DE3602806C2 - - Google Patents
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Fernsehkamera mit den im
Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Insbe
sondere handelt es sich um eine adaptive Fehlerkorrektur
einrichtung, welche die Verwendung fehlerhafter Festkörper
bildwandler in einer Fernsehkamera erlaubt.
Bei der derzeitigen Herstellungstechnologie für CCD-Bildwand
ler ergeben großflächige CCD-Anordnungen, die sich für Fern
sehkameras mit Senderqualität eignen, nur eine sehr geringe
Ausbeute. Der Grund liegt in Unvollkommenheiten und Fehlern
des hergestellten CCD-Halbleiterplättchens, und die Ausbeute
kann sich mit der vierten Potenz der Plättchenfläche ver
schlechtern. Dies führt zu relativ hohen Kosten und geringe
rer Zuverlässigkeit von CCD-Bildwandlern, die sich für hoch
qualitative Fernsehkameras eignen. Solche Fehler können sich
im Wiedergabebild als weiße oder schwarze Stelle unterschied
licher Amplitude in nur einem einzigen Bildelement äußern.
Die Verwendung einer Fehlerkorrektureinrichtung in Verbindung
mit solche Fehlstellen aufweisenden Festkörperbildwandlern
ist von großem Vorteil, weil damit eine größere Anzahl der
Bildwandler verwendbar gemacht wird und damit die Ausbeute
brauchbarer Bildwandler vergrößert wird und ihre Kosten ver
ringert werden. Man weiß, daß man einen einzelnen Bildele
mentfehler aus dem bilddarstellenden Videosignal durch Ein
setzen der Bildinformation von einem benachbarten Bildelement
beseitigen kann. Beispielsweise ist in der US-PS 39 04 818
ein System beschrieben, das feststellt, wann ein Fotosensor
einen übermäßigen Dunkelstrom liefert, und daraufhin ein Er
satzsignal einfügt, welches aus dem Mittelwert von Signalen
gebildet ist, die von den den fehlerhaften Sensor umgebenden
Fotosensoren geliefert werden.
In manchen Anwendungsfällen, so etwa bei Bildwandlern, die
für Senderfernsehkameras bestimmt sind, können solche, mit
Signalmittelwertbildung arbeitenden Korrektureinrichtungen
aber nicht als befriedigend angesehen werden, weil die
Signalmittelwertbildung von sich aus künstliche Effekte in
das Fernsehbild bringt. Wenn mit der Kamera beispielsweise
eine Szene mit feinen Details in dem Bereich, wo das fehler
hafte Bildelement sitzt, aufgenommen wird, dann wird das
fehlerkorrigierte Signal höchstwahrscheinlich infolge der
Mittelwertbildung das fehlende Bilddetail nicht genau wieder
geben.
Aus der US-PS 44 88 178 ist eine Fernsehkamera mit zwei Bild
wandlern bekannt, auf die beide mit Hilfe der Kameraoptik und
eines Strahlenteilers Bilder projiziert werden und die Feh
lerstellen mit zu starkem Dunkelstrom aufweisen können. Das
bedeutet, daß die betreffenden Bildelemente insbesondere bei
niedriger Lichteinstrahlung Kontrastfehler aufweisen. Von den
beiden Bildsignalen wird mit Hilfe einer Logikschaltung je
weils das ausgesucht, welches von einem guten Bildelement
kommt. Auch aus der US-PS 44 81 539 ist eine Fernsehkamera
mit zwei Bildwandlern bekannt, auf welche das gleiche Bild
projiziert wird und deren Ausgangssignale miteinander kombi
niert werden, außer wenn einer ein Signal von einem fehler
haften Bildelement liefert. In diesem Fall wird nur das
Signal vom guten Bildelement verwendet. Wenn auch diese Tech
nik nicht die obenerwähnten, durch die Signalmittelwertbil
dung bedingten künstlichen Effekte ergibt, so werden doch
zwei Bildwandler benötigt, und damit steigen Kosten und Bau
größe der Fehlerkorrektureinrichtung. Es besteht daher ein
Bedürfnis nach einer Fehlerkorrektureinrichtung, welche kei
nen zweiten Bildwandler benötigt, sondern ein Ersatzsignal
für ein fehlerhaftes Bildelement durch Einsetzen eines
Signals erzeugt, welches von mindestens einem benachbarten
guten Bildelement abgeleitet ist.
Aus der DE 29 38 130 A1 ist ein System zur Störungs- bzw.
Rauschverminderung in einem Bildsignal bekannt, bei dem ein
Anteil des störungsbehafteten Signals mit einem Anteil eines
störbefreiten Signals zusammengefaßt wird und diese beiden
Anteile in Abhängigkeit von der Größe der Störungen gegen
sinnig regelbar sind. Es erfolgt also eine störungsabhängige
komplementäre Gewichtung der beiden gemischten Signale.
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, durch eine Bewertungsschaltung die bei der Produk
tion von Festkörperbildwandlern mit spezieller Senderquali
tät am häufigsten auftretenden, beleuchtungs- und/oder
temperaturabhängigen Kontrastfehler einzelner Bildelemente
auszugleichen, um damit die Ausbeute brauchbarer Bildwandler
zu erhöhen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß viele der
bei der Herstellung wegen fehlerhafter Bildelemente ausge
schiedenen Bildwandler tatsächlich meistens einzelne fehler
hafte Bildelemente mit niedrigem Kontakt enthalten. Niedrig
kontrastfehler sind solche, die im Wiedergabebild bei norma
ler Beleuchtung wegen ihrer relativ niedrigen Amplitude nicht
sichtbar sind und nur bei geringer Beleuchtung oder bei hoher
Betriebstemperatur auffallen. Macht man solche Bildwandler
für eine Bildwandlung mit Senderqualität verwendbar, dann
kann man die Ausbeute brauchbarer Bildwandler mit Sender
qualität ganz erheblich erhöhen und dadurch die Kosten pro
Bildwandler reduzieren.
Gemäß der hier zu beschreibenden Erfindung wird eine adaptive
Fehlerkorrektureinrichtung zusammen mit einem Festkörperbild
wandler benutzt, der Niedrigkontrast-Bildelementfehler auf
weist. Die Fehlerkorrektureinrichtung ist insofern adaptiv,
indem ihr Beitrag erst dann einsetzt, wenn der mittlere Pegel
des vom Bildwandler gelieferten Signals unter einen vorge
gebenen Punkt reduziert ist. Wenn der mittlere Pegel des
Bildwandlersignals beispielsweise infolge verringerter Szenen
beleuchtung unter diesen Punkt sinkt, dann liefert die Fehler
korrektureinrichtung einen Beitrag zu dem vom Bildwandler ge
lieferten Signal. Dieser Beitrag aus der Fehlerkorrektur
nimmt bei abnehmender Szenenbeleuchtung zu, bis bei einem
mittleren Bildsignalpegel das von den fehlerhaften Bildele
menten kommende Signal vollständig durch die Fehlerkorrektur
ersetzt wird. Bei so niedrigen Lichtwerten sind die von der
Fehlerkorrektur hervorgerufenen künstlichen Effekte mit
großer Wahrscheinlichkeit wegen Rauschen und anderen Bild
störungseigenschaften, die beim Betrieb des Bildwandlers mit
niedriger Beleuchtung auftreten, nicht mehr feststellbar.
Dabei gewichtet die Bewertungsschaltung im Falle eines Bild
punktes mit Niedrigkontrastfehler den Anteil des fehler
korrigierten Videosignals am Gesamtvideosignal in Abhängig
keit der einfallenden Lichtintensität, um somit ausschließ
lich im Falle geringer Lichtintensität einen hohen Anteil
des fehlerkorrigierten Videosignals (mit den entsprechenden
Mängeln bei der Berechnung) am Gesamtvideosignal zu erhalten.
Die Erfindung sei nachfolgend anhand eines in den
Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 teilweise als Blockschaltbild und teilweise als Strom
laufplan eine Fernsehkamera mit Festkörperbildwandler
und einer adaptiven Fehlerkorrektureinrichtung gemäß
der Erfindung,
Fig. 2a und 2b Diagramme zum Verständnis der Betriebsweise der
adaptiven Fehlerkorrektureinrichtung nach Fig. 1 und
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Fehlerspeichers, der sich zur
Verwendung bei der adaptiven Fehlerkorrektureinrichtung
nach Fig. 1 eignet.
Nach Fig. 1 wird von einer Szene ausgehendes Licht (symbolisiert
durch gestrichelte Linien) von einer Optik 10 auf den lichtempfind
lichen Wandlerteil eines Festkörperbildwandlers 12 fokussiert.
Im Beispiel ist der Bildwandler 12 ein Vertikal-Halbbildübertragungs-
CCD-Wandler, jedoch können auch
andere Festkörperbildwandler, etwa MOS-Elemente, verwendet werden.
Der Bildwandler 12 hat ein A-Register 14, welches auf das
fokussierte Licht reagiert, ein Speicher-B-Register 16 und ein
Zeilenauslese-C-Register 18; die letzten beiden Register sind
gegen das fokussierte Licht abgedeckt. Im A-Register 14 werden
infolge des fokussierten Lichtes Fotoelektronen erzeugt und als
Ladungspakete angesammelt, welche die Szene darstellen. Die
Ladungspakete werden durch (nicht dargestellte) Elektroden auf
spezielle Stellen beschränkt, die in horizontalen Reihen liegen
(dies ist ebenfalls nicht dargestellt), und auf Kanalbegrenzungs
bereiche, die in (ebenfalls nicht dargestellten) vertikalen
Spalten angeordnet sind. Die B- und C-Register 16 und 18 sind
ähnlich in Reihen und Spalten unterteilt, jedoch hat das C-Register
18 nur eine Reihe. Die Spalten des B- und C-Registers 16 und 18
sind mit denjenigen des A-Registers 14 ausgerichtet.
Eine vertikale Bewegung der die Szene repräsentierenden
akkumulierten Ladungspakete durch das A- und B-Register 14 und 16
erfolgt unter Steuerung durch gleichzeitiges Anlegen von
Taktsignalen Φ A und Φ B an das A- bzw. B-Register 14 bzw. 16 während
eines Übertragungsintervalls, das innerhalb der Fernseh-Vertikal
rücklaufperiode auftritt. Während aufeinanderfolgender
Horizontalhinlaufperioden im nächsten Vertikalhinlaufintervall
werden Taktsignale Φ B und Φ C gleichzeitig an das B- bzw. C-Register
16 bzw. 18 angelegt, so daß die bildrepräsentativen Ladungspakete
zeilenweise seriell aus dem C-Register 18 ausgelesen werden. Die
Taktsignale Φ A , Φ B und Φ C werden von einem Taktsignalgenerator 20
erzeugt. Der Betrieb eines Vertikal-Halbbildübertragungs-CCD-
Bildwandlers mit Taktsignalen von einem Taktgenerator ist dem
Fachmann bekannt, so daß weitere Erläuterungen des Bildwandlerbetriebs
entbehrlich sind.
Die bildrepräsentativen Bildelemente vom C-Register 18 werden
durch eine Signalwiedergewinnungsschaltung 21 verarbeitet, die an
ihrem Ausgang ein Videosignal liefert. Die Schaltung 21 enthält
beispielsweise bekannte Rauschverringerungs- und Vorverstärker
schaltungen, welche etwa mit dem Korrelations-Doppelabtastprinzip
arbeiten, um das Videosignal abzuleiten. Näheres über Korrelations-
Doppelabtast-Schaltungen finden sich im Buch "Solid-State Imaging"
von Jespers Van de Wielf und White, erschienen 1976 im
Noordhoff-Leyden-Verlag. Die Optik 10 enthält eine übliche Blende
(zur Belichtungsregelung), die jedoch nicht dargestellt ist und
das auf den Bildwandler 12 auffallende Licht innerhalb eines
Optimalbereiches hält, bei dem der Weißspitzenpegel des am Ausgang
der Schaltung 21 gelieferten Videosignals im wesentlichen konstant
bleibt.
Am Ausgang der Schaltung 21 wird das Videosignal in zwei Signal
verarbeitungswege aufgeteilt. Einer der Wege enthält eine
Fehlerkorrektureinrichtung 22 zur Erzeugung eines fehlerkorrigierten
Videosignals V C , in welchem für jeden Niedrigkontrast-Bildfehler
ein Ersatz geschaffen ist. Der andere Weg enthält keine Fehler
korrektur und liefert ein nicht fehlerkorrigiertes Videosignal V N .
Die Fehlerkorrektureinrichtung 22 enthält einen Fehlerprozessor 24,
welcher Bildelemente verarbeitet, die das fehlerhafte Bildelement
umgeben, und das korrigierte Videosignal erzeugt. Sie kann eine
der zahlreichen bekannten Video-Dropout-Kompensationstechniken
benutzen, wie sie etwa in Bandwiedergabesystemen verwendet werden,
etwa gemäß der US-PS 41 22 489 (ausgegeben am 24. Oktober 1978 für
Bolger et al). Zur Aktivierung des Fehlerprozessors 24 dient ein
von einem Fehlerspeicher 26 abgeleitetes Signal FLAG. Der
Fehlerspeicher 26 kann ein ROM-Speicher sein, in den Adressen
eingespeichert sind, welche die Stellen von Bildelementen mit
niedrigem Kontrast im Bildwandler 12 darstellen; er ist im
einzelnen in Fig. 3 dargestellt. Dem Fehlerspeicher 26 werden
Taktsignale vom Taktgenerator 20 in Synchronismus mit an den
Bildwandler 12 gelieferten Taktsignalen zugeführt, so daß das
Signal FLAG in Synchronismus mit dem Eintreffen des Videosignals
von einem fehlerhaften Bildelement am Eingang des Fehlerprozessors
24 erzeugt wird. Das korrigierte Videosignal V C und das
unkorrigierte Videosignal V N werden Signalübertragungsstufen 28
bzw. 30 zugeführt, welche diese beiden Videosignale mit
komplementären Gewichtsfaktoren versehen. So läßt sich das
Ausgangssignal der Stufe 28 als xV C und das Ausgangssignal der
Stufe 30 als (1 - x)V N darstellen, wobei der Wert von x zwischen
0 und +1 liegen kann.
Die Ausgangssignale der Stufen 28 und 30 werden in einem Addierer
32 zu einem adaptiv fehlerkorrigierten Videosignal kombiniert,
welches dem restlichen Teil der Kamerasignal-Verarbeitungsschaltung
34 zur Erzeugung eines Videosignalgemisches an deren Ausgang
zugeführt wird. Wie üblich kann die Schaltung 34 eine
Verstärkungsregelschaltung, eine Korrekturschaltung (Shading-,
Flare- und Gamma-Korrektur), eine Begrenzungsschaltung für
Schwarz- und Weißpegel, eine Austast- und Synchronsignaleinfügungs
schaltung, eine RGB-Matrix und einen Farbmodulator enthalten.
Wie bereits gesagt wurde, ist eine Fehlerkorrektur bei einer
Senderqualitätskamera im allgemeinen nicht erwünscht, weil sie
notwendigerweise künstliche Effekte in das Videosignal einbringt.
Wenn jedoch ein Bildwandler mit Niedrigkontrast-Bildfehlern in
einer Fernsehkamera verwendet wird, dann sind die Fehler bei
normaler Szenenbeleuchtung nicht bemerkbar. Dann wird nämlich
genug Licht auf den Bildwandler fokussiert, um volle Mulden von
bildrepräsentierenden Ladungssignalen entsprechend den weißen
Bereich der Szene zu ergeben. Eine volle Ladungsmulde kann
beispielsweise 100 000 Elektronen entsprechen, während ein
Niedrigkontrast-Bildelement (das beispielsweise aus 5000 Elektronen
übermäßigen Dunkelstroms resultiert) 105 000 Elektronen entspricht.
Da Fernsehkameras eine Gamma-Korrekturschaltung enthalten, welche
die Weißpegel des Videosignals um einen Faktor von etwa vier
komprimieren, ist der Niedrigkontrastfehler nicht bemerkbar. Wenn
weiterhin ein Bildelement mit Niedrigkontrastfehler in einem
dunklen Bereich einer im übrigen gut beleuchteten Szene sitzt,
dann ist der Niedrigkontrastfehler noch nicht bemerkbar, weil
ein Dunkelstromsignal für 5000 Elektronen noch dunkel erscheint.
Wird jedoch die Gesamt- oder mittlere Szenenbeleuchtung bis zu
dem Punkt verringert, wo dies nicht mehr von der (nicht veran
schaulichten) Blende in der Optik 10 kompensiert werden kann,
dann wird dementsprechend die Verstärkung der Verstärker im
Videosignalverarbeitungsweg erhöht, so daß das Videosignal
einschließlich der Niedrigkontrastfehler bis zu dem Maß verstärkt
wird, wo die Fehler störend in Erscheinung treten. Daher wird
gemäß der Erfindung das fehlerkorrigierte Videosignal V C nicht
zur Bildung des Videosignals benutzt, welches dem restlichen
Teil der Kamerasignalverarbeitungsschaltung 34 zugeführt wird,
bis der Mittelwert des Videosignals vom Bildwandler auf einen
vorbestimmten Punkt abgesunken ist, wo Niedrigkontrast-Bildelement
fehler störend sichtbar werden.
Im einzelnen liefert diesbezüglich ein Regelsignalgenerator 36
ein Regelsignal C S an jede der Stufen 28 und 30 zur Regelung der
Größe der Gewichtung ihrer jeweiligen Eingangssignale, also zur
Regelung des Wertes des Koeffizienten x. Wenn C S x gleich 0 werden
läßt, dann wird kein Anteil des korrigierten Videosignals V C dem
Addierer 32 zugeführt, sondern nur das nichtkorrigierte Videosignal
V N wird von der Schaltung 34 verarbeitet. Läßt C S x gleich 1 werden,
dann gelangt kein Anteil des unkorrigierten Videosignals, aber
das gesamte korrigierte Videosignal zum Addierer 32.
In der einfachsten Form reagiert der Regelsignalgenerator 36 auf
einen Zustand hoher Verstärkung des regelbaren Videosignalverstärkers
38, der beispielsweise in der Kamerasignalverarbeitungsschaltung 34
enthalten ist, um das Regelsignal C S zu erzeugen. Bei geringer
Beleuchtung schließt der Kameramann einen Schalter 40, wodurch der
Verstärker 38 mit hoher Verstärkung betrieben wird. Der Regelsignal
generator 36 reagiert auf den Schalter 40 mit der Erzeugung eines
Regelsignals C S , bei dem x gleich 1 wird, wenn der Schalter
geschlossen ist, bzw. gleich 0, wenn der Schalter 40 offen ist.
Wenn also der Verstärker 38 mit hoher Verstärkung betrieben wird,
ist der Schalter 40 geschlossen, und der Regelsignalgenerator 36
läßt die Signalübertragungsstufen 28 und 30 so arbeiten, daß nur
das fehlerkorrigierte Videosignal V C zum Addierer 32 gelangt. Wird
umgekehrt der Verstärker 38 mit niedriger Verstärkung betrieben,
also bei normaler Szenenbeleuchtung, dann ist der Schalter 40 offen,
und der Regelsignalgenerator 36 läßt die Signalübertragungsstufen
28 und 30 so arbeiten, daß nur das nichtfehlerkorrigierte
Videosignal V N zum Addierer 32 gelangt. Bei dieser Ausführungsform
können die Signalübertragungsstufen 28 und 30 einfache EIN/AUS-
Übertragungstore sein und der Regelsignalgenerator 36 kann ein
Spannungspegelverschieber zur Erzeugung der richtigen Regelsignale
C S für die Steuerung der Übertragungstore 28 und 30 in Abhängigkeit
von der Stellung des Schalters 40 sein.
Es kann erwünscht sein, das fehlerkorrigierte Videosignal mit dem
unkorrigierten Videosignal bei einer Abnahme des auf den
Bildwandler fokussierten Lichtes allmählich tauschen zu lassen.
Weiterhin können einige Fernsehkameras keinen Verstärkungs
umschalter 40 haben. Bei einer abgewandelten Ausführungsform
wird dem Regelsignalgenerator 36 ein Verstärkungsregelsignal,
wie durch die gestrichelte Leitung 42 veranschaulicht ist,
zugeführt zur automatischen Regelung der Verstärkung eines
Videosignalverstärkers, etwa des Verstärkers 38 in der Schaltung
34. Daraufhin ändern der Regelsignalgenerator 36 und die Stufen
28 und 30 den Gewichtsfaktor x, wie in der Darstellung nach Fig. 2a
angedeutet ist. Wenn also das Verstärkungsregelsignal über einen
Schwellwert V AGC-TH in Fig. 2a ansteigt und damit angibt, daß die
Gesamtszenenbeleuchtung auf den Punkt abgesunken ist, wo
Niedrigkontrastfehler gerade sichtbar werden, dann wird der Wert x
von 0 auf 1 vergrößert. Damit wird graduell der Anteil des
verwendeten fehlerkorrigierten Videosignals V C vergrößert und
entsprechend der Anteil des nichtfehlerkorrigierten Videosignals
V C vermindert, aus welchen das Videosignalgemisch abgeleitet wird.
Bei dieser abgewandelten Ausführungsform enthalten die Stufen 28
und 30 übliche Signalmultiplizierschaltungen, und der Regelsignal
generator 36 reagiert auf das Verstärkungsregelsignal mit der
Erzeugung und Lieferung eines Regelsignals entsprechend der Kurve
nach Fig. 2a an die Stufe 28 und mit der Erzeugung und Regelung
eines komplementären Regelsignals entsprechend (1 - x) an die
Stufe 30.
Anstelle eines Abfühlens des Verstärkungsregelsignals für eine
Anzeige niedriger Szenenbeleuchtung kann es in einigen Anwendungen
erwünscht sein, den mittleren Bildpegel (ALP) abzufühlen. Liegt
dieser unterhalb eines vorbestimmten Schwellwertes, der in Fig. 2b
mit V APL-TH bezeichnet ist, dann ist anzunehmen, daß das Bild
wegen der niedrigen Szenenbeleuchtung relativ dunkel ist. Wie
bereits erwähnt, treten Niedrigkontrast-Bildelementfehler nur
bei geringer Szenenbeleuchtung auf. Man dann daher einen APL-
Detektor 44 mit einer RC-Integratorschaltung, die auf das am
Ausgang der Signalwiedergewinnungsschaltung 21 erscheinende
Videosignal reagiert, verwenden, um das APL-Signal dem
Regelsignalgenerator 36 zuzuführen, wie dies die gestrichelten
Linien zeigen. Auf das APL-Signal hin wirken der Regelsignal
generator 36 und die Stufen 28 und 30 zusammen, um den
Gewichtsfaktor x zu ändern, wie dies Fig. 2b zeigt. Vor dem
Abnehmen des Signals APL auf den Schwellwert ist gemäß der Kurve
202 x gleich 0, und es wird kein Fehlerkorrektursignal
benutzt. Sinkt jedoch das Signal APL über den Schwellwert hinaus,
dann wird x dementsprechend auf 1 vergrößert, so daß der Anteil
des verwendeten fehlerkorrigierten Signals entsprechend ansteigt
und der benutzte Anteil des nichtfehlerkorrigierten Signals
entsprechend kleiner wird.
Da bekannterweise der Dunkelstrom mit steigender Bildwandlertemperatur
ebenfalls ansteigt, wächst die Bedeutung der Niedrigkontrast-
Bildfehler mit zunehmender Bildwandlertemperatur gleichfalls an.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird dem Regelsignal
generator 36 (wie die gestrichelten Linien veranschaulichen) auch
ein temperaturabhängiges Signal C T zugeführt, um den APL-Schwellwert
in Abhängigkeit von einem Anwachsen der Bildwandlertemperatur über
die normale Betriebstemperatur hinaus zu vergrößern. Wenn also der
Bildwandler bei höherer Temperatur betrieben wird, dann verschiebt
sich die Gewichtsfaktorkurve 202 nach rechts zur Kurve 204 in
Fig. 2b, so daß die anteilige Verwendung des fehlerkorrigierten
Signals bereits beginnt, wenn die Schwelle APL von V′ APL-TH
verringert wird. Bei irgendeiner höheren Temperatur kann die
Schwellwertspannung APL sogar bis zu dem Punkt erhöht werden,
wo das fehlerkorrigierte Ausgangssignal sogar bei normaler
Szenenbeleuchtung verwendet wird. Auch dieser Zustand wird von
den Prinzipien der Erfindung erfaßt, da bei erhöhten Temperaturen
Niedrigkontrast-Bildfehler sogar bei normaler Szenenbeleuchtung
störend bemerkbar sein können.
Das temperaturabhängige Signal V T kann von einer Diode 46
geliefert werden, die in den Bildwandler 12 integriert ist oder
in anderweitiger thermischer Verbindung mit ihm steht und im
Durchlaß mit einem (nicht dargestellten) festen Strom betrieben
wird. Bekannterweise nimmt der Spannungsabfall am PN-Übergang
einer leitend vorgespannten Diode mit zunehmender Temperatur ab
und kann daher zur Bestimmung von Änderungen der Bildwandler
temperatur herangezogen werden.
Fig. 3 zeigt als Blockschaltbild Einzelheiten des Fehlerspeichers
26 nach Fig. 1. Ein Fehleradressen-ROM-Speicher 32 enthält bei
der Kameraherstellung eingespeicherte Adressen entsprechend
den Stellen jedes Fotosensors mit Niedrigkontrastfehler innerhalb
des im Bildwandler 12 enthaltenen Halbbildes von Fotosensoren.
Eine ROM-Logikschaltung 304 gibt dem Adressen-ROM 302 an, wann
die Adresse des nächsten zu erwartenden fehlerhaften Fotosensors,
der vom Bildwandler 12 ausgelesen wird, zu liefern ist. Die
ROM-Logikschaltung 304 enthält eine Einleitungsschaltung, welche
den ROM-Speicher 302 veranlaßt, an seinem Ausgang die Adresse des
ersten fehlerhaften Fotosensors zur Verfügung zu stellen, die
dann in einem Schieberegister 306 gespeichert wird und einer
Vergleichsschaltung 308 als ein Eingangssignal zugeführt wird.
Ein Bildelementzähler 310 reagiert auf die vom Taktgenerator 20
seinem Takteingang C zugeführten Bildelementratensignale und
führt dem anderen Eingang der Vergleichsschaltung 308 Adressensignale
zu, welche der Stelle des Fotosensors entsprechen, dessen Signal
vom Bildwandler 12 gerade geliefert wird. Wenn die der
Vergleichsschaltung 308 zugeführten Adressensignale übereinstimmen,
dann erzeugt dieser an seinem Ausgang das Signal FLAG, welches
den Fehlerprozessor 24 in Fig. 1 aktiviert. Die ROM-Logikschaltung
304 ändert aufgrund des Signals FLAG die Signale, welche sie dem
ROM-Speicher 302 zuführt, um diesem anzudeuten, daß er die Adresse
des nächsten fehlerhaften Bildelementes ausgeben soll. Der
Taktgenerator 20 liefert ein halbbildfrequentes Signal an den
Rückstelleingang R des Bildelementzählers 310, um diesen
zurückzustellen, wenn ein vollständiges Halbbild von Fotosensoren
aus dem Bildwandler 12 ausgelesen ist.
Wenn die Erfindung hier auch zur Verwendung innerhalb einer
Fernsehkamera mit einem einzigen Festkörperbildwandler beschrieben
ist, so versteht sich doch, daß auch in Kameras mit mehreren
Bildwandlern jedem Bildwandler eine adaptive Fehlerkorrektur
einrichtung der hier beschriebenen Art zugeordnet sein kann.
Ferner ist der regelbare Verstärker 38 als innerhalb der
Schaltung 34 enthalten erläutert worden, jedoch können sie
ebensogut in der Signalwiedergewinnungsschaltung 21 enthalten
sein. In diesem Falle sollte jedoch der APL-Detektor 44 an
einem Punkt vor dem geregelten Verstärker an die Signalwieder
gewinnungsschaltung 21 angeschlossen sein.
Claims (9)
1. Fernsehkamera mit einer Optik (10) zur Abbildung von
Licht einer Szene auf eine Festkörperbildwandleranordnung
(12), welche Bildelemente mit beleuchtungs- oder temperatur
abhängigen Kontrastfehlern aufweist und ein Videosignal in
Abhängigkeit von dem durch die Optik auf sie fallenden Licht
liefert, gekennzeichnet durch
eine erste und eine zweite parallelgeschaltete Signalver
arbeitungseinrichtung, von denen die erste eine Fehlerkorrek
tureinrichtung (24) enthält, die in Abhängigkeit von dem vom
Bildwandler gelieferten Videosignal ein fehlerkorrigiertes
Videosignal ableitet und eine erste Signalübertragungsstufe
(28) enthält, und von denen der zweite Signalweg eine zweite
Signalübertragungsstufe (30) enthält, die so geschaltet ist,
daß sie aufgrund ihr vom Bildwandler zugeführter Signale ein
Videosignal liefert, welches nicht fehlerkorrigiert ist,
wobei der Betrag des vom Eingang zum Ausgang der ersten und
zweiten Signalübertragungsstufen übertragenen Signals in
komplementärer Weise durch Regelsignale (C S ) regelbar ist,
und eine Kombinationsschaltung (32) zur Zusammenfassung der
an den Ausgängen der ersten und zweiten Signalübertragungs
stufe erscheinenden Signale zu einem adaptiv fehlerkorrigier
ten Videosignal.
2. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Regelschaltung ein Signal liefert, dessen Pegel sich
entsprechend der Menge des auf dem Bildwandler abgebildeten Lichtes
verändert, und daß die Regelschaltung die jeweiligen Regelsignale
liefert.
3. Kamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelschaltung einen Verstärkungseinstellschalter mit
mehreren Positionen enthält, welcher die Größe der Verstärkung
regelt, mit der die vom Bildwandler gelieferten Videosignale
verstärkt werden, um einen konstanten Pegel zu haben, und daß die
jeweiligen Regelsignale in Abhängigkeit von der Position des
Verstärkungseinstellschalters erzeugt werden.
4. Kamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelschaltung eine Einrichtung zur Erzeugung eines
Verstärkungsregelsignals für einen in seiner Verstärkung regelbaren
Verstärker erzeugt, der zur Aufrechterhaltung der Verstärkung der
vom Bildwandler gelieferten Videosignale auf einem im wesentlichen
konstanten Pegel dient, und daß die jeweiligen Regelsignale in
Abhängigkeit von einem Verstärkungsregelsignal erzeugt werden,
das dem regelbaren Verstärker zur Regelung seiner Verstärkung
zugeführt wird.
5. Kamera nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die von der Regelschaltung erzeugten jeweiligen Regelsignale
das Maß der Signalübertragung durch die erste und zweite Signal
übergangsstufe sich in komplementärer Weise verändern läßt
derart, daß bei einer Vergrößerung der Verstärkung des regelbaren
Verstärkers durch das Verstärkungsregelsignal der Anteil des der
Kombinationsschaltung zugeführten fehlerkorrigierten Videosignals
entsprechend größer wird, während der Anteil des nichtfehlerkorri
gierten Videosignals entsprechend geringer wird.
6. Kamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelschaltung einen Detektor für den mittleren Bildpegel
enthält, der ein Ausgangssignal als Maß für die mittlere Bildhelligkeit
des fokussierten Bildes liefert, und daß die jeweiligen Regelsignale
in Abhängigkeit vom Pegel des Ausgangssignals dieses Detektors
erzeugt werden.
7. Kamera nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die von der Regelschaltung erzeugten jeweiligen Regelsignale
das Maß der Signalübertragung durch die erste und zweite Stufe
(28, 30) sich komplementär verändern läßt derart, daß bei Abnahme
des APL-Signals über einen vorbestimmten Schwellwert hinaus der
Anteil des der Signalkombinationsschaltung (32) zugeführten
fehlerkorrigierten Videosignals entsprechend zunimmt, während der
Anteil des nichtfehlerkorrigierten Videosignals entsprechend
abnimmt.
8. Kamera nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelschaltung die jeweiligen Regelsignale in Abhängigkeit
von dem APL-Signal erzeugt, nachdem dieses unter einen vorbestimmten
Schwellwert abgesunken ist.
9. Kamera nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Temperaturfühlschaltung zur Lieferung eines die
Betriebstemperatur des Bildwandlers darstellenden Signals an die
Regelschaltung vorgesehen ist, und daß die Regelschaltung den
vorbestimmten Schwellwert in Abhängigkeit von dem temperaturabhängigen
Signal verändert.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/697,131 US4600946A (en) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | Adaptive defect correction for solid-state imagers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3602806A1 DE3602806A1 (de) | 1986-08-07 |
DE3602806C2 true DE3602806C2 (de) | 1988-09-08 |
Family
ID=24799927
Family Applications (1)
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