DE19707953A1 - Verfahren zum Verringern von Verzerrungen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Verringern von Verzerrungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es bekannt, daß Kameraoptiken Verzerrungen verursachen, d. h. ein Rechteck wird im übertriebenen Sinne als Faß dargestellt. Für Fernsehempfänger ist es bekannt dieses zu korrigieren indem man die Ablenkung derart ansteuert, daß die Verzerrungen sich kompensieren. Bei pixelartigen Bilddarstellungseinheiten ist eine Ablenkung nicht möglich. Deshalb ist es nicht möglich auf dem herkömmlichen Wege die Verzerrungen zu kompensieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verringern von Verzerrungen zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale der Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verringern von Verzerrungen wird dieses für eine Wiedergabe auf einer pixelartigen Bilddarstellungseinheit eingesetzt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die bei der Aufnahme auftretenden Verzerrungscharaktere ausgewertet und in einem Korrekturspeicher abgespeichert. Das Bild wird in einem Bildspeicher abgespeichert. Bei der Wiedergabe wird der Bildspeicher entsprechend des Korrekturspeichers geändert und das Signal anschließend entzerrt ausgelesen und auf der Bilddarstellungseinheit dargestellt. Die Aufnahmeentzerrungen ergeben sich aus den Entzerrungswerten des Objektivs und mit Hilfe der Fokussierinformationen. Vorteilhaft ist die zur Hilfenahme der Fokussierinformationen, da jedes Bild individuell Korrekturwerte bekommt von der entsprechenden Position des aufzunehmenden Objektes zur Kamera.

Ein videoverarbeitendes Modul, z. B. eine Videoprozessor, wertet den Korrekturspeicher und Bildspeicher aus. Solch ein videoverarbeitendes Modul wird in der Regel immer eingesetzt sobald pixelartige Bilddarstellungseinheiten, wie z. B. LCD's, Plasma o. ä., verwendet werden. Die obige Erfindung ist vorteilhafter Weise bei einem Videophone anwendbar, da die soeben beschriebenen Elemente dort vorhanden sind, d. h. eine Optik, ein Bildspeicher und eine pixelweise Bilddarstellungseinheit. Als Verzerrung kann auch Die Verzerrungswerte bzw. Entzerrungswerte des Objektivs müssen nur einmal bestimmt werden. Dieses hat den Vorteil, daß bei der Massenproduktion nicht bei jedem gefertigten Stück diese Werte festgestellt werden müssen. Bei der Produktion von hochwertigen Produkten ist es jedoch sinnvoll aufgrund von baulichen Abweichungen die Verzerrungswerte bzw. Entzerrungswerte einzeln zu bestimmen.

Die Fokussierinformation wird ständig ausgewertet. Dieses hat den Vorteil, daß das aufzunehmende Objekt sich in seiner Lage verändern kann und auch dann noch die Verzerrungen verringert werden.

Bei den herkömmlichen Videokameras oder auch bei künftigen mit digitaler Aufzeichnung ist das soeben beschriebene Verfahren gut einsetzbar, da die Entzerrungswerte des Objektives und die Fokussierinformationen bei derartigen Geräten auch in einem Korrekturspeicher abgelegt werden können, das Bild sich meist generell in einem Speicher befindet und durch den vorhandenen Videoprozessor eine Korrektur möglich ist.

Vorteilhaft ist die Erfindung wenn bei den Geräten zur mobilen Kommunikation ein Videophone integriert werden soll. Durch den kurzen Abstand zum Betrachter wird ein extremes Weitwinkelobjektiv benötigt. Diese Objektive sind dafür bekannt, große Verzeichnungen vorzunehmen, es sei denn, es handelt sich um hochwertige Objektive. Bei den hochwertigen Objektiven ist zwar noch eine Verzerrung vorhanden, jedoch nicht in dem starken Maße, wie es bei den Objektiven der Fall ist, die bei einem Konsumerprodukt wie einem portablen Videophone eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung würde auf kostengünstige Art und Weise eine Lösung darstellen um die Verzerrungen zu verringern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Blockschaltbild;

Fig. 2 zeigt die Darstellung mit und ohne erfindungsgemäße Lösung;

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel;

Fig. 4, 5 zeigen Details des Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 zeigt eine Objektiv 1, welches das gewonnene Signal dem optischen Kameramodul 2 zuführt. Das optische Kameramodul 2 kann vorzugsweise ein CCD sein. Der Datenfluß ist als D gekennzeichnet. Vom optischen Kameramodul 2 gelangt das gewonnene Bild in einen Bildspeicher 3 und das optische Kameramodul 2 gibt Fokussierinformationen F an das Objektiv 1 und an den Korrekturspeicher 5 weiter. Der Korrekturspeicher 5 enthält weiterhin entzerrungscharakteristische Daten 6 des Objektivs 1. Vom Bildspeicher 3 und vom Korrekturspeicher 5 gelangen die Daten zum videoverarbeitendem Modul 7. Das videoverarbeitende Modul 7 korrigiert die Bildwerte und gibt das korrigierte Videosignal 8 an die Bilddarstellungseinheit 9 weiter. Der Bildspeicher 3, der Korrekturspeicher 5, die Entzerrungscharakteristischen Daten 6 und das Videoverarbeitende Modul 7 können vorzugsweise in einer Einheit angeordnet sein, um eine kompaktere Bauweise zu schaffen.

Fig. 2 zeigt wie ein aufgenommenes Objekt 0 von der Bilddarstellungseinheit 9 mit und ohne erfindungsgemäßer Lösung dargestellt wird. Fig. 2a zeigt ein Rechteck als Objekt 0. Ohne die erfindungsgemäße Lösung wird das Rechteck 0 als Faß dargestellt. Fig. 2b zeigt wiederum das Rechteck als Objekt 0, welches mit der erfindungsgemäßen Lösung auch als Rechteck dargestellt ist. Anhand der Punkte a, b, c und d ist zu sehen, welche Korrektur vorgenommen wurde. Die Pixelpunkt a, b, c und d werden bei der Pixelbilddarstellungseinheit 9 nun nicht hell angesteuert, sondern es werden gemäß der Korrektur die Punkte a', b', c' und d' hell angesteuert. Für die anderen Punkte, z. B. die Punkte die auf der Linie k liegen, ergeben sich ebenfalls korrigierte Werte, so daß sich die Linie k' ergibt. Das bedeutet im einzelnen, daß der Wert, der im Speicher auf den Punkt a hinwies, derart verändert wurde, daß der Wert, der auf den Wert a' hinweist, aktiviert wird. Es ist also dementsprechend eine Zu- und Abnahme der einzelnen Werte zu sehen bei den Punkten a, a', b, b', c, c', d, d'.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Gleiche Bauteilbezeichnung weist auf die Rückbeziehung der Elemente zu den vorherigen Figuren hin. Die Funktion hat sich für die dort beschriebenen Elemente nicht geändert. Fig. 3 zeigt ferner, daß von dem Korrekturspeicher 5 Koeffizienten 4 an den Bildspeicher 3 übergeben werden. Weiterhin ist ein Schreib- bzw. Speichertakt 10 und eine Lesetakt 11 dargestellt. Das Bild, welches mit dem Objektiv 1 aufgenommen wird, gelangt zum Kameramodul 2 und anschließend in den Bildspeicher 3. In Abhängigkeit von den Fokussierinformationen F wird einerseits das Objektiv 1 und andererseits der Korrekturspeicher 5 geändert. Der Korrekturspeicher 5 mit den entzerrungscharakteristischen Daten 6 enthält nun die Informationen, die benötigt werden, um eine Korrektur im Bildspeicher 3 vorzunehmen. Diese Informationen werden mittels Koeffizienten 4 dem Bildspeicher zugeführt. Werden nun vom Videoprozessor 7 die Daten angefordert, bestimmt der Lesetakt 11 das Auslesen der Daten aus dem Speicher 3 und der Schreibtakt 10 steuert den Datenfluß D, der benötigt wird um ein korrigiertes Bild über das videoverarbeitende Modul 7 an die Bilddarstellungseinheit 9 weiterzugeben.

Fig. 4 zeigt eine detailliertere Ausführung des Bildspeichers 3 und den damit verbundenen Elementen. Der Bildspeicher 3 enthält einen Filter 12 und einen Speicher 13. Der Datenfluß ist mit D dargestellt. Das aufgenommene Bild von dem Objektiv 1, hier nicht dargestellt, wird dem Filter 12 zugeführt. In Abhängigkeit von Fokussierinformationen F werden die Koeffizienten 4 und der Schreibtakt 10 vom Korrekturspeicher 5 geändert. Das videoverarbeitende Modul 7 gibt den Lesetakt 11 vor, so daß die Daten in der zeitlich richtigen Reihenfolge ausgelesen werden. Im Bildspeicher 3 und im Korrekturspeicher 5 sind ferner Mittel vorgesehen, hier nicht dargestellt, die es ermöglichen, auch steuernde Informationen auszuführen bzw. weiterzugeben, d. h. der Begriff Speicher ist hier nicht im engsten Sinne zu sehen, so daß auch die Mittel enthalten sind, die es ermöglichen, den Speicherinhalt zu manipulieren. Vorzugsweise könnte der Bildspeicher 3, der Korrekturspeicher 5 und das videoverarbeitende Modul 7 in einer Einheit vorgesehen werden, die prozessorgesteuert die einzelnen Abläufe koordiniert. Der Lesetakt 11' ist zum besseren Ansteuern des Datenflusses D in der Art hilfreich, daß eine getaktete Koordination zwischen den einzelnen Bauelementen vom videoverarbeitenden Modul 7 vorgenommen wird.

Das Filter 12 ist mindestens in eindimensionaler Ebene auszulegen, wird aber in der Regel in mehrdimensionaler Ebene verwendet. Das heißt, das gewonnen Bild kann sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung mit Hilfe der Koeffizienten 4 korrigiert werden. Der Schreibtakt 10 sorgt dafür, daß die Daten vom Filter 12 in der richtigen Reihenfolge 12 zu dem Speicher 13 gelangen. Der Lesetakt 11 dient zum zeitlich korrektem Auslesen der Daten aus dem Speicher 13. Mit Hilfe des Lesetaktes 11' kann eine bessere Koordinierung der einzelnen Ein- und Ausleseverfahren vorgenommen werden.

Fig. 5 zeigt eine weitere Detailausführung des Bildspeichers 3 und der damit verbundenen Elemente. Gleiche Bezugszeichen weisen auf gleiche Funktionsweisen hin. Markant bei der Figur ist, daß das Filter als auch der Speicher die Positionen gewechselt haben. Hiermit soll zum Ausdruck kommen, daß der Datenfluß zuerst durch den Speicher 13 und anschließend durch das Filter 12 geführt wird und auch so eine Korrektur vorgenommen werden kann. Von dem Kameramodul 2, hier nicht dargestellt, gelangen die Daten in den Speicher 13. Der Lesetakt 11 fordert den Speicher 13 auf, seine Daten weiterzugeben. Der Schreibtakt 10 koordiniert die Datenübergabe vom Speicher 13 in das Filter 12 korrigiert nun erst die Werte anhand der Koeffizienten 4 und gibt diese an den Videoprozessor 7 weiter.

In den Fig. 1-5 kann das Kameramodul 2 vorzugsweise durch ein CCD ausgebildet sein, das videoverarbeitende Modul 7 vorzugsweise durch einen Videoprozessor und die Bilddarstellungseinheit 9 beispielsweise durch ein LCD-Display. Von dem Korrekturspeicher 5 führt ein Schreibtakt 10 in den Bildspeicher 3. Dieser Schreibtakt 10 kann auch vom Videoprozessor 7 aus gesteuert werden, siehe Schreibtakt 10', so daß mittels Lesetakts 11' die Koeffizienten 4 an das Filter 12 weitergegeben werden und die Koordination der Datenübergabe zwischen Filter 12 und Speicher 13 bzw. Speicher 13 und Filter 12 durch den Videoprozessor 7 mittels Schreibtakt 10' vorgenommen wird.

Claims (9)

1. Verfahren zum Verringern von Verzerrungen für eine Wiedergabe auf einer pixelartigen Bilddarstellungs­ einheit (9), dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Aufnahme auftretenden Verzerrungscharaktere ausgewertet werden und in einem Korrekturspeicher (5) abgespeichert werden und daß das aufgenommene Bild in einem Bildspeicher (3) abgespeichert wird und daß bei der Wiedergabe der Bildspeicher (3) entsprechend des Korrekturspeichers (5) geändert ausgelesen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeverzerrungen sich ergeben aus dem Verzeichnungswerten des Objektivs (0) mit zur Hilfenahme der Fokussierinformationen (F).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein videoverarbeitendes Modul (7) den Korrekturspeicher (5) und Bildspeicher (3) auswertet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entzerrungswerte des Objektivs (0) nur einmal bestimmt werden müssen und als entzerrungscharak­ teristische Daten (6) abgespeichert sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierinformationen (F) ständig ausgewertet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um eine pixelhafte Bilddarstellungseinheit (9) handelt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildspeicher (3) eine Filtereinheit (12) und eine Speichereinheit (13) beinhaltet.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Korrekturspeicher (5) Koeffizientenwerte (4) dem Filter (12) zugeführt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Lesetakt (11, 11') und den Schreibtakt (10, 10') die Koordination der Daten gesteuert wird durch das videoverarbeitende Modul (7) und/oder durch den Korrekturspeicher (5)