DE4041312C2 - Elektronische Kameravorrichtung zum Liefern eines Bildsignales mit einem weiten Dynamikbereich - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Kameravor­ richtung und bezieht sich insbesondere auf eine elektroni­ sche Kameravorrichtung, welche in der Lage ist, ein Bild eines (zu fotografierendes) Bildobjektes mit einem weiten Dynamikbereich aufzunehmen und es auf einem externen Bildmo­ nitor zur Anzeige zu bringen.

In jüngster Zeit wurden verschiedene Typen von Festkörper­ bildaufnahmeelemente entwickelt, wie beispielsweise CCD- Bildsensoren und Bildsensoren vom MOS-Typ. Dementsprechend wurden verschiedene Typen von elektronischen Kameras zum elektronischen Aufnehmen eines Bildes eines Zielobjektes un­ ter Verwendung dieser Festkörperbildaufnahmeelemente ent­ wickelt, wie beispielsweise Videokameras und elektronische Stillkameras. Eine derartige elektronische Kamera ist in der Lage, ein Bildsignal (Bildaufnahmesignal) eines elektronisch über ein Festkörperbildaufnahmeelement aufgenommenen Zielob­ jektes aufzuzeichnen, beispielsweise in einem magnetischen Aufzeichnungsmedium wie einem sogenannten Videoband oder einer Floppy-Disk oder einer IC-Speicherkarte, und es auf einem Bildmonitor wie beispielsweise einem TV-Empfänger zur Anzeige zu bringen.

Der Dynamikbereich eines Videosignales, welches auf einem Bildmonitor des TV-Empfängers oder dergleichen angezeigt werden kann, beträgt bestenfalls 40 dB. Aus diesem Grunde ist die Bildaufnahmekapazität (Dynamikbereich) eines Festkörperbildaufnahmeelementes im allgemeinen auf etwa 50 dB gesetzt.

Im Gegensatz dazu erreicht der Dynamikbereich eines von einem Festkörperbildaufnahmeelement (elektronische Kamera) aufzunehmenden Zielobjektes oftmals 80 dB. Daraus folgt, daß der Dynamikbereich (Signalpegelweite) eines Zielobjektes oftmals erheblich den Dynamikbereich, bei dem eine Bildan­ zeige durch einen externen Bildmonitor durchgeführt werden kann, überschreitet, und bei welchem die Bildaufnahmeverar­ beitung durch ein Festkörperbildaufnahmeelement durchgeführt werden kann.

Wenn ein Zielobjekt mit einem derart weiten Dynamikbereich von dem Festkörperbildaufnahmeelement ohne weitere Modifika­ tionen elektronisch aufgenommen werden soll, tritt Sättigung des Festkörperbildaufnahmeelementes bei einem Abschnitt eines hohen Signalpegels (Abschnitt hoher Helligkeit) auf, wodurch eine sogenannte Weißauslassung verursacht wird. Falls im Gegensatz dazu diese Sättigung unterdrückt wird, leidet der Abschnitt des geringen Signalpegels (Abschnitt geringer Helligkeit) an einer Unterbelichtung, womit soge­ nannte Schwärzungen verursacht werden. Hieraus folgt, daß eine Signalkomponente, welche aus dem Dynamikbereich des Festkörperbildaufnahmeelementes oder eines Bildmonitors her­ ausfällt, nicht aufgenommen oder angezeigt werden kann.

Wie oben beschrieben weist ein Zielobjekt oftmals einen größeren Dynamikbereich als der eines Festkörperbildaufnah­ meelementes auf. Falls bei der herkömmlichen Technik ein derartiges Zielobjekt durch das Festkörperbildaufnahmeele­ ment ohne irgendwelche Modifikationen elektronisch aufgenom­ men wird, werden die Objektwerte bei einem Abschnitt hohen Pegels oder geringen Pegels verschlechtert. Falls insbeson­ dere ein Zielobjekt mit einem weiten Dynamikbereich elektro­ nisch durch ein Festkörperbildaufnahmeelement aufgenommen wird, ist der Dynamikbereich des Festkörperbildaufnahmeele­ mentes oder des Bildmonitors eingeschränkt. Als Ergebnis kann lediglich ein Bildsignal (Videosignal) mit einem be­ grenzten Dynamikbereich erhalten werden. Insbesondere bei einem Festkörperbildaufnahmeelement ergibt sich das wesen­ tliche Problem, daß senkrechte Streifen auf einem An­ zeigeschirm aufgrund des festen Strukturrauschens erzeugt werden.

Aus der US-A 4 849 813 ist eine Videokamera mit einem Festkörperbildaufnahmelement bekannt, das ein Videosignal hoher Qualität bereitstellt, in dem der Dynamikbereich des Festkörperbildaufnahmeelementes verbessert wird. Diese bekannte Kamera besitzt die Merkmale, daß eine Vielzahl von Videosignalen aus einem CCD-Element mit einer Frequenz aus­ gelesen werden, die um ein Vielfaches höher (viermal höher in einer konkreten Ausführungsform) als eine Synchronisa­ tionsfrequenz (in dem NTSC-System vorgeschrieben) ist, in­ nerhalb einer Zeitperiode, die einer Feldzeitperiode ent­ spricht. In der Kamera steuert ein Haltesteuerteil einen Haltemechanismus derart, daß die Amplitude von jedem der Videosignale gleich dem Sättigungsniveau des CCD-Elements ist. Weiterhin wird das Videosignal, das einem Feld ent­ spricht, durch Addieren einer Vielzahl von Videosignalen erhalten, die innerhalb der Zeitperiode gelesen werden, die einer Feldzeitperiode entspricht. Folglich, wenn der Dunkelstrom als der entscheidende Faktor des Rauschpegels dominant ist, wird das D/N-Verhältnis (Dynamikbereich) des Videosignals um die Anzahl der addierten Videosignale ver­ bessert, und wenn die Rauschkomponente dominant ist, wird das D/N-Verhältnis um die Quadratwurzel aus der Anzahl der addierten Videosignale verbessert, im Vergleich zu konven­ tionellen Kameras.

Die DE 20 60 581 A1 offenbart eine elektronische Schal­ tungsanordnung zur Vergrößerung kleiner Signalwertänderun­ gen gegenüber Störpegelwerten aus der das Prinzip bekannt ist zur Anpassung des Dynamikbereichs eine logarithmische Verstärkung (Umwandlung) vorzunehmen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine neuartige und verbesserte elektronische Kameravorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche in der Lage ist, ein Bild­ signal mit einem weiten Dynamikbereich zu liefern, bei dem ein Zielobjekt mit einem Dynamikbereich, welcher den Dy­ namikbereich eines in einem Bildaufnahmeabschnitt angeord­ neten Festkörperbildaufnahmeelements übersteigt, effektiv aufgenommen werden kann, so daß eine Bildanzeige unter Ver­ wendung eines Bildmonitors durchgeführt werden kann, ohne die Nachteile wie beispielsweise die sogenannten Weißauslassungen oder Schwärzungen in Kauf nehmen zu müssen.

Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Kameravorrichtung mit hoher Praktikabilität zur Verfügung zu stellen, bei der ein Bild eines Zielobjek­ tes mit einem Dynamikbereich, welcher den Dynamikbereich eines in einem Bildaufnahmeabschnitt angeordneten Festkör­ perbildaufnahmeelementes übersteigt, effektiv derart auf­ genommen werden kann, daß eine Bildanzeige unter Verwendung eines Bildmonitors durchgeführt werden kann, ohne die Nachteile wie beispielsweise die sogenannten Weißauslassun­ gen oder Schwärzungen oder die durch festes Struktur­ rauschen bewirkten Vertikalstreifen in Kauf nehmen zu müssen.

Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt durch eine elektro­ nische Kameravorrichtung gemäß den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung ist eine elektronische Kameravorrichtung zum Liefern eines Bildaufnahmesignales zum Bedienen einer Bildanzeige durch einen Bildmonitor vorgesehen, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Bildaufnahmevorrichtung mit zumindest einem Festkörper­ bildaufnahmeelement zum Erzeugen eines Bildsignales durch elektronisches Aufnehmens eines Bildes eines zu fotografie­ renden Zielobjektes;
eine Steuervorrichtung zur zeitlich unterteilten und wieder­ holten Ausführung einer Bildaufnahmeverarbeitung des Zielob­ jektes in einer Vielzahl von Malen unter Verwendung der Bildaufnahmevorrichtung und eines Lesevorganges des von der Bildaufnahmeverarbeitung erhaltenen Bildsignales;
eine akkumulierende Additionsvorrichtung zum aufeinanderfol­ genden Durchführen einer akkumulierenden Addition der von der Bildaufnahmevorrichtung durch die Steuervorrichtung wie­ derholt ausgelesenen Bildsignale; und
eine Verarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten des durch die akkumulierende Additionsvorrichtung nach der aufeinanderfol­ genden, akkumulierenden Addition erhaltenen Bildsignales derart, daß das Bildsignal für eine Bildanzeige durch den Bildmonitor verwendbar ist.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung ist eine elektronische Kameravorrichtung zum Liefern eines Bildaufnahmesignales zum Bedienen einer Bildanzeige durch einen Bildmonitor vorgesehen, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Bildaufnahmevorrichtung mit zumindest einem Festkörper­ bildaufnahmeelement zum Erzeugen eines Bildsignales durch elektronisches Aufnehmen eines Bildes eines zu fotografie­ renden Zielobjektes;
eine Steuervorrichtung zum wiederholten Ausführen einer Bildaufnahmeverarbeitung des Zielobjektes in einer Vielzahl von Malen innerhalb einer Periode einer Bildanzeige des Bildmonitors unter Verwendung der Bildaufnahmevorrichtung und eines Lesevorganges des von der Bildaufnahmeverarbeitung erhaltenen Signales;
eine akkumulierende Additionsvorrichtung zum aufeinanderfol­ genden Durchführen einer akkumulierenden Addition der Bild­ signale, welche wiederholt von der Bildaufnahmevorrichtung durch die Steuervorrichtung gelesen sind, in einer Vielzahl von Malen innerhalb einer Periode der Bildanzeige durch den Bildmonitor; und
eine Verarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten des von der akkumulierenden Additionsvorrichtung nach der aufeinander­ folgenden, akkumulierenden Addition erhaltenen Bildsignales derart, daß das Bildsignal für eine Bildanzeige durch den Bildmonitor verwendbar ist.

Zusätzlich wird entsprechend der ersten und der zweiten Aus­ führungsform das Bildsignal an den Bildmonitor ausgegeben, nachdem der Dynamikbereich des durch akkumulierende Addition erhaltenen Bildsignales komprimiert ist.

Entsprechend der ersten und der zweiten Ausführungsform er­ gibt sich somit, daß eine Belichtungszeit, während der ein Zielobjekt durch das Festkörperbildaufnahmeelement belichtet ist, durch wiederholtes Durchführen einer Bildaufnahmeverar­ beitung des Zielobjektes durch die Bildaufnahmevorrichtung mit dem Festkörperbildaufnahmeelement und eines Lesebetriebes bei hoher Geschwindigkeit des erhaltenen Bildsignales verkürzt wird. Durch diesen Vorgang wird die Sättigung des Festkörperbildaufnahmeelementes bezüglich eines hochpegeli­ gen Signales verhindert. Die durch Kurzzeitbelichtung erhal­ tenen Bildsignale werden wiederholt gelesen und akkumulie­ rend bei hoher Geschwindigkeit addiert, um ein Bildsignal mit einem geweiteten Dynamikbereich zu erhalten, und damit im wesentlichen ein Bildsignal zu erhalten mit einem weiten Dynamikbereich, der äquivalent ist dem Dynamikbereich des Zielobjektes.

Da die Belichtung eines Zielobjektes entsprechend einer der­ artigen Anordnung durch das Festkörperbildaufnahmeelement und ein Lesebetrieb des resultierenden Bildsignales mit ho­ her Geschwindigkeit innerhalb einer Bildanzeigeperiode wie­ derholt durchgeführt werden, und eine akkumulierende Addi­ tion der Bildsignale durchgeführt wird, kann der Dynamikbe­ reich des durch die akkumulierende Addition erhaltenen Bild­ signales um eine Betrag geweitet werden, der der Anzahl der akkumulierenden Additionen entspricht, während der Dynamik­ bereich von jedem Bildsignal auf einen kleinen Wert gedrückt ist.

Im Ergebnis kann daher sogar ein Zielobjekt mit einem weiten Dynamikbereich im Vergleich zum Dynamikbereich eines Fest­ körperbildaufnahmeelementes effektiv zum Erhalten eines Bildsignales mit einem weiten Dynamikbereich aufgenommen werden, ohne durch den Dynamikbereich des Festkörperbildauf­ nahmeelementes eingeschränkt zu sein.

Bei dieser Verarbeitung wird dieses Bildsignal mit einem weiten Dynamikbereich einer Dynamikbereichskompression ent­ sprechend dem Dynamikbereich des Bildmonitors unterzogen und für eine Bildanzeige verwendet. Daher kann eine Bildanzeige durchgeführt werden, ohne die Nachteile wie beispielsweise Weißauslassungen oder Schwärzungen zu verursachen.

Entsprechend einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine elektronische Kameravorrichtung zum Lie­ fern eines Bildaufnahmesignales zum Bedienen einer Bildan­ zeige durch einen Bildmonitor vorgesehen, wobei die Vorrich­ tung aufweist:
eine Bildaufnahmevorrichtung mit zumindest einem Festkörper­ bildaufnahmeelement zum Erzeugen eines Bildsignales durch elektronisches Aufnehmen eines Bildes eines zu fotografie­ renden Zielobjektes;
eine Steuervorrichtung zum zeitlich unterteilten und wieder­ holten Ausführen einer Bildaufnahmeverarbeitung des Zielob­ jektes in einer Vielzahl von Malen unter Verwendung der Bildaufnahmevorrichtung und eines Lesevorganges des von der Bildaufnahmeverarbeitung erhaltenen Bildsignales;
eine Reduziervorrichtung zum Reduzieren eines festen Struk­ turrauschsignales, welches in den Bildsignalen enthalten ist, welche wiederholt von der Bildaufnahmevorrichtung durch die Steuervorrichtung gelesen sind;
eine akkumulierende Additionsvorrichtung zum aufeinanderfol­ genden Durchführen einer akkumulierenden Addition der Bild­ signale, bei denen das feste Strukturrauschsignal durch die Reduziervorrichtung reduziert ist; und
eine Verarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten des durch die akkumulierende Additionsvorrichtung nach der aufeinanderfol­ genden, akkumulierenden Addition erhaltenen Bildsignales derart, daß das Bildsignal für eine Bildanzeige durch den Bildmonitor verwendbar ist.

Ferner wird entsprechend der dritten Ausführungsform das Bildsignal an den Bildmonitor ausgegeben, nachdem der Dynamikbereich des von der akkumulierenden Addition erhaltenen Bildsignales komprimiert ist.

Entsprechend der dritten Ausführungsform wird daher eine Be­ lichtungszeit, während der ein Zielobjekt durch das Festkör­ perbildaufnahmeelement belichtet ist, durch wiederholtes Durchführen der Bildaufnahmeverarbeitung des Zielbildes durch die Bildaufnahmevorrichtung mit dem Festkörperbildauf­ nahmeelement und durch Lesen des von dem Element bei hoher Geschwindigkeit erhaltenen Bildsignales verkürzt. Bei diesem Vorgang wird die Sättigung des Festkörperbildaufnahmeelemen­ tes bezüglich eines hochpegeligen Signales verhindert. Das durch kurzzeitige Belichtung erhaltene Bildsignal wird wie­ derholt gelesen und akkumulierend bei hoher Geschwindigkeit addiert, um ein Bildsignal zu erhalten, welches einen gewei­ teten Dynamikbereich aufweist, womit im wesentlichen ein Bildsignal erhalten wird mit einem weiten Dynamikbereich, der äquivalent ist dem Dynamikbereich des Zielobjektes, ohne vertikale Streifen auf einem Anzeigeschirm zu erzeugen.

Da entsprechend einer derartigen Anordnung die Belichtung (Bildaufnahmeverarbeitung) eines Zielobjektes durch das Festkörperbildaufnahmeelement und ein Lesebetrieb des resul­ tierenden Bildsignales von dem Element wiederholt bei hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden, und eine akkumulierende Addition der Bildsignale durchgeführt wird, während das feste Strukturrauschen hierin reduziert wird, kann der Dyna­ mikbereich des durch die akkumulierende Addition erhaltenen Bildsignales um einen Betrag geweitet werden, der der Anzahl von akkumulierenden Additionen entspricht, während der Dyna­ mikbereich von jedem Bildsignal auf einen kleinen Wert gedrückt ist.

Folglich kann sogar ein Zielobjekt mit einem weiten Dynamik­ bereich im Vergleich zum Dynamikbereich eines Festkörper­ bildaufnahmeelementes effektiv zum Erhalten eines Bildsignales mit einem weiten Dynamikbereich aufgenommen werden, ohne durch den Dynamikbereich des Festkörperbildaufnahmeelementes eingeschränkt zu sein.

Mit dieser Verarbeitung wird dieses Bildsignal mit weitem Dynamikbereich einer Dynamikbereichskompression entsprechend dem Dynamikbereich des Bildmonitors unterzogen, und für eine Bildanzeige verwendet. Daher kann eine Bildanzeige durchge­ führt werden, ohne die Nachteile wie beispielsweise Weißaus­ lassungen oder Schwärzungen, oder die vom festen Struktur­ rauschen erzeugten Vertikalstreifen in Kauf zu nehmen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten und Zweckmäßigkeiten der Erfindung er­ geben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 bis 15B eine elektronische Kameravorrichtung ent­ sprechend der vorliegenden Erfindung, und zwar:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer schematischen Anordnung des ersten Ausführungsbeispieles dieser Erfin­ dung;

Fig. 2 eine Kurve zur Erläuterung eines Effektes zur Erhöhung des Rauschens, welcher durch die akku­ mulierende Addition der Bildsignale erhalten wird;

Fig. 3 eine Kurve einer Beziehung zwischen dem Dynamik­ bereich eines Bildsignales und dem Dynamikbe­ reich eines Bildmonitors;

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Anordnung eines in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel verwen­ deten zweidimensionalen Filters;

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Anordnung einer in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 verwendeten Dynamikbereichs/Verstärkungssteuerung;

Fig. 6 ein Blockdiagramm einer Anordnung eines Haupt­ teiles einer Modifikation der Dynamikbe­ reichs/Verstärkungs-Steuerung;

Fig. 7 ein Schaltungsdiagramm zum Erläutern einer Modi­ fikation für die Dynamikbereichseinstellung;

Fig. 8 ein Blockdiagramm einer schematischen Anordnung des zweiten Ausführungsbeispieles dieser Erfin­ dung;

Fig. 9 ein Blockdiagramm einer schematischen Anordnung des dritten Ausführungsbeispieles dieser Erfin­ dung;

Fig. 10 ein Blockdiagramm einer Anordnung eines Digitalwandlers;

Fig. 11 eine Kurve, die die nichtlinearen Konver­ sionseigenschaften des in Fig. 10 gezeigten Digitalwandlers zeigt;

Fig. 12 eine Kurve, welche die Eigenschaften eines logarithmischen Verstärkers zeigen, der zur Logarithmusübertragung eines Farbdifferenz­ signales mit positiven und negativen Polari­ täten verwendet wird;

Fig. 13 ein Blockdiagramm einer schematischen Anord­ nung des vierten Ausführungsbeispieles die­ ser Erfindung;

Fig. 14 ein Blockdiagramm einer schematischen Anord­ nung des fünften Ausführungsbeispieles die­ ser Erfindung; und

Fig. 15A und 15B Blockdiagramme zur Erläuterung eines Hauptteiles einer Modifizierung zur Reduzierung von Rauschen.

Im folgenden werden die zur Zeit bevorzugten Ausführungsfor­ men der Erfindung beschrieben, wobei in den Figuren gleiche Bezugsziffern gleiche oder entsprechende Teile in den ver­ schiedenen Figuren bezeichnen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 erfolgt zunächst die Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispieles dieser Erfindung.

Fig. 1 zeigt als Blockdiagramm eine schematische Anordnung eines Hauptteiles einer elektronischen Kameravorrichtung, welche bei einer Videofilmkamera entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung angewendet wird. Die Bezugsziffer 1 bezeichnet ein Festkörperbildaufnahmeelement zum elektronischen Aufnehmen eines Bildes eines (zu fotogra­ fierenden) Zielobjektes durch eine optische Linse OL. Das Festkörperbildaufnahmeelement 1 weist eine Vielzahl von fo­ toelektrischen Wandlerabschnitten auf, welche beispielsweise in der Form von Fotodioden pixelweise im wesentlichen in der Form einer Matrix angeordnet sind. Das Festkörperbildaufnah­ meelement 1 wird durch eine Steuerung (eine CPU und deren periphäre Schaltung) 100 betrieben, welche vorbestimmte Steuerfunktionen einschließlich einer Bildaufnahmesteuer­ funktion aufweist, so daß die Belichtung (Bildaufnahmebetrieb) durch Erzeugen von Signalladungen entsprechend der Lichtmenge des Zielobjektes in den jeweiligen photoelektri­ schen Wandlerabschnitten durchgeführt wird. Pixelsignale entsprechend den in den jeweiligen photoelektrischen Wand­ lerabschnitten erzeugten Signalladungen werden aufeinander­ folgend durch die Steuerung 100 zum Erhalten eines von dem Festkörperbildaufnahmeelement 1 aufgenommenen Bildsignales gelesen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird als Festkörperbildauf­ nahmeelement 1 ein AMI (amplifier type MOS imager) verwen­ det, der in der Lage ist, ein Bildsignal des elektronisch aufgenommenen Zielobjektes bei hoher Geschwindigkeit zu le­ sen. Ein Bildaufnahmevorgang des Bildobjektes durch das Festkörperbildaufnahmeelement 1 und ein Lesevorgang des durch das Element 1 aufgenommenen Bildsignales werden durch die Steuerung 100 in einer Vielzahl von Malen bei hoher Ge­ schwindigkeit innerhalb einer Periode der Bildanzeige wie­ derholt. Jedes von dem Festkörperbildaufnahmeelement 1 bei hoher Geschwindigkeit ausgelesene Bildsignal wird durch einen Vorverstärker 2 bis zu einem vorbestimmten Signalpegel verstärkt und in einem Signalprozessor 3 einem Begrenzen (sog. "clipping") und dergleichen unterzogen. Daran an­ schließend werden die Bildsignale aufeinanderfolgend durch einen A/D-Wandler 4 in digitale Codes umgeformt, beispiels­ weise in 12-bit Signale.

Bei einer herkömmlichen Vorrichtung wird bei der Bildaufnah­ meverarbeitung eines Zielobjektes durch ein Festkörperbild­ aufnahmeelement ein Bildaufnahmevorgang und ein Lesevorgang eines Bildsignales einmal pro beispielsweise der Feldperiode (17 msec) entsprechend einer Bildperiode in einem externen Bildmonitor durchgeführt. Bei dem vorliegenden Ausführungs­ beispiel jedoch wird das Festkörperbildaufnahmeelement 1 durch die Steuerung 100 bei hoher Geschwindigkeit zur Durch­ führung eines Bildaufnahmevorganges und eines Lesevorganges eines Bildsignales wiederholtermaßen (beispielsweise 10- malig) innerhalb einer Feldperiode betrieben.

Die von dem Festkörperbildaufnahmeelement 1 bei hoher Ge­ schwindigkeit auf diese Weise wiederholt gelesenen Bildsi­ gnale werden wie oben beschrieben nachfolgend in digitale Codes umgeformt.

Die als digitale Codes vorliegenden Bildsignale werden nach­ folgend in einem Rahmenspeicher 6 über einen Addierer 5 in Einheiten von Rahmen gespeichert. Der Addierer 5 addiert die in dem Rahmenspeicher 6 gespeicherten Bildsignale mit den nachfolgenden Einzelrahmenbildsignalen, welche aufeinander­ folgend und wiederholt von dem Festkörperbildaufnahmeelement 1 gelesen werden, und überschreibt diese in dem Rahmenspei­ cher 6, womit eine akkumulierende Addition der wie oben be­ schrieben wiederholt ausgelesenen Bildsignale in dem Rahmen­ speicher 6 durchgeführt wird. Eine derartige akkumulierende Addition von Bildsignalen wird eine Vielzahl von Malen innerhalb der oben erwähnten Bildanzeigeperiode auf zeitlich unterteilte Weise durchgeführt, beispielsweise zehnmalig innerhalb einer Feldperiode, wodurch der Dynamikbereich des Bildsignales geweitet wird.

Bei dieser elektronischen Kameravorrichtung wird das elek­ tronische Bildaufnahmeverfahren eines Zielobjektes durch das Festkörperbildaufnahmeelement 1 eine Vielzahl von Malen innerhalb einer Bildanzeigeperiode (ein Feld) eine Vielzahl von Malen (beispielsweise 10 Male) wie oben beschrieben wie­ derholt, und somit wird jede Objektbelichtungszeit genügend kurz gesetzt. Die Menge an Signalladung entsprechend eines Objektlichtwertes ist in Abhängigkeit der Belichtungszeit erhöht. Wenn die Belichtungszeit wie oben beschrieben kurz gesetzt ist, kann aus diesem Grunde, auch falls der Dynamik­ bereich des Zielobjektes wesentlich weiter als derjenige des Festkörperbildaufnahmeelementes 1 ist, eine Belichtung durchgeführt werden, ohne Sättigung des Festkörperbildauf­ nahmeelementes 1 zu bewirken. Das bedeutet, daß die Belich­ tung durchgeführt werden kann, ohne eine Sättigung bei einem Abschnitt großer Helligkeit des Zielobjektes zu bewirken. Da jedoch jede Belichtungszeit kurz ist, wird der Belichtungs­ betrag bezüglich des Abschnittes geringer Helligkeit des Zielobjektes entsprechend ungenügend. In der Praxis jedoch ergeben sich hieraus keine signifikanten Probleme, da die akkumulierende Addition eine Vielzahl von Malen durchgeführt wird, wie später beschrieben wird.

Durch wiederholtes Durchführen einer akkumulierenden Addi­ tion derartiger Bildsignale eine Vielzahl von Malen inner­ halb der oben erwähnten Bildanzeigeperiode (ein Feld) wird der Pegel des Bildsignales auf einen Wert entsprechend der Anzahl der durchgeführten akkumulierenden Additionen erhöht, und der Dynamikbereich wird erheblich geweitet. Im folgenden wird angenommen, daß ein Bildsignal n-malig innerhalb bei­ spielsweise eines Feldes einer Bildanzeige wiederholt gele­ sen wird, und die akkumulierende Addition hiervon durchge­ führt wird. In diesem Fall wird der Dynamikbereich des durch die akkumulierende Addition erhaltenen Bildsignales um ein n-Faches im Vergleich zu jedem Bildsignal vergrößert.

Es ist zu beachten, daß eine Zufallsrausch-Komponente, wie beispielsweise ein in einem Bildsignal während eines Objekt­ belichtungsvorganges durch das Festkörperbildaufnahmeelement 1 enthaltenen Dunkelstromes, als Funktion einer Belichtungs­ zeit entsprechend einer Quadratwurzelfunktion vergrößert wird. Falls beispielsweise die Belichtungszeit um 1/n ver­ kürzt wird, wird der Rauschpegel um 1/√n verringert, wie in Fig. 2 gezeigt ist.

Falls insbesondere die Belichtungszeit um 1/10 verkürzt ist, wird der Rauschpegel um 1/√10 verringert. Dies bedeutet, daß ein Verbesserungseffekt durch den Dynamikbereich entsprechend von 10 dB erwartet werden kann. Desweiteren ist ein Anstieg in einer derartigen Rauschkomponente aufgrund der oben beschriebenen akkumulierenden Addition von Bildsignalen klein, beispielsweise √n-fach für n akkumulierende Additio­ nen, da die Rauschkomponente selbst Zufallseigenschaften aufweist. Daher kann der Dynamikbereich eines Bildsignales, welches akkumulierend n-malig addiert ist, um das √n.√n- fache geweitet wird, d. h. um das n-fache.

Aufgrund dem oben beschriebenen wiederholten Hochgeschwin­ digkeitslesen der Bildsignale von dem Festkörperbildaufnah­ meelement 1, welches elektronisch das Bild des Zielobjektes aufnimmt, und der akkumulierenden Addition der Bildsignale durch den Rahmenspeicher 6 und den Addierer 5 kann der Pegel der innerhalb des Dynamikbereiches des Festkörperbildaufnah­ meelementes 1 aufgenommenen Bildsignales vergrößert werden, wodurch der Dynamikbereich geweitet wird.

Wenn mit anderen Worten die innerhalb des Dynamikbereiches des Festkörperbildaufnahmeelementes 1 aufgenommenen Bild­ signale akkumulierend n-malig addiert werden, kann der Dyna­ mikbereich auf das n-fache geweitet werden. Dies bedeutet, daß ein Zielobjekt mit einer großen Helligkeitspegelweite, d. h. einem größeren Dynamikbereich als der des Festkörper­ bildaufnahmeelementes 1, effektiv aufgenommen wird (Bildauf­ nahmeverarbeitung) nach Kompression des Dynamikbereiches durch Kurzzeitbelichtung und Weiten des Dynamikbereiches durch akkumulierende Addition mit Hochgeschwindigkeitslese­ vorgängen. Dadurch kann durch effektives Verwenden des Fest­ körperbildaufnahmeelementes 1 mit einem Dynamikbereich von beispielsweise 50 dB ein Objekt mit einem Dynamikbereich von 80 dB aufgenommen werden (Bildaufnahmeverarbeitung), um ein Bildsignal mit einem Dynamikbereich von 80 dB zu erhalten.

Desweiteren kann die Bildaufnahmeverarbeitung eines Zielob­ jektes mit einem derartig weiten Dynamikbereich durch einfaches Ändern der Treiberbedingungen des Festkörperbildaufnah­ meelementes 1 wie oben beschrieben durchgeführt werden, und durch Vorsehen einer Vorrichtung zum Durchführen der akkumu­ lierenden Addition der von dem Element bei hoher Geschwin­ digkeit wiederholt gelesenen Bildsignalen. Dadurch kann eine derartige Bildaufnahmeverarbeitung sehr leicht im Hinblick auf die Hardware durchgeführt werden. Dies bedeutet, daß der Dynamikbereich eines aufgenommenen Bildsignales sehr leicht und effektiv geweitet werden kann.

Nach dem Empfang des Bildsignales, dessen Dynamikbereich aufgrund der akkumulierenden Addition wie oben beschrieben geweitet ist, separiert bzw. extrahiert ein Videoprozessor 7 eine Luminanzsignalkomponente Y aus dem Bildsignal, und se­ pariert zur gleichen Zeit das Bildsignal in die drei Primär­ farbkomponenten R, G und B. Eine Dynamikbereichs-Steuer­ schaltung 8, welche die Luminanzsignalkomponente Y empfängt, erhält einen Kompressionskoeffizienten zum Kompressionsum­ wandeln des Dynamikbereiches (80 dB bei dem oben beschrieben Fall) des Bildsignales in den Dynamikbereich (beispielsweise 40 dB) eines externen Bildmonitors (beispielsweise einem TV- Empfänger).

Im folgenden wird angenommen, daß ein Bildsignal mit einem weiten Dynamikbereich unter Verwendung eines Bildmonitors mit einem Dynamikbereich von lediglich 40 dB zur Bildanzeige verwendet wird. Falls bei diesem Fall der Offset auf "0" ge­ setzt ist, kann lediglich ein geringer Bereich von 40 dB des Bildsignales angezeigt werden, wie durch eine Kurve A in Fig. 3 angedeutet ist, während aufgrund der Sättigung bei dem Abschnitt hoher Helligkeit Weißauslassungen erzeugt wer­ den. Falls im Gegensatz dazu der Offset auf einen negativen Wert zur Anpassung des Abschnittes hoher Helligkeit mit dem maximalen Anzeigepegel des Bildmonitors gesetzt ist, kann lediglich ein hoher Bereich von 40 dB des Bildsignales ange­ zeigt werden, wie gemäß Fig. 3 durch eine Kurve B angezeigt ist. In diesem Fall wird der Abschnitt geringer Helligkeit des Bildsignales geschwärzt.

Aus diesem Grund wird, wie dies durch eine Kurve C in Fig. 3 angedeutet ist, ein Kompressionskoeffizient entsprechend dem Dynamikbereich des Bildsignales durch die Dynamikbereichs- Steuerschaltung 8 derart erhalten, daß der Dynamikbereich des Bildsignale zur Eliminierung des oben erwähnten Nachtei­ les komprimiert wird und das Bildsignal über den gesamten Dynamikbereich auf dem Bildmonitor angezeigt wird.

Um bei diesem Ausführungsbeispiel den Dynamikbereich eines Bildsignales (welches in die drei Primärfarbkomponenten R, G und B getrennt ist) zu komprimieren, werden die drei von dem Bildsignal getrennten Primärfarbkomponenten R, G und B, und die Luminanzsignalkomponente Y jeweils einer logarithmischen Umwandlung unterzogen, und das der Dynamikbereichs-Steuerung unterzogene Signal wird einer inversen logarithmischen Um­ wandlung unterzogen, um das Signal in der ursprünglichen Signalform wieder zu erhalten bzw. zu speichern.

Da diese Technik der Dynamikbereichs-Steuerung, die in dem für den vorliegenden Anmelder erteilten US-Patent Nr. 4,926,247 veröffentlicht nach dem Prioritätstag offenbart ist, ohne jede weiteren Modifikationen verwendet werden kann, wird hierauf vollinhaltlich Bezug genommen. Daher wird die Wirkungsweise dieser damischen Steuerung im folgenden nur kurz beschrieben.

Die Dynamikbereichs-Steuerschaltung 8 holt die Luminanz­ signalkomponente Y nach der logarithmischen Umwandlung über einen logarithmischen Verstärker 8a, und entfernt eine un­ gleichförmige Helligkeitskomponente aus der umgewandelten Signalkomponente über ein zweidimensionales Filter 8b, wel­ ches eine Anordnung aufweist, die beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, entfernt dieses zweidimensionales Filter 8b beispielsweise die ungleichförmige Helligkeitskomponente durch Korrektur eines Luminanz­ signales, das durch ein zweidimensionales LPF (low-pass fil­ ter) erhalten wurde, entsprechend einer Differenz (einem Ausgang von einem Komparator COMP) zwischen einem Durch­ schnittspegel des Luminanzsignales, der von einer Durch­ schnittswertschaltung (AVE) erhalten ist, und einem Refe­ renzpegel, Begrenzen des Luminanzsignales unter Verwendung einer Begrenzerschaltung CLIP, und Subtrahieren von der Luminanzsignalkomponente.

Das durch Entfernen der ungleichförmigen Helligkeitskompo­ nente von der Luminanzsignalkomponente über das zweidimen­ sionale Filter 8b erhaltene Signal wird in eine Dynamikbe­ reichs/Verstärkungs-Steuerung (DGC) 8c eingegeben, welche eine Anordnung aufweist, die beispielsweise in Fig. 5 gezeigt ist, wodurch ein Ausgang logαY^β erhalten wird (wobei α den Verstärkungseinstellkoeffizienten, und β den Dynamik­ bereichseinstellkoeffizienten bezeichnet) zum Anpassen des Dynamikbereiches der Luminanzsignalkomponente Y mit dem Dynamikbereich des Bildmonitors. Obwohl jeweils D/A- und A/D-Wandler bei dem Eingang und dem Ausgang gemäß Fig. 5 angeordnet sind, kann eine ähnliche Verarbeitung auch von einem digitalen Schaltungssystem ohne Wandler durchgeführt werden.

Es ist zu beachten, daß auch falls ein von einer gestrichel­ ten Linie in Fig. 5 umschlossener Schaltungsabschnitt ver­ einfacht wird, wie beispielsweise in Fig. 6 angedeutet ist, derselbe Ausgang wie vor der Vereinfachung erhalten werden kann. Ein Verhältnis log(αY^β/Y) von logαY^β zur Luminanz­ signalkomponente logY wird durch einen Subtrahierer 8e als ein Kompressionskoeffizient erhalten, welcher einen Grad der Dynamikbereichskompression andeutet.

Der DGC 8c führt eine Rückkopplungssteuerung zum Aufrechter­ halten einer Standardabweichung einer Einzelrahmenkomponente (bzw. eines Abschnittes) einer Luminanzsignalkonstanten durch. Dies bedeutet, daß der DCG 8c in der Lage ist, einen verstärkten Fehler zwischen einem Mittelwert eines Luminanz­ signales und einer Verstärkungsreferenzspannung an einen Addierer derart rückzukoppeln, daß deren Verstärkung derart eingestellt wird, daß der Mittelwert des Luminanzsignales mit der Verstärkungsreferenzspannung übereinstimmt. Bei die­ ser Betriebsweise wird der Dynamikbereich auf einen vorbe­ stimmten Wert eingestellt. Daher kann das Verhältnis log(αY^β/Y) des Ausganges logαY^β aus dem DGC 8c, dessen Dyna­ mikbereich auf diese Weise auf den vorbestimmten Wert gesetzt ist, zur Luminanzsignalkomponente logY als ein Kom­ pressionskoeffizient erhalten werden, der einen bestimmten Grad von Kompression eines Bildsignales andeutet, welches auf die oben beschriebene Weise aufgenommen ist (Bildaufnah­ meverarbeitung), bei dem der Dynamikbereich mit dem Dynamik­ bereich eines externen Bildmonitors abgeglichen werden kann.

Die drei Primärfarbkomponenten R, G und B des von dem Video­ prozessor 7 umgewandelten und ausgegebenen Bildsignales wer­ den jeweils über logarithmische Verstärker 9r, 9g und 9b in logR, logG und logB logarithmisch umgewandelt. Diese Signale logR, logG und logB werden jeweils über Delay-Schaltungen 10r, 10g und 10b an Addierer 11r, 11g und 11b angelegt. Der durch den DGC 8c erhaltene Dynamikbereichs-Kompressions­ koeffizient log(αY^β/Y) wird dann mit jedem der Signale logR, logG und logB addiert. Als Ergebnis wird jeweils von den Addierern 11r, 11g und 11b ausgegeben:

logR + log(αY^β/Y) = logR(αY^β/Y)

logG + log(αY^β/Y) = logG(αY^β/Y)

logB + log(αY^β/Y) = logB(αY^β/Y)

Diese Ausgangssignale werden einer inversen logarithmischen Umwandlung in invers-logarithmischen Verstärkern 12r, 12g und 12b unterzogen. Im Ergebnis werden dann jeweils die folgenden Signale über D/A-Wandler 13r, 13g und 13b ausgegeben: (αY^β/Y)R, (αY^β/Y)G, (αY^β/Y)B. Diese Signale stellen Signal­ komponenten dar, die einer Dynamikbereichskompression unter­ zogen wurden.

Falls eine derartige Dynamikbereichs-Einstellvorrichtung zum Einstellen des Dynamikbereichs eines ausgegebenen Bildsigna­ les verwendet wird, kann ein auf die oben beschriebene Weise erhaltenes Bildsignal mit weitem Bereich effektiv mit dem Dynamikbereich eines externen Bildmonitors abgeglichen wer­ den. Im Ergebnis kann das in Fig. 3 gezeigte Signal effektiv angezeigt werden, ohne Weißauslassungen oder Schwärzungen zu verursachen.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wird eine ungleichförmige Helligkeitskomponente durch eine zweidimensionale Filterung in der Dynamikbereichs-Steuerschaltung 8 entfernt, und ein Luminanzsignal, dessen Dynamikbereich eingestellt ist, wird darauffolgend erhalten, wodurch ein Kompressionskoeffizient für die Dynamikbereichs-Steuerung erhalten wird. Jedoch kann der Dynamikbereich eines Luminanzsignales innerhalb eines gewissen Bereiches durch ledigliches Entfernen einer un­ gleichförmigen Helligkeitskomponente durch den oben erwähn­ ten Filtervorgang unterdrückt werden.

Daher kann in einem derartigen Fall ein Ausgang von der Be­ grenzungsschaltung CLIP für die Einstellung eines Luminanz­ signalpegels in dem zweidimensionalen Filter 8b direkt an die in Fig. 7 gezeigten Subtrahierers 31r, 31g und 31b an­ statt der Addierer 11r, 11g und 11b geliefert werden. Da der Dynamikbereich eines Bildsignales im allgemeinen von 40 auf 50 dB durch Entfernen einer ungleichförmigen Helligkeitskom­ ponente eines Zielobjektes gedrückt werden kann, bedeutet dies, daß die Dynamikbereichseinstellung genauso gut effek­ tiv unter Verwendung eines von dem zweidimensionalen Filter 8b erhaltenen Kompressionskoeffizienten ohne weitere Modifikationen durchgeführt werden kann. Da der DGC 8c und der­ gleichen weggelassen werden kann, kann mit dieser Anordnung zusätzlich der Aufbau der Vorrichtung entsprechend verein­ facht werden.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel verwendet exempla­ risch eine Videofilmkamera, welche kontinuierlich bei jeder Bildanzeigeperiode zur Durchführung der Bildanzeige Bilder eines Zielobjektes aufnimmt. In jüngster Zeit wurden jedoch verschiedene Typen von elektronischen Stillkameras zur Auf­ nahme von Stillbilder durch Verwendung des Festkörperbild­ aufnahmeelementes 1 entwickelt. Während beispielsweise von einem Festkörperbildaufnahmeelement, welches sich in einem Endoskop befindet, kontinuierlich aufgenommene Bilder beobachtet werden, wird ein bestimmtes Bild als Stillbild geholt und in einem Massenspeicher eines digitalen VTR, einer digitalen Videofile oder dergleichen gespeichert.

Wenn die vorliegende Erfindung auf ein derartiges digitales elektronisches Stillsystem angewendet werden soll, kann beispielsweise eine Anordnung des in Fig. 8 gezeigten zwei­ ten Ausführungsbeispieles angewendet werden. Dieselben Bezugsziffern in Fig. 8 bezeichnen dieselben Teile wie in Fig. 1.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Prozessor 7 zum Erhalten der Farbdifferenzsignale (R-Y) und (B-Y) zusätzlich zu der Luminanzsignalkomponente Y und den drei Primärfarb­ komponenten R, G und B verwendet. Die Farbdifferenzsignale (R-Y) und (B-Y) und das Luminanzsignal Y werden an Speicher 21a, 21b und 21c um einen Betrag entsprechend eines Feldes gemäß einer Abfall-Zeitsteuerung angelegt. Die in den Spei­ chern 21a, 21b und 21c entsprechend gespeicherten Signalkom­ ponenten werden über einen Parallel/Seriell-Wandler (P/S) 22 sequentiell ausgelesen. Die Signalkomponeneten werden dann einer Datenkompression und einer Aufzeichnungsmodulation über eine Serienschaltung eines Datenkompressors 23 und eines Aufzeichnungsmodulators 24 unterzogen. Die auf diese Weise verarbeiteten Signalkomponenten werden in einem Massenspeicherabschnitt 25 aufgezeichnet.

Ein zu reproduzierendes und von dem Massenspeicherabschnitt 25 ausgelesenes Bildsignal wird über einen Demodulator 26 und einen Datendecoder 27 decodiert/reproduziert. Das Signal wird anschließend in die Farbdifferenzsignale (R-Y) und (B- Y) und das Luminanzsignal Y wie oben beschrieben durch einen Parallel/Seriell (P/S)-Wandler 28 getrennt. Nach diesem Vor­ gang werden auf der Grundlage der Farbdifferenzsignale (R-Y) und (B-Y) und des Luminanzsignales Y durch eine Matrixschal­ tung 29 drei Primärfarbkomponenten R, G und B erhalten.

Ein Aufzeichungs/Reproduzierabschnitt eines Bildsignales weist den oben beschriebenen Aufbau auf. Ein Dynamikbe­ reichs-Einstellabschnitt ähnlich zu dem oben beschriebenen kann eine Umschalt-Schaltung 30 zum derartigen Schalten auf­ weisen, ob ein von dem Festkörperbildaufnahmeelement 1 erhaltenes Bildsignal verarbeitet oder ein von dem Massen­ speicherabschnitt 25 ausgelesenes Bildsignal verarbeitet werden soll.

Entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel kann ein auf die oben beschriebene Weise aufgenommenes Bildsignal mit weitem Dynamikbereich in dem Massenspeicherabschnitt mit ho­ her Qualität als das Luminanzsignal Y und die Farbdifferenz­ signale (R-Y) und (B-Y) gespeichert werden. Der weite Dyna­ mikbereich des aufgezeichneten/gespeicherten Bildsignales kann effektiv eingestellt werden, um das Bildsignal auf einem Bildmonitor anzuzeigen.

Bei jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele muß zur Sicherstellung des Dynamikbereiches eines Bildsignales eine Rauschkomponente des Bildsignales quantisiert werden.

Die benötigte Anzahl der Quantisierungsbits ist etwa 12. Jedoch ist ein zur Zeit erhältlicher Hochgeschwindigkeits- 12-Bit-Wandler und insbesondere ein A/D-Wandler, der in der Lage ist, bei einer TV-Signalrate betrieben zu werden, sehr kostenintensiv. Desweiteren kann mit dem Bedarf eines weite­ ren Frequenzbandes bei einem Anstieg in der Bildauflösung ein A/D-Wandler mit einer Quantisierungsgenauigkeit von etwa 12 Bits für die oben beschriebene Bildverarbeitung ungenü­ gend sein.

Bei einer herkömmlichen Vorrichtung wird die digitale Bild­ verarbeitung im allgemeinen in 8 Bits durchgeführt. Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Bildsignalverar­ beitung vorzugsweise im Hinblick auf die praktischen Anwen­ dungen in 8 Bits durchgeführt.

Fig. 9 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel für eine derar­ tige Bildverarbeitung, bei dem ein wiederholt von einem Festkörperbildaufnahmeelement 1 bei hoher Geschwindigkeit ausgelesenes Bildsignal in einen Videoprozessor 7 eingegeben wird, und das Signal sofort in ein Luminanzsignal Y und drei Primärfarbkomponenten R, G und B umgewandelt wird, welche anschließend einer logarithmischen Transformation unterzogen werden. Nachdem diese logarithmisch transformierten Signal­ komponenten jeweils in 8-Bit digitale Codes umgeformt worden sind, werden sie jeweils zum akkumulierenden Addieren in Rahmenspeicher 6a, 6b, 6g und 6r geschrieben. Mit dieser akkumulierenden Addition wird der Dynamikbereich von jeder Signalkomponente erweitert. Da die Signalkomponenten, dessen Dynamikbereiche erweitert wurden, zu beispielsweise 12-Bit Digitalsignalen werden, werden sie über Bit-Shifter 14a, 14b, 14g und 14r jeweils in 8-Bit Signale komprimiert. Nach diesem Vorgang werden sie der oben beschriebenen Dynamikbe­ reichs-Kompressionsverarbeitung unterzogen.

Falls ein Signalprozessor auf diese Weise vorgesehen ist, können 8-Bit Signale durch die meisten ihrer Signalsysteme verarbeitet werden. Dies ermöglicht die Ausbildung einer elektronischen Kameravorrichtung durch Verwenden von zur Zeit verfügbaren allgemeinen Bildverarbeitungskomponenten (Halbleiter-IC und dergleichen) ohne Modifikationen. Obwohl eine Rauschkomponente erheblich durch einen mit dem Ein­ gangsanschluß von jedem A/D-Wandler verbundenen logarithmi­ schen Verstärker verstärkt wird, da das S/N-Verhältnis durch die oben beschriebene akkumulierende Addition vergrößert wird, und jedes der akkumulierenden Addition unterzogene Bildsignal bit-verschoben wird, kann die Rauschkomponente auf einen sehr kleinen Wert gedrückt werden. Als Ergebnis kann die Bildanzeige bei einem hohen S/N-Verhältnis durchge­ führt werden.

Im folgenden wird ein weiteres Beispiel dafür beschrieben, wie die Anzahl der Quantisierungsbits eines A/D-Wandlers verringert wird. In diesem Fall wird die gewünschte digitale Umwandlung eines Bildsignales unter Verwendung beispiels­ weise eines voraussehenden Kodierschemas für eine vorherge­ henden Wert ("previous value predictive coding scheme") und eines A/D-Wandlers mit einer kleineren Anzahl von Quantisie­ rungsbits als die benötigte Anzahl der Quantisierungsbits durchgeführt.

Fig. 10 zeigt in einem Blockdiagramm eine schematische An­ ordnung einer digitalen Umwandlungsschaltung, welche das voraussehende Kodierschema für einen vorhergehenden Wert mittels 8-Bit A/D-Wandler verwendet, um eine 12-Bit digitale Kodierung zu realisieren. Die digitale Umwandlungsschaltung erhält eine Differenz zwischen einem laufenden analogen Ein­ gangssignal und einem Signal vor einem einzelnen (Abtast- bzw. Sample)-Wert, welcher durch einen Dekoder 32 erzeugt worden ist, durch Verwenden eines analogen Subtrahierers 40, und verwendet diesen als ein Voraussagesignal. Dieses Voraussagesignal wird einer nichtlinearen Konversion in einem nichtlinearem Konverter 33 unterzogen. Ein Ausgang von dem nichtlinearen Konverter 33 wird in ein digitales Signal bei hoher Geschwindigkeit durch den Hochgeschwindigkeits-8-Bit- A/D-Wandler 34 umgewandelt. In dem nichtlinearen Konverter 33 werden die durch den analogen Subtrahierer 40 erhaltenen Voraussagesignale in der Nähe von "0" konzentriert. Um die Voraussagesignalwerte in der Nähe von "0" fein abzutasten, wird eine nichtlineare Konversionseigenschaft gesetzt, wie beispielsweise durch die in Fig. 11 dargestellte durchge­ hende Linie angedeutet ist.

Mit einer derartigen nichtlinearen Konversion wird ein ana­ loges Eingangssignal (Voraussagesignal) in ein 8-Bit digita­ les Signal umgewandelt, welches eine hohe Quantisierungs­ genauigkeit in der Nähe von "0" aufweist, und eine geringere Quantisierungsgenauigkeit mit einem Anstieg im Wert.

Darauffolgend führt der Decoder 32 eine lineare Konversion des 8-Bit digitalen Signales durch Verwenden eines linearen Konverters 35 durch, welcher im Vergleich zu dem nichtli­ nearen Konverter 33 entgegengesetzte Eingangs/Ausgangs- Eigenschaften aufweist. Mit dieser linearen Konversion erreicht die Quantisierungsgenauigkeit des 8-Bit Digital­ signales Gleichförmigkeit. Dieses linear konvertierte digi­ tale Voraussagesignal wird aufeinanderfolgend zu dem Wert (vorhergehenden Wert) addiert, welcher von einem digitalen Addierer 36 vor einem (Sample)-Wert ausgegeben ist und wird als 12-Bit-Wert ausgegeben.

Es ist zu beachten, daß der vorhergehende Wert durch Verzö­ gerung eines Ausganges von dem digitalen Addierer 36 um ein (Sample)-Wertintervall über eine Verzögerungsschaltung 37 erhalten worden ist, und Multiplizieren des Ausgangswertes mit einem vorbestimmten Koeffizienten γ durch Verwenden einer Koeffizienteneinheit 38. Es ist zu beachten, daß der Koeffizient γ oftmals als ein Wert nahe bei "1" vorgegeben wird. Falls "γ = 1" gesetzt ist, kann die Koeffizienteneinheit 38 weggelassen werden.

Wenn ein von der Koeffizienteneinheit 38 ausgegebener vor­ hergehender Wert (ein Ausgangswert vor einem Wert) an den digitalen Addierer 36 zurückgekoppelt wird, wird ein Vorher­ sagewert bei einer laufenden (Sample)-Datenzeitsteuerung an den Ausgangswert vor einem (Sample)-Wert addiert, und der erhaltene Wert wird ausgegeben. Hierbei wird der von der Koeffizienteneinheit 38 ausgegebene vorhergehende Wert (der Ausgangswert vor einem Wert) über einen D/A-Wandler in ein analoges Signal umgewandelt. Das analoge Signal wird anschließend an den analogen Subtrahierer 40 angelegt.

Auf diese Weise wird in der in Fig. 10 gezeigten digitalen Konversionsschaltung eine Differenz zwischen einem durch analoge Konversion eines digitalen Konversionsergebnisses vor einem (Sample)-Wert erhaltener Wert und einem analogen Eingangssignal bei einem laufenden (Sample)-Datenzeitablauf als ein Voraussagesignal erhalten, und eine nichtlineare Konversion des Vorhersagesignales wird durchgeführt, womit durch Verwenden des 8-Bit A/D-Wandlers 34 Hochgeschwindig­ keits-Digitalkonversion durchgeführt wird. Der durch diese digitale Konversion erhaltene Voraussagewert wird zu dem digitalen Konversionsergebnis vor einem (Sample)-Wert addiert, so daß ein digitales Signal mit einer gewünschten Anzahl von Quantisierungsbits (12-Bits) erhalten wird.

Mit dieser Anordnung kann eine digitales Konversionsergebnis mit einer benötigten Anzahl von Quantisierungsbits durch effektives Verwenden des kostengünstigen, allgemeinen Hoch­ geschwindigkeits-8-Bit A/D-Wandler 34 erhalten werden, und damit kann die Bildverarbeitung in der Vorrichtung in jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele (und ebenfalls in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen) leicht realisiert werden.

In diesem Fall wird die Voraussage des vorhergehenden Wertes innerhalb eines Rahmens als Voraussagekodierung durchge­ führt. Auch falls Zwischenrahmenvorhersagekodierung (inter­ frame predictive coding) oder dreidimensionale Vorhersageko­ dierung, oder andere, von der Vorhersagekodierung verschie­ dene Typen für den vorhergehenden Wert ebener Vorhersageko­ dierung in geeigneter Weise verwendet werden, kann jedoch digitale Konversion mit einer gewünschten Anzahl von Quanti­ sierungsbits beispielsweise die Bildung eines 12-Bit Digi­ talsignales durch Verwendung des kostengünstigen Hochge­ schwindigkeits-8-Bit A/D-Wandlers 34 realisiert werden.

Es wird vermerkt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt ist. Beispielsweise wird bei jedem der oben beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiele ein Bildsignal in die drei Primärfarbkompo­ nenten R, G und B umgewandelt, und die Dynamikbereichsein­ stellung wird darauffolgend durchgeführt. Jedoch kann die Dynamikbereichseinstellung durchgeführt werden, nachdem ein Bildsignal in die drei Komplementärfarbkomponenten (gelb, magenta und cyan) getrennt worden ist. Zusätzlich kann die Dynamikbereichseinstellung bezüglich der Farbdifferenz­ signale (R-Y) und (B-Y) durchgeführt werden. Da in diesem Falle die Farbdifferenzsignale (R-Y) und (B-Y) positive und negative Polaritäten aufweisen, muß ein logarithmischer Ver­ stärker für die logarithmische Umwandlung dieser Signale eine beispielsweise in Fig. 12 gezeigte Charakteristik auf­ weisen. Ferner kann die Anzahl der wiederholten Lesevorgänge der Bildsignale aus dem Festkörperbildaufnahmelement 1, die Dynamikbereichs-Einstellvorrichtung und dergleichen ver­ schiedentlich gemäß der vorliegenden Beschreibung modifi­ ziert sein. Mit anderen Worten, es können verschiedene Ände­ rungen und Modifikationen durchgeführt werden, ohne den Ge­ danken und den Umfang der Erfindung zu verlassen.

Falls eine akkumulierende Addition zum Erhalten eines Bild­ signales mit weitem Dynamikbereich wie in den jeweils vor­ hergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen beschrieben durchgeführt wird, obwohl eine Zufallsrauschkomponente in einem Bildsignal in Relation zu einer Signalkomponente redu­ ziert wird, werden ein festes Strukturrauschen eines Bild­ aufnahmeelementes und ein festes Strukturrauschen, welches in einem Signalprozessor einschließlich einer Klemmenschal­ tung erzeugt ist (die beiden Typen von Rauschkomponenten werden im folgenden gemeinsam als eine FPN-Komponente bezeichnet) multipliziert und ähnlich zu der Signalkompo­ nente angehoben. Als Ergebnis wird die FPN-Komponente mit der Verringerung der Zufallsrauschkomponente mehr hervortre­ ten.

Im folgenden wird ein viertes Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung beschrieben, welches geeignet ist, eine derartige FPN-Komponente zu verringern.

Fig. 13 zeigt das vierte Ausführungsbeispiel dieser Erfin­ dung, welches äquivalent ist mit dem ersten Ausführungsbei­ spiel, an das eine Vorrichtung zur Reduzierung einer FPN- Komponente hinzugefügt ist.

Dieselben Bezugsziffern bei dem folgenden Ausführungsbei­ spiel bezeichnen dieselben Teile wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so daß deren Beschreibung weggelassen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden Daten, welche durch A/D-Umwandlung einer FPN-Komponente einschließlich Hintergrundsrauschkomponenten, welche in einem Festkörper­ bildaufnahmeelement 1, einem Verstärker 2 und einem Signal­ prozessor 3 erzeugt worden sind, in einem FPN-Daten-ROM 42 aufgezeichnet. Das FPN-Daten-ROM 42 kann Daten speichern, die dieselbe Anzahl von Pixeln aufweisen wie die in dem Rah­ menspeicher 6 gespeicherten Daten. Bei der Bildaufnahmeverarbeitung wird, nachdem ein Eingangssignal A/D-gewandelt wurde, der FPN-Wert der entsprechenden Files von dem FPN- Daten-ROM 42 ausgelesen und der FPN-Wert wird nachfolgend von dem Eingangssignal durch einen Subtrahierer 41 substra­ hiert, wodurch eine akkumulierende Addition der Signale durchgeführt wird, von der die FPN-Komponenten durch Verwen­ dung eines Addierers 5 und der nachfolgenden Einheiten sub­ trahiert wird.

Da die FPN-Komponente von dem Eingangssignal subtrahiert wird, verbleibt in dem Eingangssignal lediglich die Zufalls­ rauschkomponente. Daran anschließend wird die Zufallsrausch­ komponente durch eine akkumulierende Addition ebenfalls reduziert. Daher kann ein hochqualitatives Bildsignal mit einem weiten Dynamikbereich und einem hohen S/N-Verhältnis erhalten werden. Bei dieser Verarbeitung wird der Nachteil wie beispielsweise die von einer FPN-Komponente verursachten vertikalen Streifen auf einem Anzeigeschirm eliminiert.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel wird der Wert einer FPN- Komponente einschließlich Hintergrundsrauschkomponenten vor­ her in dem ROM 42 gespeichert. Fig. 14 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, bei dem ein derartiger FPN-Wert beliebig gespeichert werden kann.

Dieses Ausführungsbeispiel weist Schalter 45 und 46 zum Schalten eines Fotografiermodus und eines FPN-Speichermodus, und einen FPN-Verschluß 47 auf. In dem Fotagrafiermodus ist der mit dem Ausgangsanschluß eines Rahmenspeichers 6 verbun­ dene Schalter 45 mit einem Videoprozessor 7 verbunden, wäh­ rend der mit einer Seite eines Subtrahierers 41 verbundene Schalter 46 in einen EIN-Zustand gesetzt ist, und der vor einem Festkörperbildaufnahmeelement 1 angeordnete FPN-Ver­ schluß 47 ist in einen offenen Zustand gesetzt. Wenn ein Fotografiervorgang durchgeführt werden soll, wird ein vor­ hergehend gespeicherter FPN-Wert aus einem FPN-Rahmenspeicher 43 ausgelesen und von einem Eingangssignal durch den Subtrahierer 41 subtrahiert. Daran anschließend wird das durch Subtrahieren der FPN-Komponente von dem Eingangssignal erhaltene Signal durch einen Addierer 5 und den Rahmenspei­ cher 6 akkumulierend addiert.

In dem FPN-Speichermodus ist der Schalter 45 mit einem 1/n- Multiplizierer 44 verbunden, während der Schalter 46 in einen AUS-Zustand gesetzt ist, und der FPN-Verschluß 47 befindet sich in einem geschlossenen Zustand. Es ist zu beachten, daß die Schalter 45 und 46 und der FPN-Verschluß 47 derart ausgebildet sind, daß sie synchron zueinander betrieben werden können. Wenn der FPN-Wert gespeichert ist, wird der FPN-Speichermodus zum Schließen von externem Licht gesetzt. Demzufolge werden die in einem Festkörperbildauf­ nahmeelement 1, einem Verstärker 2 und einem Signalprozessor 3 erzeugten Rauschkomponenten (inklusive FPN und Zufalls­ rauschkomponenten) durch einen A/D-Wandler 4 in digitale Signale umgewandelt. Die digitalen Signale werden dann durch einen Addierer 5 und den Rahmenspeicher 6 akkumulierend addiert. Als Ergebnis wird das Zufallsrauschen verringert und die FPN-Komponente wird verstärkt. Die akkumulierende Addition wird n-malig durchgeführt, um die Zufallsrauschkom­ ponente auf einen Wert zu reduzieren, der genügend kleiner ist als die FPN-Komponente. Der Pegel des FPN-Wertes wird erneut auf den Pegel zurückgeholt vor der akkumulierenden Addition durch den 1/n-Multiplizierer 44. Anschließend wird der FPN-Wert in dem FPN-Rahmenspeicher 43 gespeichert.

Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel kann ein Bildsignal mit weitem Dynamikbereich und einem hohen S/N-Verhältnis erhalten werden, auch falls eine FPN-Komponente wegen einer Temperaturänderung geändert wird, da die Bildaufnahmeverar­ beitung durchgeführt wird, nachdem die FPN-Komponente erneut gespeichert wird. Da eine FPN-Komponente und insbesondere eine FPN-Komponente eines Bildaufnahmeelementes wie beispielsweise eine CCD um 6 dB bei 10°C geändert wird, kann dieses Ausführungsbeispiel als sehr effektiv angesehen wer­ den. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung auf einen Fall angewendet werden, bei dem eine FPN-Komponente wegen einer zeitlichen Änderung der Charakteristik eines Elementes geändert wird, welches in einem Signalpfad angeordnet ist, der sich von dem Festkörperbildaufnahmeelement 1 zu dem A/D- Wandler 4 erstreckt.

Falls der akkumulierende Additionszähler n als eine ganzzah­ lige Wurzel aus 2 gesetzt wird, kann der 1/n-Multiplizierer 44 durch einen Bit-Shifter ersetzt sein. Dies vereinfacht ferner die Anordnung der Vorrichtung. Da ferner bei diesem Ausführungsbeispiel eine FPN-Komponente gespeichert wird, nachdem sie mit 1/n multipliziert worden ist, und eine FPN- Komponente vor der akkumulierenden Addition bei der Bildauf­ nahmeverarbeitung subtrahiert wird, kann die Kapazität des FPN-Rahmenspeichers verringert werden, und der vorbestimmte Wert des Additionszählers n kann sowohl in dem FPN-Speicher­ modus als auch in dem Fotografiermodus geändert werden.

Wenn dieses Ausführungsbeispiel bei einer Videofilmkamera angewendet werden soll, kann die Funktion des FPN-Verschlus­ ses 47 durch einen Schließvorgang einer Membran ersetzt wer­ den. Wenn dieses Ausführungsbeispiel auf eine Still-Videoka­ mera angewendet werden soll, wird kein spezieller FPN-Ver­ schluß benötigt, da ein normaler Verschluß ebenfalls als ein FPN-Verschluß dienen kann. Falls die Vorrichtung gemäß die­ sem Ausführungsbeispiel derart ausgebildet ist, daß der FPN- Speichermodus automatisch gesetzt wird, wenn die Leistungs­ quelle eingeschalten wird, und der Fotografiermodus gesetzt wird, nachdem der FPN-Wert gespeichert ist, kann die Vor­ richtung auf dieselbe Weise wie eine herkömmliche Videofilm­ kamera und eine Still-Videokamera verwendet werden. Es wird angenommen, daß diese Ausführungsform an einem Ort angewen­ det wird, bei dem sich die Umwelteinflüsse wie beispielsweise die Temperatur erheblich geändert werden. Falls die Ausführungsform auf eine Videofilmkamera angewendet wird, wird der FPN-Wert in Einheiten von einigen bis einigen zehn Rahmen erneuert. Falls die Ausführungsform auf eine Still- Videokamera angewendet wird, wird eine derartige Erneuerung unmittelbar vor jedem Verschlußauslösevorgang durchgeführt. Bei diesem Vorgang kann eine FPN-Komponente zuverlässig ver­ ringert werden, und damit kann stets ein Bildsignal mit einem hohen S/N-Verhältnis erhalten werden.

Die in den Fig. 13 und 14 gezeigten Ausführungsbeispiele sind im Zusammenhang mit dem Fall zu sehen, bei dem FPN-Kom­ ponenten auf zusätzliche Weise vorgesehen sind. Falls jedoch FPN-Komponenten in einer mehrfachen Weise vorgesehen sind, kann dieselbe Wirkung wie oben beschrieben durch Ersetzen des Subtrahierers 41 in den Fig. 13 und 14 durch einen Teiler 50 gemäß Fig. 15A erhalten werden.

Fig. 15B zeigt eine Modifizierung zur Verringerung von Rau­ schen. Fig. 15 zeigt einen Teil der Anordnung gemäß Fig. 1. Diese Modifizierung weist zusätzlich eine Kühleinheit 48 auf, welche zur Kühlung mit dem Festkörperbildaufnahmeele­ ment 1, dem Verstärker 2, dem Signalprozessor 3 und dem A/D- Wandler 4 thermisch gekoppelt ist. Durch die Kühleinheit 48 wird ein Dunkelstrom in dem Festkörperbildaufnahmeelement 1 erheblich verringert. Zusätzlich können thermische Rausch­ komponenten, die jeweils durch den Verstärker 2, den Signal­ prozessor 3 und den A/D-Wandler 4 erzeugt werden, jeweils verringert werden. Da eine feste Strukturrauschkomponente auf der Grundlage eines ungleichförmigen Dunkelstromes in dem Festkörperbildaufnahmeelement 1 verringert wird, können effektiv sowohl eine FPN-Komponente und eine Zufallsrausch­ komponente verringert werden. Mit dieser Verringerung im Rauschen kann eine zusätzliche Zählung in der nachfolgenden akkumulierenden Additionsschaltung verringert werden, womit eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung und weitere vorteilhafte Effekte bezüglich des Zeitbedarfs realisiert werden können. Falls diese Modifizierung mit dem in Fig. 14 gezeig­ ten vierten Ausführungsbeispiel kombiniert wird, kann eine FPN-Komponente erheblich reduziert werden, womit sich ein vorteilhafter Effekt dahin ergibt, daß die Anzahl der Bits des FPN-Rahmenspeichers 43 pro Pixel verringert wird.

Es ist zu beachten, daß die in den Fig. 13 und 14 durch gestrichelte Linien gezeigten Rauschverringerungsschalt­ kreise jeweils in den entsprechenden Abschnitten in den Fig. 8 und 9 angeordnet werden können.

Wie oben beschrieben wurde, kann entsprechend der vorliegen­ den Erfindung der Dynamikbereich eines von einem Festkörper­ bildaufnahmeelement aufgenommenen Bildsignal sehr leicht und effektiv erweitert werden. Zusätzlich kann ein festes Struk­ turrauschen verringert werden, und ein Zielobjekt mit einem weiten Dynamikbereich kann effektiv aufgenommen werden. Fer­ ner kann ein Effekt zum Vergrößern des S/N-Verhältnisses erhalten werden, wodurch verschiedenste Wirkungen in den praktischen Anwendungen erzielt werden.

Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann in naheliegender Weise aus der Beschreibung und der praktischen Anwendung der hierin beschriebenen Erfindung. Es wird vermerkt, daß die Beschrei­ bung und die Beispiele lediglich als exemplarisch angesehen werden, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung durch die folgenden Ansprüche vorgegeben wird.

Claims (12)

1. Elektronische Kameravorrichtung zum Liefern eines Bildaufnahmesignales zum Bedienen einer Bildanzeige durch einen Bildmonitor, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Bildaufnahmevorrichtung (OL, 1) mit zumindest einem Festkörperbildaufnahmeelement (1) zum Erzeugen eines Bild­ signales durch elektronisches Aufnehmen eines Bildes eines zu fotografierenden Zielobjektes;
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung desweiteren aufweist:
eine Steuervorrichtung (100) zum zeitlich unterteilten und wiederholten Ausführen einer Bildaufnahmeverarbeitung des Zielobjektes in einer Vielzahl von Malen durch Verwenden der Bildaufnahmevorrichtung (OL, 1) und eines Lesevorganges des durch die Bildaufnahmeverarbeitung erhaltenen Bild­ signales;
eine Vorrichtung (9) zum Unterwerfen der wiederholt aus der Bildaufnahmevorrichtung durch die Steuervorrichtung (100) gelesenen Bildsignale einer logarithmischen Umwandlung;
eine Vorrichtung (4) zum Unterwerfen der der logarithmi­ schen Umwandlung unterworfenen Bildsignale einer A/D- Umwandlung;
eine akkumulierende Additionsvorrichtung (5, 6) zum aufein­ anderfolgenden Durchführen einer akkumulierenden Addition der der A/D-Umwandlung unterworfenen Bildsignale; und
eine Verarbeitungsvorrichtung (7) zum Verarbeiten des von der akkumulierenden Additionsvorrichtung (5, 6) erhaltenen Bildsignales nach der aufeinanderfolgenden, akkumulierenden Addition derart, daß das Bildsignal für ein Bildsignal durch den Bildmonitor verwendbar ist.

2. Elektronische Kameravorrichtung zum Liefern eines Bildaufnahmesignales zum Bedienen einer Bildanzeige durch einen Bildmonitor, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Bildaufnahmevorrichtung (OL, 1) mit zumindest einem Festkörperbildaufnahmeelement (1) zum Erzeugen eines Bild­ signales durch elektronisches Aufnehmen eines Bildes eines zu fotografierenden Zielobjektes;
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner auf­ weist:
eine Steuervorrichtung (100) zum wiederholten Ausführen einer Bildaufnahmeverarbeitung des Zielobjektes in einer Vielzahl von Malen innerhalb einer Periode einer Bild­ anzeige durch den Bildmonitor unter Verwendung der Bildauf­ nahmevorrichtung (OL, 1) und eines Lesevorganges des durch
die Bildaufnahmeverarbeitung erhaltenen Bildsignales; eine Vorrichtung (9) zum Unterwerfen der wiederholt aus der Bildaufnahmevorrichtung durch die Steuervorrichtung (100) gelesenen Bildsignale einer logarithmischen Umwandlung;
eine Vorrichtung (4) zum Unterwerfen der der logarithmi­ schen Umwandlung unterworfenen Bildsignale einer A/D- Umwandlung;
eine akkumulierende Additionsvorrichtung (5, 6) zum aufein­ anderfolgenden Durchführen einer akkumulierenden Addition der der A/D-Umwandlung unterworfenen Bildsignale innerhalb einer Periode einer Bildanzeige durch den Bildmonitor; und
eine Verarbeitungsvorrichtung (7) zum Verarbeiten des durch die akkumulierende Additionsvorrichtung (5, 6) erhaltenen Bildsignales nach der aufeinanderfolgenden, akkumulierenden Addition derart, daß das Bildsignal für ein Bildsignal durch den Bildmonitor verwendbar ist.

3. Elektronische Kameravorrichtung zum Liefern eines Bildaufnahmesignales zum Bedienen einer Bildanzeige durch einen Bildmonitor, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Bildaufnahmevorrichtung (OL, 1) mit zumindest einem Festkörperbildaufnahmeelement (1) zum Erzeugen eines Bild­ signales durch elektronisches Aufnehmen eines Bildes eines zu fotografierenden Zielobjektes;
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung desweiteren aufweist:
eine Steuervorrichtung (100) zum zeitlich unterteilten und wiederholten Ausführen einer Bildaufnahmeverarbeitung des Zielobjektes in einer Vielzahl von Malen durch Verwenden der Bildaufnahmevorrichtung (OL, 1) und eines Lesevorganges des durch die Bildaufnahmeverarbeitung erhaltenen Bild­ signales;
einen A/D-Wandler (34) zum Unterwerfen eines Bildsignales einer A/D-Umwandlung;
eine zwischen der Bildaufnahmevorrichtung (OL, 1) und dem A/D-Wandler (34) bereitgestellte Anpassungsvorrichtung (39, 40) zum Umwandeln von Werten der wiederholt aus der Bild­ aufnahmevorrichtung (OL, 1) durch die Steuervorrichtung (100) gelesenen Bildsignale in Werte, die an den A/D-Wandler angepaßt sind, und dann Ausgeben der Bild­ signale an den A/D-Wandler (34);
eine Dekodiervorrichtung (36) zum Dekodieren eines digita­ len Signals, das einem Originalbildsignal entspricht, um ein Bildsignal zu erhalten, durch Verwenden der Bild­ signale, deren Werte von der Anpassungsvorrichtung umgewan­ delt wurden nachdem das Bildsignal durch den A/D-Wandler der A/D-Umwandlung unterworfen wurde;
eine Steuersignalerzeugungsvorrichtung (37, 38) zum Erzeu­ gen eines Steuersignales zur Verwendung beim Steuern der Anpassungsvorrichtung (39, 40) und der Dekodiervorrichtung (36) auf der Grundlage des durch die Dekodiervorrichtung (36) erhaltenen Bildsignals;
eine akkumulierende Additionsvorrichtung (5, 6) zum aufein­ anderfolgenden Durchführen einer akkumulierenden Addition der durch die Dekodiervorrichtung (36) erhaltenen Bild­ signale; und
eine Verarbeitungsvorrichtung (7) zum Verarbeiten des von der akkumulierenden Additionsvorrichtung (5, 6) erhaltenen Bildsignales nach der aufeinanderfolgenden, akkumulierenden Addition derart, daß das Bildsignal für ein Bildsignal durch den Bildmonitor verwendbar ist.

4. Elektronische Kameravorrichtung zum Liefern eines Bildaufnahmesignales zum Bedienen einer Bildanzeige durch einen Bildmonitor, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Bildaufnahmevorrichtung (OL, 1) mit zumindest einem Festkörperbildaufnahmeelement (1) zum Erzeugen eines Bild­ signales durch elektronisches Aufnehmen eines Bildes eines zu fotografierenden Zielobjektes;
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung desweiteren aufweist:
eine Steuervorrichtung (100) zum wiederholten Ausführen einer Bildaufnahmeverarbeitung des Zielobjektes in einer Vielzahl von Malen innerhalb einer Periode einer Bild­ anzeige durch den Bildmonitor durch Verwenden der Bildauf­ nahmevorrichtung (OL, 1) und eines Lesevorganges des durch die Bildaufnahmeverarbeitung erhaltenen Bildsignales;
einen A/D-Wandler (34) zum Unterwerfen eines Bildsignales einer A/D-Umwandlung;
eine zwischen der Bildaufnahmevorrichtung (OL, 1) und dem A/D-Wandler (34) bereitgestellte Anpassungsvorrichtung (39, 40) zum Umwandeln von Werten der wiederholt aus der Bild­ aufnahmevorrichtung (OL, 1) durch die Steuervorrichtung (100) gelesenen Bildsignale in Werte, die an den A/D-Wandler angepaßt sind, und dann Ausgeben der Bild­ signale an den A/D-Wandler (34);
eine Dekodiervorrichtung (36) zum Dekodieren eines digita­ len Signals, das einem Originalbildsignal entspricht, um ein Bildsignale zu erhalten, durch Verwenden der Bild­ signale, deren Werte von der Anpassungsvorrichtung umgewan­ delt wurden nachdem das Bildsignal durch den A/D-Wandler der A/D-Umwandlung unterworfen wurde;
eine Steuersignalerzeugungsvorrichtung (37, 38) zum Erzeu­ gen eines Steuersignales zur Verwendung beim Steuern der Anpassungsvorrichtung (39, 40) und der Dekodiervorrichtung (36) auf der Grundlage des durch die Dekodiervorrichtung (36) erhaltenen Bildsignals;
eine akkumulierende Additionsvorrichtung (5, 6) zum aufein­ anderfolgenden Durchführen einer akkumulierenden Addition der durch die Dekodiervorrichtung (36) erhaltenen Bild­ signale innerhalb einer Periode einer Bildanzeige durch den Bildmonitor; und
eine Verarbeitungsvorrichtung (7) zum Verarbeiten des von der akkumulierenden Additionsvorrichtung (5, 6) erhaltenen Bildsignales nach der aufeinanderfolgenden, akkumulierenden Addition derart, daß das Bildsignal für ein Bildsignal durch den Bildmonitor verwendbar ist.

5. Elektronische Kameravorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmevorrichtung (OL, 1) eine optische Linse (OL) zum Fokussieren des Ziel­ objektes, und ein Festkörperbildaufnahmeelement (1) zum Erzeugen eines Bildsignales des durch die optische Linse (OL) fokussierten Zielobjektes aufweist, wobei des Fest­ körperbildaufnahmeelement (1) das Auslesen des Bildsignales hiervon ermöglicht.

6. Elektronische Kameravorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungsvorrichtung (7) eine Dynamikbereichs-Steuervorrichtung (8) zum Steuern eines Dynamikbereiches des durch die akkumulierende Additionsvorrichtung nach aufeinanderfolgender, akkumulierender Addition erhaltenen Bildsignales aufweist.

7. Elektronische Kameravorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dynamik­ bereichs-Steuervorrichtung (8) eine Vorrichtung zum Anglei­ chen des Dynamikbereiches des Bildsignales mit dem des Bildmonitors aufweist.

8. Elektronische Kameravorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dynamik­ bereichs-Steuervorrichtung (8) eine Vorrichtung zum Steuern eines Dynamikbereiches eines in dem Bildsignal enthaltenen Luminanzsignales aufweist.

9. Elektronische Kameravorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Video­ filmkamera aufweist.

10. Elektronische Kameravorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Still-Videokamera aufweist.

11. Elektronische Kameravorrichtung nach Anspruch % 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmevorrichtung (OL, 1) eine optische Linse (OL) zum Fokussieren des Ziel­ objektes, und ein Festkörperbildaufnahmeelement (1) zum Erzeugen eines Bildsignales des durch die optische Linse (OL) fokussierten Zielobjektes aufweist, wobei das Fest­ körperbildaufnahmeelement (1) das Lesen des Bildsignales hiervon bei einer hohen Geschwindigkeit bezüglich einer Periode einer Bildanzeige durch den Bildmonitor ermöglicht.

12. Elektronische Kameravorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren aufweist:
einen zwischen der Anpassungsvorrichtung (39, 40) und dem A/D-Wandler (34) bereitgestellten nichtlinearen Konverter (33) zum Unterwerfen der von der Anpassungsvorrichtung (34) ausgegebenen Bildsignale einer nichtlinearen Konversion und dann Ausgeben der Bildsignale an den A/D-Wandler (34); und
einen zwischen dem A/D-Wandler (34) und der Dekodiervor­ richtung (36) bereitgestellten linearen Konverter (35) zum Unterwerfen der Bildsignale, deren Werte umgewandelt werden nachdem die Bildsignale durch den A/D-Wandler der A/D- Umwandlung unterworfen sind, einer linearen Konversion ent­ sprechend der nichtlinearen Konversion des nichtlinearen Konverters (33) und dann Ausgeben der Bildsignale an die Dekodiervorrichtung (35).