DE202016103598U1

DE202016103598U1 - Hochauflösender Bildverstärker

Info

Publication number: DE202016103598U1
Application number: DE202016103598.8U
Authority: DE
Original assignee: Chendu Huizhi Yuanjing Tech Ltd; Chendu Huizhi Yuanjing Technology Ltd
Current assignee: Chendu Huizhi Yuanjing Tech Ltd; Chendu Huizhi Yuanjing Technology Ltd
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2016-08-11
Anticipated expiration: 2026-07-06

Abstract

Ein hochauflösender Bildverstärker mit einer in Reihe verbundenen Einheit der Bilddatenerhebung (1), des Wellenfilters (2) sowie mehreren Einheiten zur Verstärkung der Bildelemente (3, 4), die für die Verarbeitung sowohl horizontaler wie auch vertikaler Bildpunkte angewandt werden.

Description

Technischer Bereich:
Die vorliegende Erfindung betrifft den Fachbereich der bildverarbeitenden Technik. Konkret gesagt, handelt es sich um einen hochauflösenden Bildverstärker.
Hintergrundtechnik:
Die Erhöhung der sog. Auflösung heißt auch das Schärfen des Bildes, mit dem Ziel ein verschwommenes Bild klarer darzustellen. Das Videobild ist deswegen unscharf, da die Signale bei der Übertragung einen Verlust am Hochfrequenzanteil haben. Aus der Analyse des Frequenzspektrums lässt sich aber ableiten, dass die eigentliche Ursache für die Entstehung eines unscharfen Bildes in der Schwächung des Hochfrequenzanteils besteht. Daher lässt sich ein Bild mit Hilfe von Hochpassfilter scharfstellen. Der Grundgedanke zur Verbesserung der Schärfe besteht daher darin, den Hochfrequenzanteil des Bildes angemessen zu erhöhen.
Häufig werden zwei Lösungsverfahren zur Erhöhung der Auflösung angewandt, nämlich mit der Methode der Differenziation bzw. mit der Hochpass-Methode. Diese entsprechen den Algorithmen der Raum-Domains und des Frequenzbereichsverfahrens. Typische Verfahren des Raum-Domains sind Laplace-Transformation, SOBEL-Verfahren und das Verfahren der Unscharfmaskierung; zum typischen Frequenzbereichsverfahren zählt z.B. Wavelet-Transformation. Mit Hilfe von all den Verfahren lässt sich die Bildschärfe erhöhen. Diese genannten Verfahren haben aber eine gemeinsame Eigenschaft: die Bildschärfe wird verbessert, jedoch entsteht eine höhere Rauschentwicklung mit gelegentlichem Auftreten eines sichtbaren weißen Bildrandes.
Mit dem chinesischen Patent der Antragsnummer 03110774.5 werden ein Verfahren sowie ein Gerät zur Verbesserung der Bildschärfe zur Verfügung gestellt. Dabei wird eine Bildreihe in zwei Gruppen kopiert; eine Gruppe davon unterzieht sich einer Kanten/Randschärfenverbesserung, bei der zweiten Gruppe wird eine Strukturverbesserung vorgenommen. Anschließend werden die beiden Gruppen in einer bestimmten Weise neu zusammengesetzt und es entsteht dabei ein Bild verbesserter Schärfe. Dieses Verfahren benötigt mehr als zwei Videobilder, welche sich anschließend einer Prüfung der dynamischen sowie nichtdynamischen Zonen unterziehen werden. Daraus ergeben sich dann mehrere Kombinationen von Bildern. Der Algorithmus ist in diesem Verfahren relativ komplex.
Das chinesische Patent der Antragsnummer 01800628.0 zeigt ein Verfahren sowie eine Schaltung, was zur Bildverbesserung im Videogerät Anwendung findet. Mit dem Verfahren werden die Kosten reduziert, was in bisheriger Technik einen Nachteil darstellt. Hierbei wird die Kostenreduktion ohne Einbuße an Qualität der Ausgangssignale realisiert. beim neuen Verfahren wird kein Niederpassfilter benötigt, und es wird mindestens ein Regler zur Verfügung gestellt, welcher die Stärke des Hochfrequenzanteils reguliert.
Mit den gesammelten Informationen aus einer Video- bzw. Bildkamera in einem Fahrzeug existiert bisher noch kein kostengünstiger und hocheffizienter Bildverstärker zur Verbesserung der Bildschärfe.
Inhalt der Erfindung
Um den oben dargestellten technischen Mangel zu beseitigen, stellt die vorliegende Erfindung einen hochauflösenden Bildverstärker zur Verfügung, welcher eine in Reihe verbundene Einheit der Bilddatenerhebung, des Wellenfilters sowie mehrere Einheiten zur Verstärkung der Bildelemente beinhaltet, die für die Verarbeitung sowohl horizontaler wie auch vertikaler Bildpunkte angewandt werden.
Des Weiteren stellt die Einheit der Bilddatenerhebung einen Bildsensor dar.
Des Weiteren stellt die Einheit der Bilddatenerhebung eine digitale Kamera dar.
Des Weiteren beinhaltet die Einheit des Wellenfilters Hochpassfilter sowie Tiefpassfilter.
Des Weiteren beinhaltet die Einheit zur Verstärkung der Bildelemente Transistoren M1–M22, wobei M17 und M18 zwei parallelgeschaltete Transistoren darstellen; die Emitter von M17 und M18 haben gemeinsame Erdung, die Kollektoren von M17 und M18 werden jeweils mit den Kollektoren von M13 und M14 verbunden; die Basen von M17 bzw. M18 verbinden sich jeweils mit dem eigenen Kollektor; die Basen von M13 und M14 schließen sich jeweils mit dem Ausgangssignal der Einheit des Wellenfilters an; die Kollektoren von M13 und M14 verknüpfen sich miteinander und sind wiederum mit dem Kollektor von M15 verbunden; die Emitter von M15, M11, M7 und M8 verbinden sich jeweils mit den Kollektoren vom M16, M12, M9 und M10, und die Emitter von M16, M12, M9 und M10 haben eine Erdungsverbindung; die Basen von M15, M16, M11, M12, M7, M9, M8 bzw. von M10 schließen sich jeweils mit der Biasspannung an; die Emitter von M1 und M2 verbinden sich miteinander, wobei die Basen von M1 und M2 jeweils mit dem Plus- und Minuspol angeschlossen werden. Die Kollektoren von M1 und M2 verbinden sich jeweils mit dem Kollektor von M5 bzw. von M6, und die Emitter von M5 und M6 werden mit einer gemeinsamen Erdung verbunden. Die Basen von M5 und M6 werden mit M17 zusammenverbunden. Der Kollektor von M5 verbindet sich mit dem Emitter von M3, der Kollektor von M3 verbindet sich mit dem Emitter von M7, der Kollektor von M6 verbindet sich mit dem Emitter von M4, der Kollektor von M4 wird mit dem Emitter von M8 verbunden. Die Basen von M3 und M4 werden mit der Biasspannung angeschlossen. Die Basen von M19 und M20 werden ebenfalls jeweils mit der Biasspannung angeschlossen. Die Emitter von M19 und M20 haben eine gemeinsame Erdung, wobei sich der Kollektor von M19 mit dem Emitter von M21 verbindet. Der Kollektor von M20 verbindet den Emitter von M22. Die Kollektoren von M21 und M22 verbinden jeweils die Erdung. Die Basen von M21 und M22 verbinden jeweils die Kollektoren von M3 und M4, was dann als verstärktes Ausgangssignal dient.
Der Nutzen der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Bildschärfe der im Fahrzeug installierten Bildkamera zu verbessern, mit der Erreichung einer Auflösung von 720p. Bei einer Kettenschaltung der erfundenen Einheiten und durch die jeweilige Verstärkung von horizontalen bzw. vertikalen Bildpunkten lässt sich eine Bildauflösung von 1080p realisieren.
Es zeigen
1 ein Blockschaltbild des hochauflösenden Bildverstärkers der Erfindung, und
2 einen Schaltplan eines hochauflösenden Verstärkers der Erfindung zur Verstärkung der Horizontalbildpunkte.
Verfahren zur konkreten Realisierung
Gemäß der Darstellungen in den 1–2 beinhaltet der erfundene hochauflösende Bildverstärker eine in Reihe verbundene Einheit der Bilddatenerhebung 1, des Wellenfilters 2 sowie mehrere Einheiten zur Verstärkung der Bildelemente 3, 4, die sowohl für die Verarbeitung horizontaler wie auch vertikaler Bildpunkte angewandt werden.
Die 1 zeigt nur beispielhaft die zwei Einheiten der Signalverstärkung 3, 4. Die dargestellte Einheit der Bildelementverstärkung 3, 4 beinhaltet Transistoren M1–M22, wobei M17 und M18 zwei parallelgeschaltete Transistoren darstellen; die Emitter von M17 und M18 haben gemeinsame Erdung, die Kollektoren von M17 und M18 werden jeweils mit den Kollektoren von M13 und M14 verbunden; die Basen von M17 bzw. M18 verbinden sich jeweils mit dem eigenen Kollektor; die Basen von M13 und M14 schließen sich jeweils mit dem Ausgangssignal der Einheit des Wellenfilters 2 an; die Kollektoren von M13 und M14 verknüpfen sich miteinander und sind wiederum mit dem Kollektor von M15 verbunden; die Emitter von M15, M11, M7 und M8 verbinden sich jeweils mit den Kollektoren vom M16, M12, M9 und M10, und die Emitter von M16, M12, M9 und M10 haben eine Erdungsverbindung; die Basen von M15, M16, M11, M12, M7, M9, M8 bzw. von M10 schließen sich jeweils mit der Biasspannung an; der Emitter von M1 und M2 verbinden sich miteinander, wobei die Basen von M1 und M2 jeweils mit dem Plus- und Minuspol angeschlossen werden. Die Kollektoren von M1 und M2 verbinden sich jeweils mit den Kollektoren von M5 bzw. von M6, und die Emitter von M5 und M6 werden mit einer gemeinsamen Erdung verbunden. Die Basen von M5 und M6 werden mit M17 zusammenverbunden. Der Kollektor von M5 verbindet sich mit dem Emitter von M3, der Kollektor von M3 verbindet sich mit dem Emitter von M7, der Kollektor von M6 verbindet sich mit dem Emitter von M4, der Kollektor von M4 wird mit dem Emitter von M8 verbunden. Die Basen von M3 und M4 werden mit der Biasspannung angeschlossen. Die Basen von M19 und M20 werden ebenfalls jeweils mit der Biasspannung angeschlossen. Die Emitter von M19 und M20 haben eine gemeinsame Erdung, wobei sich der Kollektor von M19 mit dem Emitter von M21 verbindet. Der Kollektor von M20 verbindet den Emitter von M22. Die Kollektoren von M21 und M22 verbinden jeweils die Erdung. Die Basen von M21 und M22 verbinden jeweils die Kollektoren von M3 und M4, was dann als verstärktes Ausgangssignal dient.
Bevorzugt stellt die Einheit der Bilddatenerhebung 1 einen Bildsensor dar.
Bevorzugt stellt die Einheit der Bilddatenerhebung 1 eine digitale Kamera dar.
Bevorzugt beinhaltet die Einheit des Wellenfilters 2 Hochpassfilter sowie Tiefpassfilter.
Im vorliegenden Text ist eine beispielhafte Realisierung eines Gerätes gemäß der Erfindung detailliert dargelegt worden. Jedoch wird ein gelernter Fachmann erkennen, dass sich das Gerät in unterschiedlicher Weise modifizieren bzw. ersetzen lässt, ohne Verzicht auf den im Anhang definierten Umfang und Geist des Patentrechtsanspruchs.
Bezugszeichenliste

1: Einheit der Bilddatenerhebung
2: Einheit des Wellenfilters
3: Einheit zur Verstärkung der Bildelemente
4: Einheit zur Verstärkung der Bildelemente

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CN 03110774 [0004]
CN 01800628 [0005]

Claims

Ein hochauflösender Bildverstärker mit einer in Reihe verbundenen Einheit der Bilddatenerhebung (1), des Wellenfilters (2) sowie mehreren Einheiten zur Verstärkung der Bildelemente (3, 4), die für die Verarbeitung sowohl horizontaler wie auch vertikaler Bildpunkte angewandt werden.
Hochauflösender Bildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit der Bilddatenerhebung (1) ein Bildsensor ist.
Hochauflösender Bildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit der Bilddatenerhebung (1) eine digitale Kamera darstellt.
Hochauflösender Bildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit des Wellenfilters (2) Hochpassfilter sowie Tiefpassfilter beinhaltet.
Hochauflösender Bildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zur Verstärkung der Bildelemente (3, 4) Transistoren M1–M22 beinhaltet, wobei M17 und M18 zwei parallelgeschaltete Transistoren darstellen; die Emitter von M17 und M18 haben gemeinsame Erdung, die Kollektoren von M17 und M18 werden jeweils mit den Kollektoren von M13 und M14 verbunden; die Basen von M17 bzw. M18 verbinden sich jeweils mit dem eigenen Kollektor; die Basen von M13 und M14 schließen sich jeweils mit dem Ausgangssignal der Einheit des Wellenfilters (2) an; die Kollektoren von M13 und M14 verknüpfen sich miteinander und sind wiederum mit dem Kollektor von M15 verbunden; die Emitter von M15, M11, M7 und M8 verbinden sich jeweils mit den Kollektoren vom M16, M12, M9 und M10, und die Emitter von M16, M12, M9 und M10 haben eine Erdungsverbindung; die Basen von M15, M16, M11, M12, M7, M9, M8 bzw. von M10 schließen sich jeweils mit der Biasspannung an; die Emitter von M1 und M2 verbinden sich miteinander, wobei die Basen von M1 und M2 jeweils mit dem Plus- und Minuspol angeschlossen werden. Die Kollektoren von M1 und M2 verbinden sich jeweils mit dem Kollektor von M5 bzw. von M6, und die Emitter von M5 und M6 werden mit einer gemeinsamen Erdung verbunden. Die Basen von M5 und M6 werden mit M17 zusammenverbunden. Der Kollektor von M5 verbindet sich mit dem Emitter von M3, der Kollektor von M3 verbindet sich mit dem Emitter von M7, der Kollektor von M6 verbindet sich mit dem Emitter von M4, der Kollektor von M4 wird mit dem Emitter von M8 verbunden. Die Basen von M3 und M4 werden mit der Biasspannung angeschlossen. Die Basen von M19 und M20 werden ebenfalls jeweils mit der Biasspannung angeschlossen. Die Emitter von M19 und M20 haben eine gemeinsame Erdung, wobei sich der Kollektor von M19 mit dem Emitter von M21 verbindet. Der Kollektor von M20 verbindet den Emitter von M22. Die Kollektoren von M21 und M22 verbinden jeweils die Erdung. Die Basen von M21 und M22 verbinden jeweils die Kollektoren von M3 und M4, was dann als verstärktes Ausgangssignal dient.