösung beschrieben. Es ist zu
beachten, daß Form,
Optionen und Konfiguration der Bilderzeugungsvorrichtung 10 rein
exemplarisch sind und daß sich
beliebige geeignete Alternativkonfigurationen innerhalb des Schutzbereichs
der vorliegenden Erfindung befinden.
-
Die
Bilderzeugungsvorrichtung 10 umfaßt eine Linse 12,
durch die ein Bildlicht gelangt. Der Begriff „Bildlicht", der hierin verwendet wird, bezieht
sich auf das Licht, das von dem Subjekt reflektiert und auf die
Oberfläche
eines elektronischen Bildsensors (z. B. 100, 3)
im Inneren der Bilderzeugungsvorrichtung 10 fokussiert
wird. Der elektronische Bildsensor des exemplarischen Ausführungsbeispiels
besteht aus einem CCD, einem zweidimensionalen optischen Detektor.
Ein typisches CCD weist ein zweidimensionales Array von einzelnen
Zellen oder Pixeln auf, von denen ein jedes eine elektrische Ladung
ansprechend auf eine Belichtung sammelt oder aufbaut. Weil die Quantität der akkumulierten
elektrischen Ladung in einer beliebigen gegebenen Zelle oder Pixel
auf die Intensität
und Dauer der Belichtung bezogen ist, kann ein CCD verwendet werden,
um helle und dunkle Flecken in einem Bild zu erfassen, auf das dasselbe
fokussiert ist. Das CCD des exemplarischen Ausführungsbeispiels ist ein Hochauflösungsbildsensor.
Das CCD kann beispielsweise Millionen von Pixeln umfassen, wie z.
B. ein Drei- oder Vier-Megapixel-CCD. Alternativ kann der elektronische
Bildsensor aus einem beliebigen anderen geeigneten elektronischen
optischen Detektor, wie z. B. einem CMOS-Photodetektorarray, bestehen.
-
Das
Bildlicht kann in im wesentlichen drei Schritten in digitale Signale
umgewandelt werden. Erstens wandelt der elektronische Bildsensor
das Bildlicht, das er empfängt,
in einen variierenden elektrischen Strom um. Zweitens werden die
variierenden elektrischen Ströme
von den Sensorelementen durch einen Analogverstärker in Analogspannungen umgewandelt.
Schließlich
werden die Analogspannungen durch einen A/D-Wandler (A/D = analog/digital
= analog/digital) digitalisiert. Die digitalen Bilddaten können dann
verarbeitet und/oder gespeichert werden, wie nachstehend beschrieben
wird.
-
Um
den Benutzer beim Rahmen des Subjekts zu unterstützen, können die Bilddaten auf einer Sucheranzeige 14 in
einem Sucher 16 angezeigt werden, der bekanntermaßen sowohl
bezüglich
Position als auch Fokus einstellbar ist. Die Bilddaten können auch
auf einem größeren LCD-Schirm 20 angezeigt
werden, der von der linken Seite 22 der Bilderzeugungsvorrichtung 10 auf
einem Gelenk 24 durch Drücken einer LCD-Freigabetaste 26 erweitert
werden kann. Die Brennweite der Bilderzeugungsvorrichtung 10 kann
durch Drücken
einer Zoom-Steuerung 30 auf der Oberseite 32 der
Bilderzeugungsvorrichtung 10 eingestellt werden.
-
Das
Videosignal hoher Auflösung,
das durch das CCD erzeugt wird, wird in Echtzeit heruntergetastet,
wie nachstehend ausführlicher
beschrieben wird, und das resultierende Video niedriger Auflösung kann
auf einer auswechselbaren Speichervorrichtung, wie z. B. einem magnetischen
Videoband, gespeichert werden. Die rechte Seite 34 der
exemplarischen Bilderzeugungsvorrichtung 10 umfaßt ein Videobandfach 36 mit
einem Fenster 40, durch das das magnetische Videoband betrachtet
werden kann. Die Speicherung des Videos niedri ger Auflösung kann
durch eine Aufzeichnungstaste 42 auf der Rückseite 44 der
Bilderzeugungsvorrichtung 10 gesteuert werden.
-
Das
Videosignal hoher Auflösung
kann auch vorübergehend
in einer Speichervorrichtung, wie z. B. einem zyklischen Speicherpuffer
(z. B. 116, 3), der nachstehend beschrieben
wird, gespeichert werden. Wenn der Benutzer den Wunsch hat, das
jüngste
Video hoher Auflösung
(das aus einer Reihe von Standrahmen oder -bildern besteht) zu speichern,
kann eine Speichertaste 46 für ein Video hoher Auflösung gedrückt werden,
um den Inhalt des Puffers auf eine auswechselbare Speichervorrichtung,
wie z. B. einen Halbleiterspeicher 50, zu kopieren. Der
Halbleiterspeicher 50 kann eine beliebige geeignete Speichervorrichtung,
wie z. B. eine Kompakt-Flash-Karte, Smartmedia-Karte etc., aufweisen. Der
Halbleiterspeicher 50 wird in einen Schlitz 52 in der
Rückseite 44 der
Bilderzeugungsvorrichtung 10 eingebracht, und kann durch
Drücken
einer Speicherauswurftaste 54 oder einfach durch Herausziehen
desselben ausgeworfen werden.
-
Einzelne
Standbilder hoher Auflösung
können
auch durch Drücken
einer einzelnen Bilderfassungstaste 56, Kopieren des aktuellen
Bildrahmens vom elektronischen Bildsensor oder des allerjüngsten Rahmens
vom Puffer in den Halbleiterspeicher 50 erfaßt werden.
-
Andere
typische Komponenten können
in der Bilderzeugungsvorrichtung 10 umfaßt sein,
wie z. B. Abspieltasten 64, 66, 70, 72 und 74 auf
der Oberseite 32 der Bilderzeugungsvorrichtung 10 zum
Abspielen eines gespeicherten Videos niedriger Auflösung oder
von Standbildern oder eines Videos hoher Auflösung und Steuerungstasten 76 zum
Konfigurieren der Bilderzeugungsvorrichtung 10. Andere
Anzeigebildschirme können
vorgesehen sein, wie z. B. eine LCD 80 auf der Rückseite 82 des
größeren LCD-Bildschirms 20 zum
Anzeigen beliebiger gewünschter
Informationen, wie z. B. Leistungs status oder freier Raum, der auf
dem auswechselbaren Halbleiterspeicher 50 verbleibt. Die
Leistung kann durch einen AC-Adapter oder eine Batterie 84,
die mit einer Batteriehalterung 86 auf der Rückseite 44 der Bilderzeugungsvorrichtung 10 verbunden
ist, bereitgestellt werden.
-
Das
exemplarische Ausführungsbeispiel
der Bilderzeugungsvorrichtung 10 umfaßt eine aktive Fokussierungskomponente 90 in
der Vorderseite 92 der Bilderzeugungsvorrichtung 10.
Die aktive Fokussierungskomponente 90 kann beispielsweise
einen Infrarotsender umfassen, der das Subjekt beleuchtet, und einen
Infrarotempfänger,
der das Infrarotlicht empfängt,
das vom Subjekt reflektiert wird. Die aktive Fokussierungskomponente 90 vergleicht
das gesendete Infrarot mit dem empfangenen in einer beliebigen geeigneten
Weise, wie z. B. unter Verwendung einer Triangulation, wobei die
Lichtintensität
verglichen wird, oder unter Verwendung von Lichtimpulsen, um die
Zeitunterschiede zu messen. Die aktive Fokussierungskomponente bestimmt
daher die Entfernung von der Bilderzeugungsvorrichtung 10 zum Subjekt.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 10 kann dann die Linse 12 dementsprechend
fokussieren.
-
Während des
Betriebs zielt der Benutzer die Bilderzeugungsvorrichtung 10 auf
das Subjekt, betrachtet das Subjekt auf der Sucheranzeige 14 oder dem
größeren LCD-Bildschirm 20 und
drückt
die Steuerungstasten 42, 46 und 56, um
das Video niedriger Auflösung
aufzuzeichnen und die Pufferinhalte bzw. das aktuelle Standbild
hoher Auflösung
zu speichern. Somit kann eine einzelne Vorrichtung 10 verwendet
werden, um gleichzeitig und in einfacher Weise sowohl ein Video
als auch Standbilder mit der jeweils optimalsten Auflösung aufzuzeichnen.
-
Unter
Bezugnahme auf das Blockdiagramm in 3 werden
die Funktionen der Bilderzeugungsvorrichtung 10 beschrieben.
Der elektronische Bildsensor 100 erzeugt einen Strom von
zweidimensionalen Bildern hoher Auflösung. Wie vorstehend beschrieben,
kann der elektronische Bildsensor 100 ein CCD mit einer
Auflösung
in der Ordnung von drei oder vier Megapixeln aufweisen, die zum
Erfassen von Qualitätsstandbildern
ausreichend sind. (Da Ausgabevorrichtungen, wie z. B. photographische Drucker,
verbessert worden sind, kann ein CCD höherer Auflösung ausgewählt werden.) Ein entsprechend
empfindlicher elektronischer Bildsensor 100 ist so ausgewählt, daß die gewünschte Videorahmenrate
sowohl in den Strömen
niedriger als auch hoher Auflösung
erreicht werden kann. Das heißt,
der elektronische Bildsensor 100 sollte in der Lage sein, Bilderrahmen
mit einer Rate bis zu etwa zwischen 10 und 30 fps (fps = frames
per second = Rahmen pro Sekunde) zu erfassen und zu senden (fps).
-
Der
elektronische Bildsensor 100 erzeugt somit einen Videostrom 102 hoher
Auflösung,
der einem Prozessor 104 zur Auflösungsreduktion zugeführt wird.
Der Prozessor 104 kann eine beliebige geeignete Vorrichtung
zum Reduzieren der Auflösung von
digitalen Bildern aufweisen. Bei dem vorliegenden exemplarischen
Ausführungsbeispiel
reduziert der Prozessor 104 die Auflösung der digitalen Bilder im
Videostrom 102 in Echtzeit. In anderen Worten wird der
Videostrom 106 niedriger Auflösung basierend auf dem Videostrom 102 hoher
Auflösung
ohne Puffern des Videostroms 102 hoher Auflösung erzeugt,
so daß praktisch
keine Verzögerung
eingeführt
wird.
-
Der
Prozessor 104 kann aus einem Mikroprozessor bestehen, der
den Firmwarecode in der Bilderzeugungsvorrichtung 10 ausführt. Der
Prozessor 104 kann entweder der Aufgabe des Reduzierens der
Videoauflösung
zugeordnet sein oder für
andere Aufgaben gemeinsam verwendet werden. Der Prozessor 104 kann
beispielsweise auch Aufgaben, wie z. B. Konfigurieren der Bilderzeugungsvorrichtung 10,
Ausführen
einer Bildkomprimierung, Steuern der Benutzerschnittstelle, Fokussieren
einschließlich
eines Einstellens der Linsenanordnung, Verarbeiten von Bildern etc.,
abhängig
von der Geschwindigkeit und Leistung des Prozessors und der Komple xität des Programmierens
in dieser Mehrfachbetriebsweise ausführen.
-
Der
Prozessor 104 kann alternativ aus einem DSP (DSP = digital
signal processor = digitaler Signalprozessor), der zweckgebunden
oder ähnliches ist,
oder einer ASIC (ASIC; ASIC = application specific integrated circuit
= anwendungsspezifische integrierte Schaltung) oder einer anderen
Hardware- oder Softwarelösung
bestehen, die zum Reduzieren der Auflösung der digitalen Bilder in
dem Videostrom 102 hoher Auflösung in Echtzeit geeignet ist.
-
Die
zum Reduzieren der Auflösung
des Videostroms 102 hoher Auflösung in Echtzeit verwendete Technik
kann von der Geschwindigkeit und Leistung des Prozessors 104 abhängen. Wenn
die Geschwindigkeit und die Leistung des Prozessors 104 begrenzt
ist, kann der Prozessor 104 aus einer Heruntertasteinrichtung
(Downsampler) bestehen, die die Auflösung durch ein Fallenlassen
von Pixeln reduziert. Ein Fallenlassen von Pixeln besteht aus einem Fallenlassen
oder Löschen
von Pixeln von den Bildern hoher Auflösung, um die Gesamtanzahl von
Pixeln in den entsprechenden Bildern niedriger Auflösung zu
reduzieren. Die Pixel werden in einer beliebigen geeigneten Weise
fallengelassen, wie z. B., daß jedes
N-te Pixel von jeder N-ten Reihe beibehalten und der Rest verworfen
wird. Wenn z. B. der elektronische Bildsensor 100 ein Drei-Megapixel-CCD
mit einer Auflösung
von 2.000×1.500
Pixeln ist, können die
Ausgaberahmen um einen Linearfaktor von drei in beide Richtungen
heruntergetastet werden, indem jedes dritte Pixel in jeder dritten
Reihe verwendet wird. Dies würde
zu einem Bild von 667×500
Pixeln führen,
die für
ein Hochqualitätsvideo
mit einem Neuntel des Speicherplatzbedarfs ausreichen. (Das gespeicherte
Video niedriger Auflösung
kann auch unter Verwendung eines Algorithmus, wie z. B. einer MPEG-Komprimierung,
komprimiert werden.) Alternativ, wenn der Prozessor 104 über eine
ausreichende Geschwindigkeit und Leistung verfügt, kann er die Bilder hoher
Auflösung
auf komplexere Arten abwärts
abtasten, um die Bildqualität
zu erhöhen.
Die Bilder können
beispielsweise vor dem Fallenlassen von Pixeln vorverarbeitet werden,
z. B. indem das Bild zunächst
tiefpassgefiltert wird, um die Bildschärfe zu reduzieren, dann abwärtsabgetastet
wird, wodurch die Bildschärfe
erneut effektiv erhöht
wird, während
die Auflösung
reduziert wird.
-
Das
durch den Prozessor 104 ausgeführte Abwärtsabtasten umfaßt eine
Auflösungsreduktion, kann
jedoch nach Bedarf auch andere Reduktionstechniken umfassen, wie
z. B. eine Rahmenratenreduktion, Farbtiefenreduktion etc., um den
Videostrom 106 niedriger Auflösung zu erzeugen.
-
Der
Videostrom 106 niedriger Auflösung kann in der Bilderzeugungsvorrichtung 10 in
einer Speichervorrichtung gespeichert sein, wie z. B. einem Magnetvideoband 110.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Speicherung des Videos niedriger
Auflösung
durch eine Aufzeichnungstaste 42 gesteuert werden, die
nach Wunsch startet und stoppt.
-
Der
Videostrom 102 hoher Auflösung kann auch einem Filter 112 oder
einem Rahmenbeibehaltungs-Selektor zugeführt werden, der nur jeden N-ten Rahmen
weiterleitet und alle anderen verwirft, wenn N entweder durch den
Hersteller eingestellt oder in der Bilderzeugungsvorrichtung 10 benutzerkonfigurierbar
ist. Anstatt jeden Rahmen des Videostroms 102 hoher Auflösung zu
erfassen, kann die Bilderzeugungsvorrichtung 10 somit nur
einen kleinen Prozentsatz desselben erfassen. Wenn der Videostrom 102 hoher
Auflösung
zur Verwendung als ein Video hoher Auflösung erfaßt wird, kann N auf 1 gesetzt werden,
um jeden Rahmen zu erfassen. Wenn der Videostrom 102 hoher
Auflösung
andererseits als eine Quelle von Qualitätsstandbildern hoher Auflösung erfaßt wird,
kann N auf eine größere Zahl
gesetzt werden, um nach Wunsch jeden zweiten oder jeden fünften Rahmen
zu erfassen. Wenn der Videostrom 102 hoher Auflösung mit
einer hohen Rahmenrate erzeugt wird, wie z. B. 30 fps, ist es wahrscheinlich nicht
notwendig, 30 Standbilder jede Sekunde zu erfassen, da sich die
meisten Subjekte in einer 30stel Sekunde nicht wesentlich verändern.
-
Ferner
kann ein Herausfiltern von mehr Bildrahmen aus dem Videostrom 102 hoher
Auflösung entweder
die Speicherplatzanforderungen reduzieren oder den zeitlichen Umfang,
während
dem die Standbilder erfaßt
werden, erhöhen.
Wenn der Videostrom 102 hoher Auflösung mit 10 fps erzeugt wird und
nur zwei Bilder pro Sekunde erfaßt werden, wobei die anderen
acht Bilder verworfen werden, sind, im Vergleich zum Speichern des
gesamten Videostroms 102 hoher Auflösung, nur 20% des Speicherplatzes
für die
Standbilder hoher Auflösung
erforderlich, oder der Benutzer kann die Standbilder hoher Auflösung fünfmal so
lange mit dem gleichen Speicherplatz erfassen.
-
Der
gefilterte Videostrom 114 hoher Auflösung wird vorübergehend
in einem Puffer 116 gespeichert. Obgleich der Benutzer
ein Subjekt mit der Bilderzeugungsvorrichtung 10 abbildet
oder filmt, kann sich der Benutzer dazu entschließen, daß die vergangenen
paar Sekunden des Videos Material enthielten, das es wert ist, als
Standbilder hoher Auflösung aufbewahrt
zu werden. Der Benutzer kann dann den Inhalt des Puffers 116 in
eine permanentere Speichervorrichtung übertragen, indem die Steuerungstasten
(z. B. 46 und 56) gedrückt werden, wie nachstehend
ausführlicher
beschrieben wird.
-
Der
Puffer 116 kann einen zyklischen Speicher, wie z. B. einen
FIFO-Speicher (FIFO = first-in first-out = Zuerst-Hinein-Zuerst-Hinaus)
aufweisen. Bei diesem Typ von Speichervorrichtung sind die einzigen
Informationen, auf die zugegriffen werden kann, die ältesten
Informationen, also die, die zuerst hinzugefügt wurden. Da dem vollen Puffer 116 neue Informationen
hinzugefügt
werden, werden die ältesten
Informationen automatisch aus dem Puffer 116 herausgeschoben
und gehen verloren. Somit wird eine bestimmte Anzahl der allerjüngsten Rahmen des
gefilterten Videostroms 114 hoher Auflösung im Puffer 116 gehalten,
wobei die neuen Rahmen die ältesten
automatisch kontinuierlich herausdrücken.
-
Der
Puffer 116 kann aus einem zweckgebundenen FIFO, wie vorstehend
beschrieben, bestehen oder kann ein RAM (RAM = random access memory =
Direktzugriffsspeicher) sein, der entweder zur Verwendung als ein
Puffer zweckgebunden ist oder der für andere Zwecke in der Bilderzeugungsvorrichtung 10 gemeinsam
verwendet wird. Wenn der Puffer 116 einen RAM aufweist,
ist ein Speicherverwalter beinhaltet, um die Position von Bildern
im RAM zu verfolgen und die ältesten
Rahmen im RAM zu löschen, während neue
Rahmen hinzugefügt
werden. In diesem Fall kann die Länge des Puffers, d. h. die
Menge des RAM, der dem vorübergehenden
Speichern von Bildrahmen zugeordnet ist, entweder durch den Hersteller
eingestellt oder benutzerkonfigurierbar sein.
-
Der
Inhalt des Puffers kann in eine permanentere Speichervorrichtung,
wie z. B. einen Halbleiterspeicher 122, z. B. eine Kompakt-Flash-Karte
oder eine Smartmedia-Karte, übertragen
werden 120. Weil der Halbleiterspeicher 122 des
vorliegenden exemplarischen Ausführungsbeispiels
auswechselbar ist, kann der Benutzer mehrere Speicher tragen, um sie
untereinander auszutauschen. Die Kapazität des Halbleiterspeichers 122 hält sich
bezüglich
Preis und Verfügbarkeit
des Speichers gegenüber
dem Speicherbedarf des Benutzers zum Speichern von Standbildern
hoher Auflösung
im Gleichgewicht.
-
Wenn
z. B. der elektronische Bildsensor 100 ein Drei-Megapixel-CCD ist
und jedes Pixel drei Byte an Speicher erfordert, erfordert ein einzelnes
Standbild hoher Auflösung
neun Megabyte (Mb) an Speicher. Wenn dasselbe unter Verwendung eines
gewünschten
Verfahrens, wie z. B. einer JPEG-Komprimierung, um einen Faktor
von 10 komprimiert wird, erfordert jedes Standbild hoher Auflösung 900
Kilobyte (Kb). Bei einer Rahmenrate von 30 fps erfordert dies 900
Kb·30
fps oder 27 Mb an Speicher pro Sekunde. Somit könnte ein 256-Mb-Halbleiterspeicher 122 etwa
neun oder zehn Sekunden eines Videos hoher Auflösung und viel länger speichern,
wenn das Filter 112 konfiguriert ist, um nur jeden fünfzehnten Rahmen
weiterzuleiten. Wenn die Bilderzeugungsvorrichtung 10 die
Bilder nicht schnell genug komprimieren kann, während sie durch das Filter 112,
den Puffer 116 und weiter zum Halbleiterspeicher 122 geleitet
werden, jedoch das Filter 112 konfiguriert ist, um nur
jeden zehnten Hochauflösungsrahmen
weiterzuleiten, könnte
ein 256-Mb-Halbleiterspeicher 122 immer noch etwa neun
oder zehn Sekunden von gefilterten unkomprimierten Standbildern
hoher Auflösung
speichern.
-
Die
Steuerungen sind auf der Bilderzeugungsvorrichtung 10 zum Übertragen
der Rahmen vom Puffer 116 und des gefilterten Videostroms 114 hoher
Auflösung
an den Halbleiterspeicher 122 beinhaltet. Die Speichertaste 46 für ein Video
hoher Auflösung 46 oder
eine vid-Clip-Taste bewirkt beispielsweise, daß eine Speichersteuerung für eine hohe Auflösung (die
eine Software aufweisen kann, die auf einem Prozessor ausgeführt wird)
ein Video hoher Auflösung
vom Puffer 116 in den Halbleiterspeicher 122 kopiert.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 10 kann konzipiert sein,
um den gesamten Inhalt des Puffers 116 zu übertragen.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 10 kann alternativ bezüglich dessen,
wieviel des allerjüngsten
Inhalts des Puffers 116 übertragen wird, konfigurierbar
sein. In letzterem Fall kann der Benutzer die Bilderzeugungsvorrichtung 10 konfigurieren, um
weniger als den gesamten Puffer 116 abhängig vom zeitlichen Umfang,
während
dem der Benutzer lieber Standbilder speichert, in den Halbleiterspeicher 122 zu
kopieren.
-
Die
Speichertaste 46 für
ein Video hoher Auflösung
kann auch bewirken, daß die
Bilderzeugungsvorrichtung 10 die nächsten M Sekunden der Bildrahmen
hoher Auflösung
von dem gefilterten Videostrom 114 hoher Auflösung dem
Halbleiterspeicher 122 nach dem Kopieren des Inhalts des
Puffers 116 hinzufügt.
Somit bewahrt der Benutzer ein Segment des Videos hoher Auflösung, das
sowohl aus jüngsten vergangenen
Rahmen und einigen zukünftigen
Rahmen besteht. Die Dauer M, während
der die zukünftigen
Rahmen vom gefilterten Videostrom 114 hoher Auflösung in
den Halbleiterspeicher 122 kopiert werden, ist benutzerkonfigurierbar,
kann jedoch potentiell durch die I/O-Geschwindigkeit (I/O = input/output =
Eingabe/Ausgabe) der Bilderzeugungsvorrichtung 10 eingeschränkt werden.
Es ist ebenfalls zu beachten, daß diese Speicheroperationen
für Standbilder hoher
Auflösung
auch durch die Größe und den
freiem Raum des Halbleiterspeichers 122 eingeschränkt sind,
wodurch eine Kopieroperation gestartet werden kann, die nicht vollständig abgeschlossen
werden kann.
-
Andere
Steuerungen, die auf der Bilderzeugungsvorrichtung 10 zum
Speichern von Rahmen von dem gefilterten Videostrom 114 hoher
Auflösung in
den Halbleiterspeicher 122 umfaßt sind, können die einzelne Bilderfassungstaste 56 oder
die Verschlußtaste
umfassen. Diese Steuerung bewirkt, daß die Bilderzeugungsvorrichtung 10 einen
einzelnen Bildrahmen (oder eine konfigurierbare Anzahl von Standrahmen)
vom gefilterten Videostrom 114 hoher Auflösung in
den Halbleiterspeicher 122 sichert. Diese Standrahmen können entweder
direkt vom gefilterten Videostrom 114 hoher Auflösung oder
vom Puffer 116 kopiert werden. (Ein direkter Weg vom gefilterten
Videostrom hoher Auflösung
zum Halbleiterspeicher 122 ist in 3 nicht
gezeigt, weil die Verbindungen vom Typ des Puffers 116 und
der Datenbuskonfigurationen der Bilderzeugungsvorrichtung 10 abhängig sind.
Die Bildrahmen können
beispielsweise durch den Puffer 116 übertragen werden, wenn dieser
ein RAM ist, oder um den Puffer 116, wenn dieser ein FIFO
ist, und der Datenbus kann in jedem Fall mit jedem der in 3 gezeigten
Elemente direkt verbunden sein.)
-
Es
ist zu beachten, daß 3 Elemente
zum Erzeugen und Speichern von sowohl eines Videos niedriger Auflösung als auch
eines Videos hoher Auflösung
oder von Standbildern darstellt. Zusätzliche Elemente können in
den Wegen von 3 nach Wunsch zum Ausführen anderer
Aufgaben, wie z. B. Bildverarbeitung oder -komprimierung, umfaßt sein.
-
Es
ist ebenfalls zu beachten, daß in 3 die
Videoströme
hoher und niedriger Auflösung
parallel, chronologisch verarbeitet werden, wobei der Videostrom
niedriger Auflösung
durch den Prozessor 104 und der Strom hoher Auflösung durch
das Filter 112 und den Puffer 116 verarbeitet
wird. Alternativ, wenn die Hardware, die diese Verarbeitung ausführt, über ausreichend
Geschwindigkeit und Leistung verfügt, kann die Verarbeitung der
Videoströme
niedriger und hoher Auflösung
seriell chronologisch ausgeführt
werden. Die Rahmen vom Videostrom 102 hoher Auflösung können beispielsweise
abwärt
abgetastet und gespeichert werden, dann können die Rahmen hoher Auflösung gefiltert,
gepuffert und gespeichert werden.
-
Unter
Bezugnahme auf 4 wird ein alternatives Ausführungsbeispiel
der Bilderzeugungsvorrichtung 10 erörtert, bei dem das Abwärtsabtasten auf
einem gepufferten Video hoher Auflösung ausgeführt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel
erzeugt ein elektronischer Bildsensor 130 einen Videostrom 102 hoher
Auflösung,
wie vorstehend beschrieben, der einem Puffer 134 direkt
zugeführt
wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der Puffer 134 ein RAM, so daß auf die Videorahme hoher
Auflösung
willkürlich
zugegriffen werden oder dieselben in einer beliebigen Reihenfolge
wiedergewonnen werden können. Die
Größe des RAM-Puffers 134 kann
nach Wunsch ausgewählt
werden. Die gepufferten Rahmen 136 hoher Auflösung werden
durch einen Prozessor 140 für ein Abwärtsabtasten wiedergewonnen,
der einen Videostrom 142 niedriger Auflösung zur Anzeige und Speicherung
auf einem Videoband 144 erzeugt.
-
Weil
der Videostrom 132 hoher Auflösung gepuffert ist, kann der
Prozessor 140 das Abwärtsabtasten
in Echtzeit ausführen oder
nicht ausführen. Der
Prozessor 140 kann beispielsweise das Abwärtsabtasten
im wesentlichen in Echtzeit durch Wiedergewinnen der allerjüngst hinzugefügten Rahmen
hoher Auflösung
vom Puffer 134 ausführen
oder kann das Abwärtsabtasten
in Stößen ausführen, während die
Verarbeitungsleistung verfügbar
ist, indem aufeinanderfolgende Gruppen von Rahmen hoher Auflösung nach
Bedarf aus dem Puffer 134 wiedergewonnen werden.
-
Ein
Filter 146 gewinnt ebenfalls die gepufferten Rahmen 136 hoher
Auflösung
vom Puffer 134 wieder, wie vorstehend bezüglich 3 beschrieben wurde,
und der gefilterte Videostrom 150 hoher Auflösung kann
in einem Halbleiterspeicher 152, wie vorstehend beschrieben,
gespeichert werden.
-
Es
ist zu beachten, daß,
obwohl die Ausführungsbeispiele,
die vorstehend beschrieben sind, einen Halbleiterspeicher 152 für eine Speicherung
von Bildern hoher Auflösung
umfassen, die Bilder 150 hoher Auflösung auf einem beliebigen gewünschten Typ
von Speichervorrichtung gespeichert werden können.
-
Es
ist ebenfalls zu beachten, daß ein
beliebiges verzögertes
Abwärtsabtasten
von einem gepufferten Video 136 hoher Auflösung und
die Speicherung eines resultierenden Videos 142 niedriger
Auflösung
die Videobilder nicht beeinträchtigen
sollte, die durch den Sucher 14 oder den größeren LCD-Bildschirm 20 angezeigt
werden, da diese Anzeigebilder gemäß den Anforderungen der Sucheranzeige 14 oder
eines größeren LCD-Bildschirms 20 in
Echtzeit einzeln heruntergetastet werden. Das verzögerte Abwärtsabtasten
und die Speicherung eines Videos niedriger Auflösung kann auch vor Aufzeichnungsproblemen
geschützt
sein, die darin begründet
sind, daß die
Leistung auf der Bilderzeugungsvorrichtung 10 abgeschaltet
wird, bevor der Puffer ganz heruntergetastet und gespeichert worden
ist, oder daß das leere
Videoband 144 aufgebraucht ist. Dieser Aufzeichnungsschutz
kann vorgesehen sein, indem eine Leistungsversorgung beinhaltet
ist, die eingeschaltet bleibt, bis das gepufferte Video heruntergetastet
und gespeichert worden ist, und indem der verfügbare Speicherplatz überwacht
wird, so daß die
vollen Bandbedingungen prognostiziert und ordnungsgemäß gemeldet
werden können,
bevor das gepufferte Video tatsächlich
heruntergetastet und auf dem Videoband 144 gespeichert
worden ist.
-
Unter
Bezugnahme auf 4 wird ein alternatives Ausführungsbeispiel
der Bilderzeugungsvorrichtung 10 erörtert, bei dem ein Abwärtsabtasten des
Videos hoher Auflösung
in Echtzeit ausgeführt wird
und die aktuellen Standrahmen hoher Auflösung gespeichert werden könne. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
erzeugt ein elektronischer Bildsensor 160 einen Strom hoher
Auflösung
von Bildern, die an einen Prozessor 162 zur Auflösungsreduktion
gesendet werden. Das Video niedriger Auflösung wird dann in einer Speichervorrichtung 164,
wie vorstehend beschrieben, gespeichert, wenn eine Steuerungstaste 42 gedrückt wird.
Die Standrahmen vom Strom von Bildern hoher Auflösung können auch in der Speichervorrichtung 164 gespeichert
werden, wenn eine einzelne Bilderfassungstaste 56 auf der
Bilderzeugungsvorrichtung 110 gedrückt wird. Wie vorstehend beschrieben,
können
andere Bildverarbeitungsaufgaben, wie z. B. eine Komprimierung,
sowohl auf dem Video niedriger Auflösung vom Prozessor 162 als
auch auf den Standrahmen, die in der Speichervorrichtung 164 gespeichert
sind, ausgeführt
werden. Die Speichervorrichtung 164 kann ein einzelner,
auswechselbarer Speicher großer
Kapazität
oder ein Mehrfach-Medium (Multimedium) sein, wie z. B. das Videoband 110 und
der Halbleiterspeicher 122, die vorstehend beschrieben
sind.
-
Zusammenfassend
kann die Bilderzeugungsvorrichtung 10 sowohl Standbilder
hoher Auflösung
als auch ein Video niedriger Auflösung gleichzeitig durch Erzeugen 170 (6)
eines Stroms von elektronischen Bildern hoher Auflösung, Speichern 172 von
zumindest einem Abschnitt des Stroms von elektronischen Bildern
in einem Puffer, und Erzeugen 174 eines Stroms von elektronischen
Bildern niedriger Auflösung
basierend auf dem Strom höherer
Auflösung
erfassen. Der Strom von elektronischen Bildern niedrigerer Auflösung kann
entweder auf dem gepufferten oder nichtgepufferten Bildstrom hoher Auflösung erzeugt
werden.
-
Alternativ
kann die Bilderzeugungsvorrichtung 10 sowohl Standbilder
hoher Auflösung
als auch ein Video niedriger Auflösung durch Erzeugen 180 (7)
eines Storms von elektronischen Bildern hoher Auflösung, Speichern 182 des
Stroms von elektronischen Bildern in einem Puffer, Erzeugen 184 eines
Stroms von elektronischen Bildern niedrigerer Auflösung basierend
auf Bildern höherer
Auflösung in
dem Puffer und Filtern der Bilder höherer Auflösung vom Puffer gleichzeitig
erfassen, um einen Prozentsatz derselben auszuwählen, um sie für eine permanente
Speicherung zur Verfügung
zu stellen.