DE4023417A1 - Automatisches fokussiersystem und bildeingabeeinrichtung mit einem automatischen fokussiersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Fokussiersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und betrifft ferner eine Bildeingabeeinrichtung mit einem automatischen Fokus­ siersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2.

Einrichtungen, um Bilder zu übertragen, sind durch Videophone bzw. Bildtelefone u.ä. realisiert. Jedoch hat eine Bildein­ gabeeinrichtung, welche in derartigen Geräten vorgesehen ist, im allgemeinen keine hohe Leistung. In den meisten Fällen wird eine Panfocus-Kamera mit einem Fokussiersystem als die Bildeingabeeinrichtung verwendet. Die Bildeingabe­ einrichtung mit dem Fokussiersystem wird auch in Videoka­ meras verwendet.

Gegenwärtig wird am häufigsten ein sogenanntes "Mountain- Climbing"-System als System verwendet, um Fokalinformation zu erhalten. Das "Mountain-Climbing"-System ist vorgeschla­ gen in "Automatic Focal Adjustment in Television Camera Using Mountain-Climbing Servo System", NHK Technical Report, Vol. 17, Nr. 1, Stn. 7-12, 1965. Bei diesem System wird die Fokalinformation mit Hilfe eines Bildsignals erhalten, wel­ ches von einem Aufnahmeelement abgegeben wird. Bei dem be­ stehenden Fokussiersystem wird ein Bandpaßfilter verwendet, um eine hochfrequente Komponente zu extrahieren, welche in dem Bildsignal enthalten ist, und das Signal wird im allge­ meinen in analoger Form verarbeitet. Außerdem werden eine Anzahl Typen von Bandpaßfiltern verwendet, um falsche In­ formation aus der Fokalinformation auszuschließen. Die Ver­ wendung der Anzahl Typen von Bandpaßfiltern ist beispiels­ weise in einer japanischen Patentanmeldung Nr. 64-16177 sowie in "New Automatic Focusing System", Television Society Technical Report beschrieben.

Darüber hinaus ist auch eine elektronische Stehbildkamera vorgeschlagen, welche ein Bildaufnahmeelement, um das Bild einer photoelektrischen Umwandlung zu unterziehen, einen Analog-Digital-Umsetzer, um ein abgegebenes Bildsignal des Bildaufnahmeelements in ein digitales Bildsignal umzusetzen, und einen Speicher aufweist, um das abgegebene Bildsignal des A/D-Umsetzers zu speichern. Das digitale Bildsignal wird aus dem Speicher gelesen, und ein entsprechendes Bild wird auf einem Bildkontrollempfänger dargestellt. Eine derartige elektronische Stehbildkamera ist in japanischen Patentan­ meldungen Nr. 54-1 39 422, Nr. 56-1 58 583, Nr. 57-28 480, Nr. 62-2 69 581 und Nr. 63-1 46 583 vorgeschlagen.

Das Fokussiersystem der vorstehend beschriebenen Bildeingabe­ einrichtungen benutzt Teile ausschließlich für das Fokussier­ system, und die Anzahl an Teilen, welche in dem Fokussiersy­ stem erforderlich sind, ist groß. Da außerdem alle Signale in analoger Form verarbeitet werden, ist die Genauigkeit des Fokussiersystems schlecht. Darüber hinaus ist durch die Be­ nutzung der Anzahl Bandfilter ebenfalls die Anzahl Teile er­ höht, welche in dem Fokussiersystem erforderlich sind.

Darüber hinaus speichert die elektronische Stehbildkamera in dem Speicher nur das Bildsignal, welches von dem Bildauf­ nahmeelement erhalten wird. Aus diesem Grund kann es lange Zeit in Anspruch nehmen, um ein Bild zu finden, das vor mehreren Jahren aufgenommen worden ist, da es auf das Ge­ dächtnis des Benutzers ankommt. Außerdem gibt es keine Ein­ richtung, um zu erkennen, wo und wann jedes in dem Speicher gespeicherte Bild tatsächlich aufgenommen wurde.

Gemäß der Erfindung soll daher ein automatisches Fokussier­ system sowie eine Bildeingabeeinrichtung mit dem automati­ schen Fokussiersystem geschaffen werden, bei welchen die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten beseitigt sind. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem automatischen Fokus­ siersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale in dessen kennzeichnenden Teil erreicht. Ferner ist dies bei einer Bildeingabeeinrichtung mit dem automa­ tischen Fokussiersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2 durch die Merkmale in diesem Anspruch 2 erreicht. Vorteil­ hafte Weiterbildungen sind Gegenstand der auf die Ansprüche 1 und 2 unmittelbar bzw. mittelbar rückbezogenen Unteran­ sprüche.

In der Bildeingabeeinrichtung gemäß der Erfindung ist die Ge­ nauigkeit der automatischen Fokussierung wegen eines in einer Operationseinrichtung durchgeführten, digitalen Be­ triebs verbessert, und die Anzahl an Teilen für das auto­ matische Fokussiersystem ist gering.

Ferner ist eine Bildeingabeeinrichtung der vorstehend be­ schriebenen Art gemäß der Erfindung geschaffen, in wel­ cher ferner Addiereinrichtungen vorgesehen sind, welche mit einer Verdichtungseinrichtung verbunden sind, um zusätzlich Information zu einem verdichteten Bildsignal von der Verdich­ tungseinrichtung hinzuzufügen. Die zusätzliche Informa­ tion kann beispielsweise Daten für ein Suchen und eine Da­ tum- und Zeitinformation sein. Bei der Bildeingabeeinrich­ tung gemäß der Erfindung kann ein gewünschtes Bild in kur­ zer Zeit aufgrund der zusätzlichen Information gesucht und gefunden werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Aus­ führungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeich­ nungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 Systemblockdiagramme, anhand welcher das Arbeitsprinzip der Erfindung erläutert wird;

Fig. 3 ein Systemblockdiagramm einer ersten Ausführungs­ form einer Bildeingabeeinrichtung gemäß der Erfin­ dung;

Fig. 4 ein Flußdiagramm, anhand welchem die Arbeitsweise eines Teils des in Fig. 3 dargestellten Blocksy­ stems erläutert wird;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, anhand welchem eine Arbeitsweise einer in Fig. 3 dargestellten Schaltanordnung im einzelnen erläuter wird;

Fig. 6 eine Beziehung zwischen Codierkoeffizienten und dem Brennpunkt;

Fig. 7 ein Systemblockdiagramm einer zweiten Ausführungs­ form der Bildeingabeeinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 8A und 8B Flußdiagramme zum Erläutern einer Arbeits­ weise einer in Fig. 7 dargestellten Systemsteuer­ einheit;

Fig. 9A bis 9F Diagramme zum Erläutern einer Arbeitsweise einer Eingabetaste und eine Anzeige auf einer Flüssigkristallanzeige-(LCD-)Einrichtung;

Fig. 10 ein Datenformat von in einem Speicher gespeicher­ ten Daten;

Fig. 11 ein Systemblockdiagramm einer Ausführungsform eines Verdichtungsteils einer Verdichtungs- und Dehnungseinrichtung, und

Fig. 12 ein Systemblockdiagramm einer Ausführungsform eines Dehnungsteils der Verdichtungs- und Dehnungs­ einrichtung.

Zuerst wird das Arbeitsprinzip der Erfindung anhand von Fig. 1 und 2 beschrieben. Bei der Erfindung erhält eine in Fig. 1 dargestellte Bildverdichtungseinrichtung 2 ein Bild­ signal von einem Abbildungs- bzw. Bildaufnahmesystem 1. Eine Recheneinrichtung 3 berechnet eine Fokalinformation des Ab­ bildungssystems 1 auf der Basis eines verdichteten Bildsig­ nals, welches von der Bildverdichtungseinrichtung 2 erhalten wird. Eine Fokussiereinstelleinrichtung 4 stellt einen Brennpunkt des Abbildungssystems 1 auf der Basis der Fokal­ information ein, welche von der Recheneinrichtung 3 erhalten wird.

In Fig. 2 sind die Teile, welche dieselben sind wie die ent­ sprechenden Teile in Fig. 1, mit denselben Bezugszeichen be­ zeichnet, und daher nicht noch einmal beschrieben. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung fügt eine Daten­ addiereinrichtung 5 zum verdichteten Bildsignal von der Bild­ verdichtungseinrichtung 2 Daten, für ein Suchen eine Datums­ information u.ä. hinzu. Ein Speicher 6 speichert das von der Datenaddiereinrichtung 5 erhaltene Signal.

In einer Bildübertragungs-/Speichereinrichtung, welche Bil­ der überträgt oder in einem Speicher speichert, muß eine Ein­ richtung zum Verdichten der Bilddaten vorgesehen sein, um das Bild mit vernünftiger Geschwindigkeit zu verarbeiten und mit begrenzter Speicherkapazität zu bewältigen. Kürzlich wur­ den digitale Bildprozessoren ausschließlich für die Bildver­ dichtung entwickelt. Die Verfahren, um die Bilddaten durch eine Bildcodierung zu verdichten, wurden mit dem Ziel ent­ wickelt, die Effizienz bei der Bildübertragung oder -spei­ cherung zu verbessern, und diese Verfahren sind unmittelbar bei dem Fokussiersystem anwendbar. Wenn ein Bild einer Fre­ quenzumsetzung unterzogen wird, kann im Grunde genommen die gesamte Bildinformation durch eine Gleichstromkomponente und eine niederfrequente Komponente beschrieben werden. Folglich wird die Bildcodierung gegenwärtig als am wirksamsten be­ trachtet, da nur die niederfrequente Komponente des Bildes verarbeitet wird, und die hochfrequente Komponente weggelas­ sen ist.

Wenn der Fokussierzustand in der Bildeingabeeinrichtung be­ obachtet wird, wird die hochfrequente Komponente des abge­ gebenen Bildsignals des Bildaufnahmesystems beobachtet, und zwar deswegen, da eine große Anzahl hochfrequenter Komponen­ ten in einem scharf eingestellten (in-focus) Bild enthalten ist, welches eine große Anzahl scharfer Kanten enthält. Die Frequenzkomponenten des von dem Bildaufnahmesystem abgegebe­ nen Bildsignals werden in der Bildeingabeeinrichtung ge­ messen, während ein Fokussierring gedreht wird, und der scharf eingestellte Zustand wird erhalten, wenn der Fokus­ sierring in einer Stellung gestoppt wird, in welcher eine maximale Anzahl hochfrequenter Komponenten in den Frequenz­ komponenten enthalten ist. Wenn folglich die niederfrequen­ te Komponente des Bildes für die Bildcodierung unmittelbar vor der Bildübertragung extrahiert wird und die hochfre­ quente Komponente des Bildes im übrigen für die Scharf­ oder Brennpunkteinstellung extrahiert wird, kann eine Bild­ übertragungseinrichtung verwirklicht werden, welche eine Bildeingabeeinrichtung hat, welche ständig und automatisch den Brennpunkt einstellen kann.

Die Ausführungsformen der Erfindung basieren auf dem vorste­ hend beschriebenen Prinzip. In Fig. 3 ist eine erste Aus­ führungsform einer Bildeingabeeinrichtung gemäß der Erfin­ dung dargestellt, welche bei einer Bildübertragungs-/Spei­ chereinrichtung verwendet ist. Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, anhand welchem eine Arbeitsweise eines Teils des in Fig. 3 dargestellten Blocksystems erläutert wird. In Fig. 3 nimmt ein Bildaufnahmesystem 11 ein Bild auf und gibt ein analoges Bildsignal ab. Dieses analoge Bildsignal wird in einem Vor­ verstärker 12 verstärkt und dann in einem Analog-/Digital- (A/D-)Umsetzer 13 einer A/D-Umsetzung unterzogen. Eine Sig­ nalverarbeitungsschaltung 14 führt eine vorherbestimmte Sig­ nalverarbeitung an dem digitalen Bildsignal durch, das vom A/D-Umsetzer 13 erhalten wird. Beispielsweise verarbeitet die Signalverarbeitungsschaltung 14 das abgegebene digitale Bildsignal des A/D-Umsetzers 13 in digitale rote, grüne und blaue Signale R, G und B. Ein D/A-Umsetzer 15 setzt das digitale Bildsignal von der Signalverarbeitungsschaltung 14 in ein analoges Bildsignal um, und eine Anzeigeeinrichtung 13 zeigt ein Bild in Abhängigkeit von dem analogen Bildsig­ nal.

Das digitale Bildsignal von der Signalverarbeitungsschaltung 14 wird auch an einen Codier-Operationsteil 17 angelegt. Bei­ spielsweise weist der Codier-Operationsteil 17 eine diskrete Cosinus-Transformationsschaltung auf, welche das digitale Bildsignal durch eine diskrete Cosinus-Transformation ver­ dichtet. Ein abgegebenes Bildsignal des Codieroperationsteils 17 wird an eine Schaltanordnung 18 angelegt. Bei einem auto­ matischen Fokussierbetrieb legt die Schaltanordnung 18 eine hochfrequente Komponente des Bildsignals, welches von dem Co­ dieroperationsteil 17 erhalten wird, an einen Operationsteil 19 an. Die Betriebsart der Schaltanordnung 18 wird auf einen Bildspeicher- oder einen Bildübertragungsbetrieb durch eine Unterbrechung geschaltet, wenn eine Bildspeicher- oder eine Bildübertragungsanforderung vorliegt. Bei dem Bildspeicherbe­ trieb legt die Schaltanordnung 18 eine niederfrequente Kom­ ponente des Bildsignals, welches von dem Codieroperationsteil 17 erhalten wird, an eine Speichereinrichtung (Speicher) 25 an. Bei dem Bildübertragungsbetrieb gibt die Schaltanordnung 18 die niederfrequente Komponente des Bildsignals, welches von dem Codieroperationsteil 17 erhalten wird, an einen Übertragungsweg 20 ab.

Das Bildsignal, welches über den Übertragungsweg 20 in dem Bildübertragungsbetrieb übertragen wird, wird in einem De­ codierteil 21 decodiert und vor der Verdichtung in das digi­ tale Bildsignal zurückgeführt. Das decodierte Bildsignal wird in einen D/A-Umsetzer 22 in ein analoges Bildsignal umgesetzt, und eine Anzeigeeinrichtung 23 zeigt ein Bild in Abhängigkeit von dem analogen Bildsignal an.

Der Operationsteil 19 führt eine Operation durch, um eine Pokalinformation zu erhalten, welche den Fokussierzustand des Bildaufnahmesystems 11 auf der Basis des Bildsignals an­ zeigt, welches von der Schaltanordnung 18 in dem automati­ schen Fokussierbetrieb empfangen wird. Eine Motorsteuerein­ heit 24 steuert einen (nicht dargestellten) Motor entspre­ chen der Fokalinformation an, welche von dem Operationsteil 19 erhalten wird, um so eine Linsenanordnung des Bildaufnahme­ systems 11 zu bewegen und den Brennpunkt in einer Scharfein­ stellposition einzustellen. Die hochfrequente Komponente des Bildsignals, welches von dem Codierteil 17 über die Schalt­ anordnung 18 an den Operationsteil 19 angelegt wird, kann beliebig eingestellt werden, um so gewünschte Frequenzen in Abhängigkeit von dem Bild oder den Bedingungen zu erhalten.

Fig. 4 zeigt generell die Arbeitsweise der Ausführungsform. In Fig. 4 wird bei einem Schritt S1 das Bild über das Bild­ aufnahmesystem 11 eingegeben. Bei einem Schritt S2 wird das Bildsignal in dem Codierteil 17 codiert, und beim Schritt S3 wird unterschieden, ob die Betriebsart der Schaltanordnung 18 auf den Bildübertragungsbetrieb eingestellt ist oder nicht. Wenn die Entscheidung beim Schritt S3 ja ist, wird das Bildsignal über den Übertragungsweg 20 übertragen, und bei einem Schritt S4 wird das Bildsignal in dem Decodierteil 21 decodiert. Bei einem Schritt S5 wird das Bildsignal in dem D/A-Umsetzer 22 einer D/A-Umsetzung unterzogen, und bei einem Schritt S6 das Bild basierend auf dem Bildsignal auf der Anzeigeeinrichtung 23 dargestellt.

Wenn dagegen das Ergebnis bei dem Schritt S3 nein ist, wird bei einem Schritt S4 eine automatische Fokussierung mit Hil­ fe des Operationsteils 19 und der Motorsteuereinheit 24 durchgeführt. Bei einem Schritt S8 wird das Bildsignal von der Bildverarbeitungsschaltung 14 in dem D/A-Umsetzer 15 einer D/A-Umsetzung unterzogen, und bei einem Schritt S9 wird das Bild basierend auf dem Bildsignal auf der Anzeige­ einrichtung 16 angezeigt.

Fig. 5 zeigt die Betriebsarten der Schaltanordnung 18 im einzelnen. In Fig. 5 wird bei einem Schritt S11 ein Bild­ signal von dem Codierteil 17 eingegeben, und bei einem Schritt S12 wird der Codierkoeffizient der diskreten Cosi­ nustransformation gelesen. Bei einem Schritt S13 wird ba­ sierend auf dem gelesenen Codierkoeffizienten über den Opera­ tionsteil 19 und die Motorsteuereinheit 24 eine Brennpunkt­ einstellung durchgeführt. Bei einem Schritt S14 wird das Bildsignal von dem Codierteil 17 eingegeben, und beim Schritt S15 wird der Codierkoeffizient gelesen. Bei einem Schritt S16 wird unterschieden, ob der vorhandene Codierkoeffizient größer als der vorherige Codierkoeffizient ist oder nicht. Der Ablauf kehrt auf den Schritt S13 zurück, wenn das Er­ gebnis beim Schritt S16 ja ist. Wenn dagegen das Ergebnis beim Schritt S16 nein ist, wird bei einem Schritt S17 un­ terschieden, ob es das erste Mal ist, daß das Unterschei­ dungsergebnis beim Schritt S16 nein ist, oder nicht. Wenn das Ergebnis beim Schritt S17 ja ist, wird bei einem Schritt S18 der Fokussierring in der umgekehrten Richtung gedreht, und der Ablauf kehrt auf den Schritt S13 zurück. Wenn das Ergebnis beim Schritt S17 nein ist, wird bei einem Schritt S19 der Fokussierring in die vorherige Stellung zurückge­ bracht. Bei einem Schritt S20 wird der Scharfeinstellzu­ stand gesetzt, und bei einem Schritt S21 wird das Bildsig­ nal in dem Speicher 25 gespeichert.

Mit anderen Worten, der in Fig. 5 dargestellte Ablauf sucht für eine "Spitze des Berges" in Fig. 6, welche die Bezie­ hung zwischen dem Codierkoeffizienten und dem Brennpunkt zeigt. Beim Schritt S17 wird unterschieden, ob es das erste Mal ist, daß das Unterscheidungsergebnis beim Schritt S16 nein ist, oder nicht, um so einen Fall in Betracht zu zie­ hen, bei welchem die Fokussiereinstellung bei dem Start in einer umgekehrten (falschen) Richtung durchgeführt wird.

Wenn die Stellung die "Spitze des Berges" durchläuft und abwärts zu gehen beginnt, wird entschieden, daß die vorherige Stellung dem scharf eingestellten bzw. im Brennpunkt befind­ lichen Zustand entspricht, und die Speicherung des Bildsignals beginnt aus dieser Position heraus.

In der in Fig. 3 dargestellten Bildübertragungs-/Speicherein­ richtung weist die Bildeingabeeinrichtung das Bildaufnahme­ system 11, den Vorverstärker 12, den A/D-Umsetzer 13, die Signalverarbeitungsschaltung 14, den Codierteil 17 und das Fokussiersystem auf. Bei dem Fokussiersystem ist jedoch der A/D-Umsetzer 13, die Signalverarbeitungsschaltung 14 und der Codierteil 17 verwendet und ist aus diesen Elementen und dem Operationsteil 19 sowie der Motorsteuereinheit 24 aufgebaut. Aus diesem Grund ist die Anzahl Teile, die zum Ausbilden des Fokussiersystems erforderlich sind, klein. Außerdem kann die Genauigkeit der automatischen Fokussierung verbessert werden, da das Fokussiersystem die Fokalinformation aus der hochfrequenten Komponente des digitalen Bildsignals berech­ net, welches von dem Codierteil 17 über die Schaltanordnung 18 erhalten wird, und das Bildaufnahmesystem 11 wird ba­ sierend auf dieser Fokalinformation eingestellt.

In einer Modifikation dieser Ausführungsform wird in dem Codierteil 17 eine adaptive diskrete Cosinus-Transformations­ schaltung verwendet. In dieser Ausführung und in deren Mo­ difikation kann die Anzahl an Teilen des Fokussiersystems verringert werden, da in dem Codierteil 17 die diskrete Cosinus-Transformationsschaltung oder die adaptive diskrete Cosinus-Transformationsschaltung benutzt wird, und diese Schaltungen können mit Hilfe eines digitalen Signalspro­ zessors verwirklicht werden, welcher ausschließlich für eine Verwendung in der Codiereinrichtung entwickelt ist.

In dieser Ausführungsform kann eine Videokamera dadurch ver­ wirklicht werden, daß der Übertragungsweg 20, der Decodier­ teil 21, derD/A-Umsetzer und die Anzeigeeinheit 23 in Fig. 3 weggelassen werden. Außerdem kann eine Bildübertragungsein­ richtung verwirklicht werden, indem die Speichereinrichtung 25 in Fig. 3 weggelassen wird.

Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Bildein­ gabeeinrichtung gemäß der Erfindung anhand von Fig. 7 be­ schrieben. In dieser Ausführungsform wird die Erfindung bei einer elektronischen Stehbildkamera angewendet. Fig. 8A und 8B sind Flußdiagramme, anhand welchen eine Arbeitsweise einer in Fig. 7 dargestellten Systemsteuereinheit erläutert wird. In Fig. 7 sind die Teile, welche im wesentlichen die gleichen sind wie die entsprechenden Teile in Fig. 3, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden daher nicht noch einmal beschrieben.

Die in Fig. 7 dargestellte Bildeingabeeinrichtung enthält einen Kamerateil 31, einen Adapterteil 32, einen Speicher 33, einen Ausgangsanschluß 34, die Schaltanordnung 18, den Opera­ tionsteil 19 und die Motorsteuereinheit 24. Der Speicher 33 entspricht der in Fig. 3 dargestellten Speichereinrichtung 25. Bei diesem automatischen Fokussierbetrieb legt die Schalt­ anordnung 18 an den Operationsteil 19 die hochfrequente Kom­ ponente der Bildsignale an, welche von Verdichtungs- und Deh­ nungseinheiten 47 und 48 des Kamerateils 31 erhalten werden. Wenn die Schaltanordnung 18 durch eine Unterbrechung der Bildspeicheranforderung auf den Bildspeicherbetrieb einge­ stellt ist, verbindet die Schaltanordnung 18 unmittelbar vor der Bildspeicherung mit dem Speicher 33, um so die nieder­ frequente Komponente der Bildsignale zu speichern, welche von den Verdichtungs- und Dehnungseinheiten 47 und 48 er­ halten werden. Der Operationsteil 19 führt eine Operation durch, um die Fokalinformation zu erhalten, welche den Fo­ kussierzustand eines Bildaufnahmesystems (35, 37 und 38) basierend auf dem Bildsignal anzeigt, welches von der Schalt­ anordnung 18 erhalten wird. Die Motorsteuereinheit 24 steu­ ert den (nicht dargestellten) Motor auf der Basis der Fokal­ information an, welche von dem Operationsteil 19 erhalten wird, um so eine Linsenanordnung 37 zu bewegen und um einen Brennpunkt einer Bildaufnahmeeinrichtung 31 in der scharf eingestellten (in-focus) Position einzustellen.

Die Bildaufnahmeeinrichtung 35 ist aus Festkörper-Bildsen­ soren wie zum Beispiel ladungsgekoppelten Einrichtungen (CCD′s) gebildet. Ein Schalter 30 wird verwendet, um die Energiequelle des Systems an- und auszuschalten, und schal­ tet das System auf die Bildaufnahme oder die Bildwiedergabe. Bei der Bildaufnahme steuert eine Systemsteuereinheit 46 einen Ansteuerteil 36 entsprechend einem Signal von dem Schalter 30 und steuert die Bildaufnahmeeinrichtung 35 an. Die Bildaufnahmeeinrichtung 35 nimmt das Bild eines Gegen­ standes über die Linsenanordnung 37 und einen Verschluß 38 auf und unterzieht das aufgenommene Bild einer photoelek­ trischen Umwandung, so daß ein analoges Bildsignal abgegeben wird, wenn durch den Ansteuerteil 36 angesteuert wird. Die­ ses analoge Bildsignal wird an einen Signalverarbeitungsteil 39 angelegt und dort einer Gamma-Korrektur, einer Randanhe­ bung u.ä. unterzogen. Der Bildverarbeitungsteil 39 setzt das analoge Bildsignal in ein Luminanzsignal Y und Farbdif­ ferenzsignale R-Y und B-Y um.

Das Luminanzsignal Y wird über einen A/D-Umsetzer 40 gelei­ tet und durch eine Speicher-Steuereinheit 41 in ein Vollbild (Bild) in einem Seitenspeicher 42 entwickelt. Die Farbdif­ ferenzsignale R-Y und B-Y von dem Signalverarbeitungsteil 39 werden durch einen Multiplexer 43 geschaltet, durchlaufen einen A/D-Umsetzer 44 und werden in einem Seitenspeicher 45 in ein Vollbild (Bild) entwickelt. In diesem Fall werden die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y mit der halben Abtast­ frequenz des Luminanzsignals Y abgetastet und in dem A/D-Um­ setzer 44 in einer Punktfolge einer A/D-Umsetzung unterzogen. Die Speichersteuereinheit 41 steuert die Seitenspeicher 42 und 45 und den Speicher 33, basierend auf einem Steuersig­ nal von der Systemsteuereinheit 46.

Eine kompakte Flüssigkristallanzeige (LCD) 49, eine Eingabe­ taste 59 und eine Dateneingabe-Schnittstelle 51 werden ver­ wendet, um den Operator der Kamera, den Ort der Aufnahme u.ä. einzugeben. Beispielsweise werden die Operator-Initia­ len und ein Code (eine Postleitzahl und Ortsnetzkennzahl einer Telefonnummer), welche den Ort der Bildaufnahme an­ zeigt, von der Eingabetaste 50 aus über die Schnittstelle 51 eingegeben. Die LCD-Anzeige 49 zeigt die Zeit und das Da­ tum einer Digitaluhr 52 und die eingegebenen Daten an. Die LCD-Anzeige 49 ist eine 6-Ziffer-Anzeige mit "0" bis "9" und mit Buchstaben "A"-"Z" sowie "a" bis "z".

Die 6 Ziffern der LCD-Anzeige 49 werden durch vier Tasten 53 bis 56 der Eingabetaste 50 gesteuert, wie in Fig. 9B dar­ gestellt ist, über welche die Daten für ein Suchen eingege­ ben werden. Die vier Tasten 53 bis 56 werden in entsprechen­ der Weise durch eine handelsübliche Digitaluhr gesteuert. Mit anderen Worten, mit einer Taste 53 "SETZEN/NÄCHSTE" wird die Änderung der Anzeigedaten auf der LCD-Anzeige 49 ge­ startet und gesetzt. Mit einer "+"-Taste 54 werden die Zei­ chen der Anzeigedaten in ansteigender Richtung geändert. Wenn beispielsweise das Zeichen der Anzeigedaten die Zahl "2" ist, wird diese Zahl auf "3" erhöht, wenn die "+"-Taste 54 einmal gedrückt wird, und die Zahl wird danach bei jedem Drücken der "+"-Taste 54 inkrementiert. Mit einer "-"-Taste 55 wird das Zeichen der Anzeige in abnehmender Richtung sukzessiv geändert. Wenn beispielsweise das Zeichen der An­ zeigedaten die Zahl "5" ist, wird diese Zahl auf "4" herab­ gesetzt, wenn die "-"-Taste 55 einmal gedrückt wi d, und die Taste wird danach bei jedem Drücken der "+"-Taste 55 dekrementiert. Eine Taste 56 "MODE" ändert die Betriebsart der Anzeigedaten der LCD-Anzeige 49. Beispielsweise werden die Anzeigedaten auf der LCD-Anzeige 49 nacheinander bezüg­ lich des Datums, der Zeit, des Operators, der Postleitzahl des Ortes, der Ortsnetzkennzahl, der Telefonnummer des Ortes u.ä. jedesmal dann geändert, wenn die "MODE"-Taste 56 ein­ mal gedrückt wird.

In der Praxis wird die "MODE"-Taste 56 gedrückt, um die ge­ wünschte Betriebsart auf der LCD-Anzeige 49 anzuzeigen, und dann wird erst die Taste 53 gedrückt. Folglich blinkt ein am weitestens links stehendes Zeichen der Anzeigedaten auf der LCD-Anzeige 49. Um dieses am weitestens links stehende Zei­ chen zu ändern, wird die "+"-Taste 54 oder die "-"-Taste 55 gedrückt, um ein gewünschtes Zeichen anzuzeigen, und es wird dann die Taste 53 gedrückt. Von links ein zweites Zeichen der Anzeigedaten auf der LCD-Anzeige 49 blinkt, und es kann eine ähnliche Änderung für dieses zweite Zeichen von links durchgeführt werden. Die Zeichenänderung endet, wenn das letzte Zeichen der Anzeigedaten der LCD-Anzeige 49 gesetzt ist, und die Taste 53 "SETZEN/NÄCHSTE" gedrückt wird.

Fig. 9A und 9C bis 9E zeigen Beispiele der Anzeigedaten auf der LCD-Anzeige 49. Fig. 9A zeigt die Zeit von "10 : 08 und 35s" an. Fig. 9C zeigt den Operator-Namen "NORIKO" an. Fig. 9D zeigt die Postleitzahl "772" des Ortes an, wobei "M" anzeigt, daß sich die Daten auf die Postleitzahl beziehen. Fig. 9E zeigt eine Ortsnetzkennzahl (45) der Telefonnummer des Ortes an, wobei "T" anzeigt, daß sich die Daten auf die Ortsnetzkennzahl der Telefonnummer beziehen.

Wenn mit der Wiedergabe die Zeichen entsprechend den Daten, welche für das Suchen verwendet werden, auf der LCD-Anzeige 49 angezeigt werden, steuert die Folgesteuereinheit 46 einen Zeichengenerator 57, welcher Rasterdaten erzeugt, welche an den Seitenspeicher übertragen sind.

Wenn eine Verschlußtaste gedrückt wird, und der Schalter 30 auf die Seite für eine Bildaufnahme geschaltet wird, steuert die Systemsteuereinheit 46 die Speichersteuereinheit 41, um ein Schreiben in den Seitenspeichern 42 und 45 zu starten. Daten eines Vollbildes (Bildes) werden in den Seitenspei­ chern 42 und 45 gespeichert, und das gespeicherte Luminanz­ signal Y und die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y werden in Verdichtungs- und Dehnungseinheiten 47 und 48 verdichtet. Die verdichteten Daten werden in dem Speicher 33 über die Schaltanordnung 18 zusammen mit den Daten von dem Zeichen­ generator 57 für den Suchvorgang und mit der Datum- und der Zeitinformation von der Uhr 52 gespeichert. Folglich werden die Daten für das Suchen und die Datums- und Zeitinforma­ tion als Bilddaten zu jedem der in dem Speicher 33 gespeicher­ ten Vollbildern (Bildern) addiert.

Fig. 10 zeigt ein Datenformat der in dem Speicher 33 gespei­ cherten Daten. In Fig. 10 zeigt eine Datenanfangserkennung einen Beginn einer Bilddatendatei an, und eine Datei-Daten­ länge zeigt die Anzahl Bytes der Bilddaten-Datei. Ein Codier­ system-Attributcode zeigt an, ob die Bilddaten verdichtet sind oder nicht, und zeigt bei einer Bestätigung das Verdich­ tungssystem an. Suchdaten enthalten die Daten zum Durchfüh­ ren des Suchvorgangs und die Datums- und Zeitinformation. Ein Bilddaten-Zeilenanfangsetikett ist eine Kennung des Bil­ des in Zeilen oder Blöcken, und die Bilddaten werden unmit­ telbar nach dem Bilddaten-Zeilenanfangsetikett gespeichert. Die Datei-Endkennung zeigt das Ende der Bilddaten-Datei an.

Bei einer Wiedergabe steuert die Systemsteuereinheit 46 die Speichersteuereinheit 41, um die Bilddaten, die zu einer Datei gehören, über die Schaltanordnung 18 aus dem Speicher 33 auszulesen. Die ausgelesenen Bilddaten werden in den Verdichtungs- und Dehnungseinheiten 47 und 48 ge­ dehnt und in den Seitenspeichern 42 und 45 entwickelt. Die entwickelten Bilddaten werden an den Adapterteil 32 übertra­ gen, in welchem die Bilddaten von den Speicherseiten 42 und 45, d.h. das Luminanzsignal Yund die Farbdifferenzssignale R-Y und B-Y in entsprechenden D/A-Umstzern 48, 59 und 60 einer D/A-Umsetzung unterzogen werden. Abgegebene Analogsig­ nale der D/A-Umsetzer 58 bis 60 werden an einen NTSC-System­ codierer 61 angelegt, welcher die ankommenden Signale in ein Videosignal umsetzt, welches dem NTSC-System angepaßt ist. Das abgegebene Videosignal des NTSC-Systemcodierers 61 wird von einem Ausgangsanschluß 34 aus abgegeben und an einen (nicht dargestellten) Fernsehmonitor u.ä. angelegt. Der Fern­ sehmonitor u.ä. gibt das Bild aus dem Videosignal wieder, und ein in Fig. 9F dargestelltes Bild ist beispielsweise verkleinert. In Fig. 9F werden die Daten zum Durchführen des Suchens und die Datums- und Zeitinformation zusammen mit dem ursprünglichen Bild dargestellt.

Als nächstes wird der Bildaufnahmevorgang und der Wiedergabe­ vorgang anhand von Fig. 8A und 8B beschrieben. Fig. 8A ist ein Flußdiagramm zum Erläutern des Bildaufnahmevorgangs. Bei einem Schritt S41 wird unterschieden, ob die Verschlußtaste gedrückt ist oder nicht. Wenn das Ergebnis beim Schritt S41 ja ist, wird beim Schritt S42 die Speichersteuereinheit 41 instruiert, mit dem Entwickeln der Bilddaten, die zu einem Vollbild (einer Seite) in den Bildspeichern 42 und 45 ge­ hören, zu beginnen, und die Daten für das Suchen und die Da­ tums-Zeitinformation in den Speichern 33 zu speichern. Bei einem Schritt S43 wird der Start der Bilddatenverdichtung in den Verdichtungs- und Dehnungseinheiten 47 und 48 befohlen. Bei einem Schritt S45 wird ein Datentransfer durchgeführt, um die Datei-Information in dem Speicher 33 zu speichern.

Fig. 8B ist ein Flußdiagramm, anhand welchem der Wiedergabe­ vorgang erläutert wird. Bei einem Schritt S51 wird die Datei- Anfangsinformation aus dem Speicher 33 gelesen. Beim Schritt S52 wird die Datentransfersteuerung durchgeführt, indem die verdichteten Bilddaten von dem Speicher 33 an die Verdich­ tungs- und Dehnungseinheiten 47 und 48 übertragen werden, um die Dehnung durchzuführen und um die gedehnten Bilddaten über die Seitenspeicher 42 und 45 an den Adapterteil 32 zu übertragen.

Bei einer Modifikation der Ausführungsform kann ein elek­ tronischer Sucher vorgesehen sein, um die Innenseite der Seitenspeicher 42 und 45 anzuzeigen. In diesem Fall wird es dann möglich, die Daten beim Durchführen des Suchvorgangs durch den elektronischen Sucher zu überwachen. Außerdem kann die LCD-Anzeige 49 durch den elektronischen Sucher ersetzt werden.

Als nächstes wird eine Ausführungsform der Verdichtungs- und Dehnungseinheiten 47 und 48 beschrieben. Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform eines Verdichtungsteils der Verdichtungs- und Dehnungseinheiten 48 oder 48, und Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform eines Dehnungsteils der Einheiten 47 oder 48.

In Fig. 11 weist der Verdichtungsteil im allgemeinen einen diskreten Cosinus-Transformationsteil (DCT) 101, einen Operationsteil 102, einen Datenübertragungsteil 104, einen Huffman-Codierteil 104 und einen Speicherteil 105 auf. Der DCT-Teil 101 hat eine DCT-Schaltung 101 ₁, welcher das Lu­ minanzsignal von dem Seitenspeicher 42 erhält, und DCT- Schaltungen 101 ₂ und 101 ₃, welche die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y von dem Seitenspeicher 45 erhalten. Der Opera­ tionsteil 102 hat Quantisierungstabellen 102 ₁ bis 102 ₃ entsprechend den DCT-Schaltungen 101 ₁ bis 101 ₃ des DCT-Teils 101 und führt eine Operation (Teilung) mit Hilfe der Quan­ tisierungstabellen 102 ₁ bis 102 ₃ durch. Ausgangswerte der Quantisierungstabellen 102 ₁ bis 102 ₃ werden an die ent­ sprechenden Transferschaltungen 103 ₁ bis 103 ₃ des Datenüber­ tragungsteils 103 angelegt, welcher die Daten in der Zick­ zack-Abtastfolge überträgt. Die Daten von dem Datenübertra­ gungsteil 103 werden in dem Huffman-Codierteil 104 ent­ sprechend der Huffman -Codierung codiert. Codierte (ver­ dichtete) Daten von Codierern 104 ₁ bis 104 ₃ des Huffman- Codierteils 104 werden entsprechenden Speichern 105 ₁ bis 105 ₃ des Speicherteils 105 zugeführt.

In Fig. 12 weist der Dehnungsteil im allgemeinen den Spei­ cherteil 105, einen Huffman-Decodierteil 111, einen Vertei­ lungsteil 112, einen Operationsteil 113 und einen inversen DCT-Teil 114 auf. Die Daten, welche aus den Speicher 105 ₁ bis 105 ₃ des Speicherteils gelesen sind, werden entsprechen­ den Codierern 111 ₁ bis 111 ₃ des Huffman-Decodierteils 111 zugeführt. Die decodierten Daten von dem Huffman-Decodier­ teil 111 werden den entsprechenden Verteilern 112 ₁ bis 112 ₃ des Verteilungsteils 112 zugeführt, welcher die decodierten Daten auf die DCT-Koeffizienten verteilt. Die Daten von dem Verteilungsteil 112 werden an die entsprechenden Quantisie­ rungstabellen 113 ₁ bis 113 ₃ des Operationsteils 113 ange­ legt, welcher eine Operation (Multiplikation) mit Hilfe der Quantisierungstabellen 113 ₁ bis 113 ₃ durchführt. Die Daten von dem Operationsteil 113 werden an die entsprechenden in­ versen DCT-Schaltungen 114 ₁ bis 114 ₃ des inversen DCT-Teils 114 angelegt, und das gedehnte Luminanzsignal D und die ge­ dehnten Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y werden den Seiten­ speichern 42 und 45 zugeführt und in diesen entwickelt.

Claims (11)

1. Automatisches Fokussiersystem, mit einem Bildaufnahme­ system (1) zum Aufnehmen eines Bildes und zum Abgeben eines Bildsignals, gekennzeichnet durch eine Ver­ dichtungseinrichtung (2), um das Bildsignal von dem Bildauf­ nahmesystem (1) digital zu verdichten, und um ein verdichte­ tes Bildsignal abzugeben, durch eine Operationseinrichtung (3), um Fokalinformation zu erhalten, indem eine digitale Operation an dem verdichteten Bildsignal durchgeführt wird, und durch eine Einstelleinrichtung (4), welche auf die Fo­ kalinformation anspricht, um einen Brennpunkt des Bildauf­ nahmesystems in einer Scharfeinstell-Position einzustellen.

2. Bildeingabeeinrichtung mit einem automatischen Fokussier­ system, wobei die Bildeingabeeinrichtung ein Bildaufnahme­ system (1) zum Aufnehmen eines Bildes und zum Abgeben eines Bildsignals aufweist, gekennzeichnet durch eine Verdichtungseinrichtung (2), um digital das Bildsignal von dem Bildaufnahmesystem 81) zu verdichten und um ein verdich­ tetes Bildsignal abzugeben;
durch eine Schalteinrichtung (18), um eine hochfrequente Komponente des verdichteten Bildsignals in einer ersten Be­ triebsart abzugeben und um eine niederfrequente Komponente des verdichteten Bildsignals in einer zweiten Betriebsart abzugeben;
durch eine Operationseinrichtung (3) zum Erhalten von Fokal­ information, indem eine digitale Operation an dem verdich­ teten Bildsignal, das die hochfrequente Komponente über die Schaltanordnung enthält, in der ersten Betriebsart durchzu­ führen;
durch eine Einstelleinrichtung (4), welche auf die Fokalin­ formation anspricht, um einen Brennpunkt des Bildaufnahme­ systems in einer Scharfeinstellposition automatisch einzu­ stellen, und durch eine Übertragungseinrichtung (6, 20, 25, 33), um die verdichteten Bilddaten, welche die niederfre­ quente Komponente über die Schaltanordnung enthalten, in der zweiten Betriebsart zu übertragen, wobei das Bildauf­ nahmesystem, die Verdichtungseinrichtung, die Operations­ einrichtung und die Einstelleinrichtung das automatische Fokussiersystem bilden.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Betriebsart ein automatischer Fokussiermode ist, und die zweite Betriebsart ein Speicher­ mode ist, wobei die Übertragungseinrichtung (6, 20, 25, 33) einen Speicher (6, 25, 33) aufweist, um die verdichteten Bild­ daten, welche die niederfrequente Komponente von der Schalt­ anordnung (18) enthalten, in der zweiten Betriebsart zu speichern.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Betriebsart ein automatischer Fokussiermode ist und die zweite Betriebsart ein Übertra­ gungsmode ist, wobei die Übertragungseinrichtung (6, 20, 25, 33) eine Einrichtung (20) aufweist, um die verdichteten Bild­ daten, welche die niederfrequente Komponente von der Schalt­ anordnung (18) enthalten, in der zweiten Betriebsart zu übertragen.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungseinrichtung (2) das Bildsignal entsprechend einer diskreten Cosinus- Transformation verdichtet.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungseinrichtung (2) das Bildsignal entsprechend einer adaptiven diskreten Cosinus-Transformation verdichtet.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Operationseinrichtung (3) die Fokalinformation auf der Basis der hochfrequenten Komponente des verdichteten Bildsignals erhält.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungseinrich­ tung (2) eine Signalverarbeitungseinrichtung (14), um das Bildsignal einer vorherbestimmten Signalverarbeitung zu unterziehen, und einen Codierteil (17) zum Codieren eines Ausgangssignals der Signalverarbeitungseinrichtung aufweist, um das verdichtete Bildsignal zu erzeugen.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Addierein­ richtung (2) vorgesehen ist, welche mit der Verdichtungs­ einrichtung (2) verbunden ist, um zusätzliche Information zu dem verdichteten Bildsignal von der Verdichtungsein­ richtung hinzuzufügen.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (6, 20, 25, 33) einen Speicher (6, 25, 33) aufweist, um die zusätz­ liche Information zusammen mit den verdichteten Bilddaten, welche die niederfrequente Komponente von der Schaltan­ ordnung (18) enthalten, in der zweiten Betriebsart zu spei­ chern.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die zusätzliche In­ formation Daten zum Durchführen eines Suchvorgangs und Da­ tums- und Zeitinformation enthält, welche sich auf das mittels des Bildaufnahmesystems (1) aufgenommenen Bildes beziehen.