DE69011378T2

DE69011378T2 - Bildaufnahmeeinrichtung mit elektronischer Bildvergrösserung.

Info

Publication number: DE69011378T2
Application number: DE69011378T
Authority: DE
Inventors: Noboru Matsuda
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-04-04
Filing date: 1990-04-04
Publication date: 1995-02-16
Anticipated expiration: 2010-04-05
Also published as: KR930003572B1; EP0391690B1; JPH02264580A; JP2539682B2; DE69011378D1; US5057923A; EP0391690A1; KR900017377A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein Bildaufnahmeeinrichtungen, die dazu in der Lage sind, Bilder aufzunehmen, während sie dieselben elektronisch vergrößern. Spezieller betrifft die Erfindung eine Bildaufnahmeeinrichtung, die dazu in der Lage ist, Bilder aufzunehmen, während sie dieselben elektronisch vergrößert, die einen CCD-Bildsensor als Bildaufnahmeelement aufweist und die z. B. in einer Videokamera oder einem Videobandrecorder mit eingebauter Kamera verwendet wird.

Beschreibung des Standes der Technik

Fig. 23 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine herkömmliche Bildaufnahmeeinrichtung zeigt, die dazu in der Lage ist, Bilder aufzunehmen, während sie dieselbe elektronisch auf das Doppelte vergrößert. Gemäß diesem Diagramm erzeugt eine Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 109 einen Zeitsteuerimpuls zum Ansteuern eines CCD-Bildsensors 101, ein Signal zum Steuern eines Analogschalters 104 sowie mehrere andere Impulse, die für eine Signalverarbeitungsschaltung 106 erforderlich sind, synchron mit Synchronisiersignalen, die von einem Synchronisiersignalgenerator 110 erzeugt werden. Ein Schalter SW1 zum Umschalten zwischen normaler Bildaufnahme und vergrößernder Bildaufnahme ist mit der Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 109 verbunden. Die Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 109 ändert die Perioden eines Horizontal-Übertragungsimpulses und eines VertikalÜbertragungsimpulses abhängig von der Betätigung des Schalters SW1.
Der von der Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 109 erzeugte Horizontal-Übertragungsimpuls wird über einen Horizontaltreiber 111 an den CCD-Bildsensor 101 gelegt, und der Vertikal-Übertragungsimpuls wird über einen Vertikaltreiber 112 an den CCD-Bildsensor 101 gelegt. Videosignale, wie sie vom CCD-Bildsensor 101 ausgegeben werden, werden zum Abtasten und Halten an eine Abtast- und Halte(S/H)-Schaltung 102 gelegt und dann an eine 1H-Verzögerungsschaltung 103 und den Analogschalter 104 gegeben. Die 1H-Verzögerungsschaltung 103 verzögert die Videosignale um 1H (eine Horizontal-Abrasterperiode) zum Anlegen an den Analogschalter 104. Der Analogschalter 104 spricht auf ein Umschaltsignal von der Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 109 an, um für den Ausgang entweder die Abtast- und Halteschaltung 102 oder die 1H-Verzögerungsschaltung 103 auszuwählen und das ausgewählte Signal an die Signalverarbeitungsschaltung 106 anzulegen. Die Signalverarbeitungsschaltung 106 weist Abtast- und Halteschaltungen, Verarbeitungsschaltungen und einen Codierer zum Umsetzen der Videosignale vom Analogschalter 104 in Primärfarbsignale R, G und B auf.
Bei der herkömmlichen Bildaufnahmeeinrichtung, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, legt die Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 109 dann, wenn bei geschlossenem Schalter SW1 Bildaufnahme mit Vergrößerung auf das Doppelte erfolgt, Horizontal- und Vertikal-Übertragungsimpulse, die nur die halben Frequenzen wie bei normaler Bildaufnahme aufweisen, über den Horizontaltreiber 111 bzw. den Vertikaltreiber 112 an den CCD-Bildsensor 101 an. Da die Frequenzen der Horizontal- und Vertikal-Übertragungsimpulse 1/2 im Vergleich zu denjenigen bei normaler Bildaufnahme sind, erfordert es die doppelte Zeit oder 2H, Ladungen einer Horizontalzeile im CCD-Bildsensor 101 auszugeben. Ladungen, die 1H in den 2H entsprechen, sind überflüssig, so daß sie durch die erforderlichen Signale durch 1H ersetzt werden, die von der 1H-Verzögerungsschaltung 103 verzögert wurden. Dieses Ersetzen wird durch den Analogschalter 104 bewirkt. Die überflüssigen Ladungen in Vertikalrichtung (entsprechend 1/2 der Fläche eines Standardschirms) werden durch eine schnelle Vertikalübertragung gelöscht, wie sie während einer Vertikalaustastperiode vorgenommen wird, so daß sie vom CCD-Bildsensor 101 nicht als Videosignale ausgegeben werden.
Bei der in Fig. 23 dargestellten Bildaufnahmeeinrichtung kann die 1H-Verzögerungsschaltung 103 z. B. als CCD-1H-Verzögerungsschaltung realisiert sein. Da die in die Signalverarbeitungsschaltung 106 eingegebenen Videosignale noch keinerlei Verarbeitung erfahren haben, muß die Signalverarbeitungsschaltung 106 einen sehr großen Dynamikbereich aufweisen. Andererseits weist eine Verzögerungsschaltung 103 für 1H, wie sie durch ein CCD oder dergleichen gebildet wird, keinen großen Dynamikbereich auf. Daher ist die Verwendung eines solchen Elements nicht möglich, und es kann keine Miniaturisierung der Schaltung erzielt werden. Darüber hinaus besteht bei der herkömmlichen Bildaufnahmeeinrichtung, wie sie in Fig. 23 dargestellt ist, eine Beschränkung für ein im CCD-Bildsensor 101 verwendetes Komplementärfarbfilter auf ein Vertikalstreifenfilter, so daß ein unterteiltes Filter nicht verwendbar ist.
Fig. 24 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen Teil einer herkömmlichen Bildaufnahmeeinrichtung für normale Bildaufnahme zeigt, bei dem ein unterteiltes Filter als Komplementärfarbfilter verwendet wird, und Fig. 25 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen zeilensequentiellen Farbdifferenzsignalen C0H und um 1H verzögerten Signalen C1H, einer R-Kanal-Komponente (R-Y) und einer B-Kanal-Komponente (B-Y) zeigt.
Bei der in Fig. 24 dargestellten Bildaufnahmeeinrichtung werden von einer Abtast- und Halteschaltung 102 ausgegebene Videosignale an eine 0B-Klemmschaltung 108 angelegt, wo ihr optischer Schwarzpegel festgeklemmt wird, und sie werden dann an Abtast- und Halteschaltungen 113 und 114 gelegt. Die Abtast- und Halteschaltungen 113 und 114 trennen Farbkomponenten aus den Videosignalen ab, um sie an eine Signalverarbeitungsschaltung 115 zu legen. Ein zeilensequentielles Farbdifferenzsignal C0H wird an eine 1H-Verzögerungsschaltung 116 und einen Analogschalter 117 gelegt. Die 1H-Verzöerungsschaltung 116 verzögert das zeilensequentielle Farbdifferenzsignal C0H um 1H, um ein Signal C1H zu erhalten, das an den Analogschalter 117 angelegt wird. Der Analogschalter 117 gibt eine R-Kanal-Komponente (R-Y) und eine B- Kanal-Komponente (B-Y) aus den zeilensequentiellen Farbdifferenzsignalen C0H und C1H aus.
Bei der wie vorstehend beschrieben aufgebauten Bildaufnahmeeinrichtung gibt der CCD-Bildsensor 101 mit dem in ihm verwendeten unterteilten Filter zeilensequentiell ein Farbdifferenzsignal für jeweils 1H aus. Um die zeilensequentiellen Farbdifferenzsignale zu interpolieren, werden die 1H-Verzögerungsschaltung 116 und der Analogschalter 117 verwendet. Die Beziehung zwischen den zeilensequentiellen Farbdifferenzsignalen C0H und C1H, der R-Kanal-Komponente (R-Y) und der B-Kanal-Komponente (B-Y) für diesen Fall ist so, wie dies in Fig. 25 dargestellt ist.
Fig. 26 ist ein Blockdiagramm der in Fig. 24 dargestellten Bildaufnahmeeinrichtung mit zusätzlicher Vergrößerungsfunktion bei der Bildaufnahme, und Fig. 27 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen den zeilensequentiellen Farbdifferenzsignalen C0H, C1H und C2H, der R-Kanal-Komponente (R-Y) und der B-Kanal-Komponente (B-Y) bei der in Fig. 26 dargestellten Bildaufnahmeeinrichtung zeigt.
Gemäß Fig. 26 sind zwischen eine 0B-Klemmschaltung 108 und Abtast- und Halteschaltungen 113 und 114 eine 1H-Verzögerungsschaltung 103 und ein Analogschalter 104 geschaltet, und zwischen eine 1H-Verzögerungsschaltung 116 und einen Analogschalter 117 sind eine 1H-Verzögerungsschaltung 118 und ein Analogschalter 119 geschaltet. Die 1H-Verzögerungs-Schaltung 103 und der Analogschalter 104 sind vorhanden, um mit demselben Vorgang wie gemäß Fig. 23 überflüssige Ladungen über 1H durch davor liegende erforderliche Signale über 1H bei vergrößernder Bildaufnahme zu ersetzen. Die 1H-Verzögerungsschaltung 118 und der Analogschalter 119 sind vorhanden, um die Farbdifferenzsignale bei vergrößernder Bildaufnahme zu interpolieren. Die Beziehung zwischen den zeilensequentiellen Farbdifferenzsignalen C0H, C1H und C2H sowie den R- und B-Kanal-Komponenten (R-Y) und (B-Y) bei einer solchen Bildaufnahmeeinrichtung ist in Fig. 27 dargestellt. Indessen wählt der Analogschalter 119 bei normaler Bildaufnahme das Ausgangssignal der 1H-Verzögerungsschaltung 116 aus, und bei vergrößernder Bildaufnahme wählt er das Ausgangssignal der 1H-Verzögerungsschaltung 118 aus.
Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht es die in Fig. 26 dargstellte Bildaufnahmeeinrichtung, sowohl vergrößernde Bildaufnahme als auch normale Bildaufnahme selbst dann auszuführen, wenn ein unterteiltes Komplementärfarbfilter in ihr verwendet wird. Wie es aus Fig. 26 erkennbar ist, ist jedoch das Anordnen von drei 1H-Verzögerungsschaltungen erforderlich. Ferner erscheint, was das Luminanzsignal betrifft, dasselbe Signal über zwei Zeilen in Vertikalrichtung, und was das Farbdifferenzsignal betrifft, erscheint dasselbe Signal über vier Zeilen. Dies führt zu Zacken in einer diagonalen Linie oder einer Kurve und demgemäß zu einem Mosaikbild, was die Bildqualität beträchtlich verschlechtert.
Ferner werden bei einer Bildaufnahmeeinrichtung mit herkömmlicher, vergrößernder Bildaufnahmefunktion dieselben Vertikal- und Horizontal-Aperturschaltungen bei normaler und vergrößernder Bildaufnahme verwendet. Da jedoch bei vergrößernder Bildaufnahme dasselbe Signal über zwei Zeilen in vertikaler Richtung erfolgt, kann keine gute Konturkorrektur erfolgen, wenn dieselbe Vertikalaperturschaltung wie bei normaler Bildaufnahme verwendet wird. Ferner wird das Signalband 1/2, da der Horizontal-Übertragungsimpuls für den CCD- Bildsensor 101 bei vergrößernder Bildaufnahme 1/2 der Frequenz bei normaler Bildaufnahme hat. Daher kann erneut keine gute Konturkorrektur vorgenommen werden, wenn dieselbe Horizontalaperturschaltung wie bei normaler Bildaufnahme verwendet wird. Darüber hinaus entsteht, wenn dasselbe Mischungsausmaß bei der Apertur sowohl bei vergrößernder als auch normaler Bildaufnahme verwendet wird, die Schwierigkeit, daß nicht für jeden Fall das richtige Mischungsausmaß erzielt werden kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Bildaufnahmeeinrichtung zu schaffen, die dazu in der Lage ist, elektronisch vergrößerte Bilder aufzunehmen, und die mit einer Verzögerungseinrichtung versehen ist, die so ausgebildet ist, daß sie nur n/2 Verzögerungsvorrichtungen zum Verzögern eines Luminanzsignals oder eines Farbdifferenzsignals um n Horizontalabrasterperioden und zum Interpolieren derselben aufweist.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bildaufnahmeeinrichtung zu schaffen, die dazu in der Lage ist, elektronisch vergrößerte Bilder aufzunehmen, und die die Bildqualität bei vergrößernder Bildaufnahme dadurch verbessern kann, daß sie das Luminanzsignal und das Farbdifferenzsignal unter Verwendung der genannten Verzögerungseinrichtung interpoliert.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung schafft eine Bildaufnahmeeinrichtung, die dazu in der Lage ist, elektronisch vergrößerte Bilder aufzunehmen, und die Horizontal- und Vertikalapertursignale bei vergrößernder Bildaufnahme auf Grundlage von Luminanzsignalen erzeugen kann, die durch die genannte Verzögerungseinrichtung verzögert wurden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung schafft eine Bildaufnahmeeinrichtung, die dazu in der Lage ist, elektronisch vergrößerte Bilder aufzunehmen, und die Zufallsstörsignale, wie sie bei normaler und vergrößernder Bildaufnahme in Farbdifferenzsignalen enthalten sind, dadurch beseitigen kann, daß sie Farbdifferenzsignale verwendet, die von der genannten Verzögerungseinrichtung verzögert wurden.
Die Erfindung ist durch die unabhängigen Ansprüche definiert.
Gemäß einer ersten Erscheinungsform schafft die Erfindung eine Bildaufnahmeeinrichtung, die dazu in der Lage ist, Bilder eines Gegenstandes bei elektronischer, zweifacher Vergrößerung derselben gegenüber normaler Bildaufnahme aufzunehmen, welche Einrichtung eine Bildaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen von Bildern des Gegenstandes aufweist, um Videosignale auszugeben, gekennzeichnet durch:
- eine Verzögerungseinrichtung zum Verzögern der Videosignale um n Horizontalabrasterperioden, wobei die Verzögerungseinrichtung n/2 in Reihe geschaltete Verzögerungseinheiten
aufweist, die die Videosignale sequentiell um 0 bis n Horizontalabrasterperioden verzögern und die verzögerten Videosignale einzeln ausgeben; und
- eine Interpoliereinrichtung zum Erstellen zeileninterpolierter Ausgangssignale aus den verzögerten Videosignalen bei vergrößernder Bildaufnahme;
- wobei jede der Verzögerungseinheiten folgendes aufweist:
-- eine Umschalteinrichtung, die auf einen ersten Eingang geschaltet werden kann, um die Videosignale bei normaler Bildaufnahme auszugeben, und die abwechselnd mit jeder Horizontalabrasterperiode auf den ersten Eingang und einen zweiten Eingang geschaltet werden kann, um die Videosigna1e bei vergrößernder Bildaufnahme auszugeben;
-- eine Verzögerungsschaltung zum Verzögern des Ausgangssignals der Umschalteinrichtung durch eine Horizontalabrasterperiode; und
-- eine Verstärkungssteuerungseinrichtung zum Einstellen der Verstärkung des Ausgangssignals der Verzögerungsschaltung und zum Anlegen des Ausgangssignals an den zweiten Eingang der Umschalteinrichtung.
Gemäß einer zweiten Erscheinungsform schafft die Erfindung eine Bildaufnahmeeinrichtung die dazu in der Lage ist, Bilder eines Gegenstandes bei elektronischer, zweifacher Vergrößerung derselben gegenüber normaler Bildaufnahme aufzunehmen, welche Einrichtung eine Bildaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen von Bildern des Gegenstandes aufweist, um Luminanzsignale auszugeben, gekennzeichnet durch:
- eine Verzögerungseinrichtung zum Verzögern der Luminanzsignale um n Horizontalabrasterperioden, wobei die Verzögerungseinrichtung n/2 in Reihe geschaltete Verzögerungseinheiten aufweist, die die Luminanzsignale sequentiell um 0 bis n Horizontalabrasterperioden verzögern und die verzögerten Luminanzsignale einzeln ausgeben;
- eine Luminanzsignal-Interpoliereinrichtung zum Ausgeben interpolierter Luminanzsignale durch Vornehmen eines Umschaltens zwischen einem Signal, das durch Verarbeiten von Luminanzsignalen, die um 0, 2, 4 und 6 Horizontalabrasterperioden verzögert wurden und von der Verzögerungseinrichtung ausgegeben wurden, und dem Luminanzsignal, das um 3 Horizontalabrasterperioden verzögert wurde;
- eine erste Auswahleinrichtung zum Auswählen der ausgegebenen Luminanzsignale bei normaler Bildaufnahme und zum Ausgeben der interpolierten Luminanzsignale bei vergrößernder Bildaufnahme.
Gemäß einer dritten Erscheinungsform schafft die Erfindung eine Bildaufnahmeeinrichtung, die dazu in der Lage ist, Bilder eines Gegenstandes aufzunehmen, während sie dieselben elektronisch zweifach in bezug auf diejenigen bei normaler Bildaufnahme vergrößert, wobei die Einrichtung ein Festkörper-Bildaufnahmeelement aufweist, an dem Farbfilter in unterteilter, komplementärer Farbmosaikstruktur angeordnet sind, gekennzeichnet durch:
- eine Verzögerungseinrichtung zum verzögern von vom Festkörper-Bildaufnahmeelement ausgegebenen Farbdifferenzsignalen um n Horizontalabrasterperioden, wobei die Verzögerungseinrichtung n/2 in Reihe geschaltete Verzögerungseinheiten aufweist, die die Farbdifferenzsignale sequentiell um 0 bis n Horizontalabrasterperioden verzögern und die verzögerten Farbdifferenzsignale einzeln ausgeben; und
- eine Farbdifferenzsignal-Interpoliereinrichtung zum Ausgeben interpolierter Farbdifferenzsignale durch eine Verarbeitung zum Erstellen von Kombinationen der einzeln verzögerten und von der Verzögerungseinrichtung ausgegebenen Farbdifferenzsignale, und zum Vornehmen eines Umschaltens zwischen den jeweiligen Verarbeitungsausgangssignalen mit jeder Horizontalabrasterperiode.
Gemäß einer vierten Erscheinungsform schafft die Erfindung ein Verfahren zum elektronischen Vergrößern eines Videobilds, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- Verzögern von Farbdifferenz- oder Luminanzsignalen durch Betreiben einer Verzögerungseinrichtung mit n/2 in Reihe geschalteten Verzögerungseinheiten, wobei jede Einheit eine Verzögerungsschaltung aufweist, die mit einer einer Horizontalabrasterperiode entsprechenden Verzögerung versehen ist, um Signale zu erzeugen, die jeweils um 0 bis n Horizontalabrasterperioden verzögert sind; und
- selektives Kombinieren der verzögerten Signale, um zeileninterpolierte Signale zu erzeugen, die das vergrößerte Videobild repräsentieren.
Kurz gesagt, können erfindungsgemäß nur durch das Bereitstellen einer Verzögerungseinrichtung mit n/2 in Reihe geschalteten Verzögerungsvorrichtungen, die Signale ausgibt, die durch die Verzögerungsvorrichtungen um 0 bis n Abrasterperioden verzögert sind, Luminanzsignale oder Farbdifferenzsignale um n Horizontalabrasterperioden verzögert werden, was bedeutet, daß eine Verringerung der Anzahl von Verzögerungsschaltungen möglich ist. Daher können selbst dann, wenn die Verzögerungsschaltungen als CCD-1H-Verzögerungseinheiten realisiert werden, die Kosten niedrig gehalten werden.
Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung wird mit jeder Horizontalabrasterperiode ein Umschalten zwischen den von der Verzögerungseinrichtung um 0, 2, 4 und 6 Horizontalabrasterperioden verzögerten Luminanzsignalen und dem von derselben um 3 Horizontalabrasterperioden verzögerten Luminanzsignale vorgenommen, um ein interpoliertes Luminanzsignal aus zugeben.
Demgemäß können gemäß dieser Erscheinungsform der Erfindung die Luminanzsignale unter Verwendung der Verzögerungseinrichtung interpoliert werden, so daß die Bildqualität bei vergrößernder Bildaufnahme verbessert werden kann.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden eine Trägerkomponente und eine Oberwellenkomponente im Luminanzsignal bei normaler Bildaufnahme durch ein erstes Filter beseitigt, und die Trägerkomponente und die Oberwellenkomponente im Luminanzsignal bei vergrößernder Bildaufnahme werden durch ein zweites Filter entfernt. Demgemäß wird bei normaler Bildaufnahme Ausgabe über das erste Filter ausgewählt, und bei vergrößernder Bildaufnahme wird Ausgabe über das zweite Filter ausgewählt.
Daher werden gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Trägerkomponente und die Oberwellenkomponente im Luminanzsignal sowohl bei normaler als auch bei vergrößernder Bildaufnahme entfernt, so daß die Bildqualität verbessert werden kann.
Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt eine Vertikalkonturkorrektur eines Bildes dadurch, daß die um vorgegebene Horizontalabrasterperioden verzögerten Luminanzsignale, wie sie von der Verzögerungseinrichtung ausgegeben werden, genutzt werden.
Daher kann gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung angemessene Bildqualität eines Bildes über die Vertikalkonturkorrektur erhalten werden.
Ferner werden gemäß einem noch anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Luminanzsignale zum Erzeugen von Horizontalkontur-Korrektursignalen bei normaler und vergrößernder Bildaufnahme verzögert, und die verzögerten Ausgangssignale werden ausgewählt, um Horizontalapertursignale zu erzeugen, die für normale bzw. vergrößernde Bildaufnahme am geeignetsten sind, wodurch die Bildqualität verbessert werden kann.
Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden das Horizontalapertursignal, das Vertikalapertursignal und das Luminanzsignal zusammengezählt und so geschaltet, daß sie jeweils optimale Pegel aufweisen, um eine Konturkorrektur eines Bildes vorzunehmen.
Ferner werden gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung bei einer Bildaufnahmeeinrichtung, die Bilder eines Gegenstands bei elektronischer Vergrößerung derselben auf das Doppelte in bezug auf die Größe bei normaler Bildaufnahme aufnehmen kann, und die ein Festkörper-Bildaufnahmeelement mit Farbfiltern aufweist, die in unterteilter, komplementärer Mosaikstruktur darin angeordnet sind, eine Kombination von um 0 bis n Horizontalabrasterperioden verzögerten Farbdifferenzsignalen, die von der Verzögerungseinrichtung ausgegeben werden, verarbeitet, und ein Umschalten wird zwischen den jeweiligen Verarbeitungsausgangssignalen mit jeder Horizontalabrasterperiode vorgenommen, um interpolierte Farbdifferenzsignale auszugeben.
Daher werden gemäß dieser Erscheinungsform der Erfindung die Farbdifferenzsignale unter Verwendung der Verzögerungseinrichtung interpoliert, wodurch die Bildqualität bei vergrößernder Bildaufnahme wie auch bei normaler Bildaufnahme verbessert werden kann.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Farbdifferenzsignale, die um 2 Horizontalabrasterperioden verzögert werden und bei normaler Bildaufnahme ausgegeben werden, oder Farbdifferenzsignale, die um 4 Horizontalabrasterperioden verzögert werden und bei vergrößernder Bildaufnahme ausgegeben werden, sowie unverzögerte Farbdifferenzsignale zusammen verarbeitet, um Störsignale zu unterdrücken, wie sie in den Farbdifferenzsignalen enthalten sind, wodurch die Bildqualität verbessert werden kann.
Bemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden bei normaler und vergrößernder Bildaufnahme eine Trägerkomponente und eine Oberwellenkomponente, wie sie im Farbdifferenzsignal enthalten sind, beseitigt, so daß eine Schwächung der Trägerkomponente und der Oberwellenkomponente im Farbdifferenzsignal eine Verbesserung der Bildqualität erlaubt.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Erscheinungsformen und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das die Gesamtstruktur eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das ein spezielles Beispiel eines Tiefpaßfilters für Luminanzsignale zeigt, wie in Fig. 1 dargestellt.
Fig. 3 ist ein schematisches Blockdiagramm einer 6H-Verzögerungsschaltung.
Fig. 4 ist ein spezielles Blockdiagramm einer 1H-Verzögerungsschaltung, die eine 6H-Verzögerungsschaltung aufbaut.
Fig. 5 ist ein Diagramm für den typischen Signalverlauf von Luminanzsignalen, die jeweils durch die 6H-Verzögerungsschaltung verzögert werden, die dazu verwendet wird, die Luminanzsignale zu interpolieren.
Fig. 6 ist ein sPezielles Blockdiagramm einer Luminanzsignal-Interpolierschaltung.
Fig. 7 ist ein Signalverlaufsdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Luminanzsignal-Interpolierschaltung.
Fig. 8 ist ein spezielles Blockdiagramm einer Luminanzsignal-Umschaltstufe.
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das ein spezielles Beispiel einer Vertikalaperturschaltung zeigt.
Fig. 10 ist ein Signalverlaufsdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Vertikalaperturschaltung.
Fig. 11 ist ein Signalverlaufsdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Vertikalaperturschaltung bei normaler Bildaufnahme.
Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das ein spezielles Beispiel einer Horizontalaperturschaltung und einer Aperturaddierschaltung zeigt.
Fig. 13 ist ein Signalverlaufsdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Horizontalaperturschaltung.
Fig. 14 ist ein Blockdiagramm, das ein spezielles Beispiel für ein Tiefpaßfilter für Farbdifferenzsignale zeigt.
Fig. 15 ist ein typisches Signalverlaufsdiagramm der Farbdifferenzsignale, wie sie sequentiell von der 6H-Verzögerungsschaltung verzögert werden.
Fig. 16 ist ein Blockdiagramm, das ein spezielles Beispiel einer Farbdifferenzsignal-Interpolierschaltung zeigt.
Fig. 17 ist ein Diagramm, das Farbdifferenzsignal-Interpolierverfahren bei vergrößernder Bildaufnahme in Form einer Tabelle zeigt.
Fig. 18 ist ein Diagramm zu einem typischen Signalverlauf von Farbdifferenzsignalen, wie sie von der 6H-Verzögerungsschaltung bei normaler Bildaufnahme ausgegeben werden.
Fig. 19 ist ein Diagramm, das das Ausgangssignal der Farbdifferenz-Interpolierschaltung für jeweils 1H während Zeitspannung T&sub0; bis T&sub7; zeigt.
Fig. 20 ist ein Blockdiagramm, das eine Farbdifferenzsignal- Umschaltstufe zeigt.
Fig. 21 ist ein Blockdiagramm, das ein spezielles Beispiel einer CNR-Schaltung zeigt.
Fig. 22 ist ein Signalverlaufsdiagramm jeweiliger Teile der CNR-Schaltung zum Erläutern deren Betriebs.
25 Fig. 23 ist ein schematisches Blockdiagramm einer herkömmlichen Bildaufnahmeeinrichtung, die vergrößernde Bildaufnahme ausführen kann.
Fig. 24 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine herkömmliche Bildaufnahmevorrichtung für normale Bildaufnahme zeigt, bei der ein unterteiltes Filter als Komplementärfarbfilter verwendet wird.
Fig. 25 ist ein Diagramm, das zeilensequentielle Farbdifferenzsignale sowie R- und B-Kanal-Komponenten von Fig. 24 in einer Tabelle zeigt.
Fig. 26 ist ein Blockdiagramm, das die in Fig. 24 dargestellte Bildaufnahmeeinrichtung mit zusätzlicher, vergrößernder Bildaufnahmefunktion zeigt.
Fig. 27 ist ein Diagramm, das zeilensequentielle Farbdifferenzsignale und R- und B-Kanal-Komponenten von Fig. 26 in einer Tabelle zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das die Gesamtstruktur eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt. Unter Bezugnahme auf dieses Diagramm wird die Gesamtstruktur eines Ausführungsbeispiels der Erfindung beschrieben. Eine Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 74 ist vorhanden, um verschiedene Zeitsteuerimpulse zum Ansteuern eines CCD-Bildsensors 71 zu erzeugen. Die Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 74 empfängt einen Horizontalansteuerimpuls HD und einen Vertikalansteuerimpuls VD von einem Synchronisiersignalgenerator 77. Ferner ist ein Schalter SW1 zum Umschalten zwischen normaler Bildaufnahme und vergrößernder Bildaufnahme an die Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 74 angeschlossen. Ein Horizontal-Übertragungsimpuls, wie er von der Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 74 erzeugt wird, wird über einen Horizontaltreiber 81 an den CCD-Bildsensor 71 angelegt, während ein Vertikal-Übertragungsimpuls über einen Vertikaltreiber 82 an den CCD-Bildsensor 71 angelegt wird.
Das Ausgangssignal des CCD-Bildsensors 71 wird an eine Abtast- und Halteschaltung 72 angelegt, um auf einen Abtastimpuls hin, wie er von der Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 74 an diese angelegt wird, abgetastet und gehalten zu werden. Das abgetastete und gehaltene Videosignal wird an eine 0B-Klemmschaltung 73 angelegt. die 0B-Klemmschaltung 73 klemmt einen optischen Schwarzanteil, der im letzten Teil eines Horizontalbildelements liegt, auf einen Klemmimpuls für den optischen Schwarzanteil, wie es von der Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 74 geliefert wird, fest, um einen Bezugsschwarzpegel (Austastpegel) für die Signalverarbeitung festzulegen. Das Ausgangssignal der 0B-Schaltung 73 wird an eine Signalverarbeitungsschaltung 75 sowie an Abtast- und Halteschaltungen 76a und 76b angelegt. Die Abtast- und Halteschaltungen 76a und 76b sprechen auf einen Abtastimpuls von der Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 74 an, um Farbsignale abzutrennen und die so abgetrennten Farbsignale an die Verarbeitungsschaltung 75 zu liefern.
Die Verarbeitungsschaltung 75 ist so ausgebildet, daß sie Signalverarbeitungen wie AGC, γ-Korrektur, Weißausgleich, KNEE und ALC ausführt. Die Verarbeitungsschaltung 75 gibt ein Farbdifferenzsignal und ein Luminanzsignal aus, und das letztere Signal wird an ein Tiefpaßfilter 58 für Luminanzsignale angelegt. Das Tiefpaßfilter 58 für Luminanzsignale ist so ausgebildet, daß es eine Trägerkomponente und eine Oberwellenkomponente im Luminanzsignal schwächt, abhängig von verschiedenen Frequenzen von Horizontal-Übertragungsimpulsen bei normaler bzw. vergrößernder Bildaufnahme. Die Luminanzsignale bei normaler Bildaufnahme werden einer Luminanzsignal-Umschaltstufe 24 zugeführt, während sie bei vergrößernder Bildaufnahme an eine 6H-verzögerungsschaltung 141 angelegt werden.
Die 6H-Verzögerungsschaltung 141 verzögert die Luminanzsignale sequentiell für die Ausgabe um Perioden 0H bis 6H. Die verzögerten Luminanzsignale, wie sie von der 6H-Verzögerungsschaltung 141 ausgegeben werden, werden einer Luminanzsignal-Interpolierschaltung 20 zugeführt. Die Luminanzsignal-Interpolierschaltung 20 spricht auf die verzögerten Luminanzsignale an, um interpolierte Luminanzsignale auszugeben und diese an die Luminanzsignal-Umschaltstufe 24 anzulegen. Die Luminanzsignal-Umschaltstufe 24 wählt die vom Tiefpaßfilter 58 ausgegebenen Luminanzsignale als Luminanzsignale bei normaler Bildaufnahme aus, und bei vergrößernder Bildaufnahme wählt sie die Luminanzsignale aus, die von der Luminanzsignal-Interpolierschaltung 20 interpoliert wurden, um diese an eine Horizontalaperturschaltung 64 anzulegen.
Die Horizontalaperturschaltung 64 erzeugt Horizontalapertursignale abhängig von verschiedenen Frequenzen der Horizontal-Übertragungsimpulse, und demgemäß abhängig von verschiedenen Frequenzcharakteristiken der Videosignale bei normaler bzw. vergrößernder Bildaufnahme, und sie legt sie an eine Aperturaddierschaltung 70 an. Indessen werden die in der 6H-Verzögerungsschaltung 141 verzögerten Luminanzsignale auch an eine Vertikalaperturschaltung 36 angelegt, die Vertikalapertursignale entsprechend der normalen bzw. vergrößernden Bildaufnahme erzeugt und diese an die Aperturaddierschaltung 70 legt. Die Aperturaddierschaltung 70 ist so ausgebildet, daß sie das Additionsausmaß für die Apertur abhängig von normaler oder vergrößernder Bildaufnahme ändert, da sich die Eigenschaften der Vertikal- und Horizontalapertursignale und ferner der Luminanzsignale vor dem Durchlaufen der jeweiligen Aperturschaltungen im normalen Bildaufnahmemodus von denjenigen im vergrößernden Bildaufnahmemodus unterscheiden.
Die von der Verarbeitungsschaltung 75 ausgegebenen Farbdifferenzsignale werden an ein anderes Tiefpaßfilter 52 für Farbdifferenzsignale angelegt. Das Tiefpaßfilter 52 für Farbdifferenzsignale ist so ausgebildet, daß es eine Trägerkomponente und eine Oberwellenkomponente, wie sie in den Farbdifferenzsignalen enthalten sind, schwächt, und es wird abhängig von normaler bzw. vergrößernder Bildaufnahme umgeschaltet, da zwischen diesen Zuständen eine Frequenzdifferenz für den Horizontal-Übertragungsimpuls besteht. Die vom Tiefpaßfilter 52 für Farbdifferenzsignale ausgegebenen Farbdifferenzsignale werden an eine CNR-Schaltung 47 gelegt. Die CNR-Schaltung 47 ist so ausgebildet, daß sie in den Farbdifferenzsignalen enthaltene Zufallsstörsignale unterdrückt, und sie erhält Farbdifferenzsignale, die sequentiell um 2H oder 4H verzögert sind und von einer folgenden 6H-Verzögerungsschaltung 142 ausgegeben werden. Die Farbdifferenzsignale, deren Zufallsstörsignale durch die CNR-Schaltung 47 unterdrückt sind, werden an die 6H-Verzögerungsschaltung 142 angelegt. Die 6H-Verzögerungsschaltung 142 verzögert die Farbdifferenzsignale sequentiell um 0H bis 6H und legt die verzögerten Signale an eine Farbdifferenzsignal-Interpolierschaltung 30.
Die Farbdifferenzsignal-Interpolierschaltung 30 spricht auf die Farbdifferenzsignale an, die um 0H bis 6H verzögert wurden, um interpolierte Farbdifferenzsignale an eine Farbdifferenzsignal-Umsetzerschaltung 31 anzulegen. Die Farbdifferenzsignal-Umsetzerschaltung 31 setzt die interpolierten Farbdifferenzsignale in R-Y-Signale und B-Y-Signale um und gibt die umgesetzten Signale über die Verarbeitungsschaltung 75 an einen Codierer 78 aus.
Da in Fig. 1 der CCD-Bildsensor 71, die Abtast- und Halte- Schaltung 72, die 0B-Klemmschaltung 73, die Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 74, die Verarbeitungsschaltung 75, die Abtast- und Halteschaltungen 76a und 76b, der Horizontaltreiber 81 und der Vertikaltreiber 82 dieselben wie im herkömmlichen Fall sind, wird eine detaillierte Beschreibung zu diesen weggelassen. Nachfolgend werden Eigenschaften jedes Ausführungsbeispiels der Erfindung im einzelnen beschrieben.

Tiefpaßfilter 58 für Luminanzsignale

Fig. 2 ist ein spezielles Blockdiagramm eines Tiefpaßfilters für Luminanzsignale. Gemäß diesem Diagramm ist ein Tiefpaßfilter 58 für Luminanzsignale so ausgebildet, daß es ein Tiefpaßfilter mit Signalfalle schaltet, die die Trägerkomponente und die Oberwellenkomponente in den Luminanzsignalen dämpft, da bei vergrößernder Bildaufnahme die Frequenz des Horizontal-Übertragungsimpulses 1/2 derjenigen bei normaler Bildaufnahme ist. Zu diesem Zweck weist das Tiefpaßfilter 58 für Luminanzsignale Puffer 531, 532 und 533, Tiefpaßfilter 54 und 55, eine breitbandige CCD-1H-Verzögerungsschaltung 56 und ein Tiefpaßfilter 57 auf, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Luminanzsignale werden über den Puffer 531 an die Tiefpaßfilter 54 und 55 angelegt. Das Tiefpaßfilter 54 ist ein solches mit einer Signalfalle bei normaler Bildaufnahme, und das Tiefpaßfilter 55 ist ein solches mit einer Signalfalle bei vergrößernder Bildaufnahme. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 54 wird an die breitbandige CCD-1H-Verzögerungsschaltung 56 angelegt, wo es um 1H so verzögert wird, daß es der Verzögerungszeit der Farbdifferenzsignale entspricht. Die von der breitbandigen CCD-1H-Verzögerungsschaltung 56 ausgegebenen Luminanzsignale werden über das Tiefpaßfilter 57 mit einer Signalfalle zum Abschwächen des Takts und der Oberwellenkomponenten und über den Puffer 533 ausgegeben, um dann an die in Fig. 1 dargestellte Luminanzsignal-Umschaltstufe 24 angelegt zu werden. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 55 wird über den Puffer 532 an die 6H-Verzögerungsscha1tung 141 angelegt.

6H-Verzögerungsschaltung 141

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das die Gesamtstruktur einer 6H-Verzögerungsschaltung zeigt, und Fig. 4 ist ein spezielles Blockdiagramm einer 1H-Verzögerungseinheit, aus der die 6H-Verzögerungsschaltung aufgebaut ist.
Gemäß Fig. 3 weist die 6H-Verzögerungsschaltung 141 drei 1H-Verzögerungseinheiten 131, 132 und 133 auf, von denen jede Ausgänge A und B aufweist. Jeder Ausgang B ist mit der 1H-Verzögerungseinheit in der folgenden Stufe verbunden, so daß die drei 1H-Verzögerungseinheiten 131, 132 und 133 miteinander in Reihe geschaltet sind.
Jede der 1H-Verzögerungseinheiten 131, 132 und 133 weist Klemmschaltungen 81 und 82, einen Analogschalter 9, eine CCD-1H-Verzögerungsschaltung 10, ein Tiefpaßfilter 10, einen spannungsgesteuerten Verstärker (VCA) 12 und einen Puffer 201 auf, wie in Fig. 4 dargestellt. Luminanzsignale werden an die Klemmschaltung 81 angelegt. Die Klemmschaltung 81 ist so ausgebildet, daß sie den Schwarzpegel der in den Analogschaltern 9 einzugebenden Signale auf eine Bezugsspannung VCP fixiert. ohne diese Klemmschaltung 81 erscheint ein Unterschied der Schwarzpegel der Ausgangssignale am gemeinsamen Ausgangsanschluß des Analogschalters 9 für eine Periode 1H und die folgende, was schließlich die Eingangsamplitude der CCD-1H-Verzögerungsschaltunq 10 erhöhen würde, was zu einer Verringerung des Dynamikbereichs führen würde. Die Klemmschaltung 82 ist aus demselben Grund vorhanden, und sie klemmt das Ausgangssignal des VCAs 12.
Die Ausgangssignale der Klemmschaltungen 81 und 82 werden an den Analogschalter 9 angelegt. Der Analogschalter 9 wird durch einen Impuls ET.FH/2 umgeschaltet, wie er von der in Fig. 1 dargestellten Zeitsteuerimpuls-Generatorschaltung 74 ausgegeben wird. Wenn dieser Impuls ET FH/2 bei normaler Bildaufnahme auf dem Pegel "L" steht, wählt der Analogschalter 9 den Eingang 0 oder den Ausgang der Klemmschaltung 81 aus. Wenn dagegen der Impuls ET FH/2 bei vergrößernder Bildaufnahme auf dem Pegel "L" steht, wählt der Analogschalter 9 den Eingang 0 oder den Ausgang der Klemmschaltung 81 aus, und wenn dieser Impuls den Pegel "H" einnimmt, wählt er den Eingang 1 oder den Ausgang der Klemmschaltung 82 für jede Periode 1H aus. Das Signal des gemeinsamen Ausgangsanschlusses des Analogschalters 9 wird über den Puffer 201 als Ausgangssignal A ausgegeben, und gleichzeitig wird es an die CCD-1H-Verzögerungsschaltung 10 angelegt. Die CCD-1H-Verzögerungsschaltung 10 ist so ausgebildet, daß sie das Signal vom gemeinsamen Ausgangsanschluß des Analogschalters 9 um 1H verzögert, wobei ihr Ausgangssignal an das Tiefpaßfilter 11 angelegt wird. Das Tiefpaßfilter 11 ist so ausgebildet, daß es die Komponente des Taktsignals FCK sowie eine Oberwellenkomponente schwächt, die an die CCD-1H-Verzögerungsschaltung 10 angelegt werden. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 11 wird an den VCA 12 angelegt. Der VCA 12 ändert seine Verstärkung abhängig von einem Verstärkungssteuersignal, so daß das Ausgangssignal B eine Amplitude aufweisen kann, die derjenigen des Eingangssignals entspricht. Auf diese Weise stimmen unter Verwendung der Klemmschaltungen 81 und 82 sowie des VCAs 12 die Ausgangssignale hinsichtlich des Schwarzpegels und der Amplitude von einer Periode 1H zur nächsten für die Ausgangssignale A und B überein.
Anschließend wird die Funktion der 6H-Verzögerungsschaltung beschrieben. Bei vergrößernder Bildaufnahme werden für jede Periode 1H eine wirksame Komponente und eine unwirksame Komponente des Luminanzsignals abwechselnd ausgegeben. Wenn bei vergrößernder Bildaufnahme ein Impuls ET FH/2 angelegt wird, der ein Impuls mit der Periode 2H ist oder der mit jeweils 1H zwischen dem Pegel "H" und dem Pegel "L" invertiert wird, gibt der Analogschalter 9 als Ausgangssignal A das Eingangssignal unverändert aus, wenn ET FH/2 auf dem Pegel "L" ist, und er gibt als Ausgangssignal B ein Signal aus, wie es gerade um 1H vor dem Ausgangssignal A ausgegeben wurde. Ferner wird als Ausgangssignal A dasselbe Signal wie das Ausgangssignal B ausgegeben, wenn das Signal ET FH/2 auf dem Pegel "H" steht, während als Ausgangssignal B ein Signal ausgegeben wird, das dadurch erhalten wurde, daß lediglich das Signal am Ausgang A um 1H verzögert wurde.
Indessen wird bei normaler Bildaufnahme der Steueranschluß des Analogschalters 9 auf dem Pegel "L" gehalten, so daß das Eingangssignal der 1H-Verzögerungseinheit 13 unverändert am Ausgang A ausgegeben wird, und ein anderes Eingangssignal, das dem ersteren um 1H voranging, wird am Ausgang B ausgegeben.
Fig. 5 ist ein Zeitsteuerdiagramm, das die verzögerten Luminanzsignale zeigt, wie sie von der 6H-Verzögerungsschaltung ausgegeben werden. Das vom Tiefpaßfilter 58 für Luminanz-Signale ausgegebene Luminanzsignal beinhaltet bei vergrößernder Bildaufnahme wirksame Komponenten (mit 0 bis 11 gekennzeichnet) und unwirksame Komponenten (mit x gekennzeichnet), wie in Fig. 5(b) dargestellt. Wenn der Impuls ET FH/2 auf dem Pegel "L" steht, werden die wirksamen Komponenten eingegeben, und wenn derselbe auf dem Pegel "H" steht, werden die unwirksamen Komponenten eingegeben. Nun wird für das in Fig. 5(b) dargestellte Signal "0" an den Ausgangs 2 der 6H-Verzögerunqsschaltung 141 ein Signal "0" ausgegeben, das in bezug auf den Ausgang 1 um 1H verzögert ist, während das Signal "0" über den Analogschalter 9 auch an den Ausgang 1 ausgegeben wird. Ferner wird dieses Signal "0" um 1H verzögert und am Ausgang 2 ausgegeben. Daher wird das Signal "0" an den Ausgang 2 um 2H später ausgegeben als die erste Ausgabe des Signals "0" am Ausgang 1, so daß 0H (ein unverzögertes Signal) und 2H (ein um 2H verzögertes Signal) zu einem Zeitpunkt an den Ausgängen 1 und 2 auftreten (nur wenn der Impuls ET FH/2 auf dem Pegel "L" steht).
Das bedeutet, daß bei vergrößernder Bildaufnahme eine einzige 1H-Verzögerungseinheit als 2H-Verzögerungsschaltung verwendet werden kann. Daher kann, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, eine 6H-Verzögerungsschaltung dadurch aufgebaut werden, daß drei 1H-Verzögerungseinheiten 131, 132 und 133 in Reihe geschaltet werden, so daß eine beträchtliche Kostenverringerung im Vergleich zu demjenigen Fall erzielt werden kann, bei dem sechs relativ teure CCD-1H-Verzögerungseinheiten lediglich miteinander verbunden werden. Diese 6H-Verzögerungsschaltung 141 ist mit der Luminanzsignal-Interpolierschaltung 20 verbunden, die interpolierte Luminanzsignale ausgibt, wie dies im folgenden beschrieben wird.

Luminanzsignal-Interpolierschaltung 20

Fig. 6 ist ein spezielles Blockdiagramm, das eine Luminanzsignal-Interpolierschaltung zeigt. Gemäß Fig. 6 weist die Luminanzsignal-Interpolierschaltung 20 vier Klemmschaltungen 151, 152, 153 und 154 auf, die die Ausgangssignale 1, 3, 5 und 6 der 6H-Verzögerungsschaltung 141 als Eingangssignale 1, 2, 3 bzw. 4 erhalten. Die Ausgangssignale der Klemmschaltungen 151 und 154 werden an eine Addier- und Mittelungsschaltung 161 angelegt, wo sie zueinander addiert werden und gemittelt werden, bevor sie ferner an einen Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers 17 angelegt werden. Die Ausgangssignale der Klemmschaltungen 152 und 153 werden an eine andere Addier- und Mittelungsschaltung 152 angelegt, wo ebenfalls ein addierter Mittelwert derselben gebildet wird, der weiter an den anderen Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 17 angelegt wird. Ferner wird auch das Ausgangssignal der Klemmschaltung 152 an einen VCA 18 angelegt, der auf ein die Verstärkung steuerndes Signal anspricht, um die Verstärkung einzustellen. Die Ausgangssignale des Operationsverstärkers 17 und des VCAs 18 werden an einen Analogschalter 19 angelegt. Der Analogschalter 19 wählt das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 17 aus, wenn der Impuls ET FH/2 auf den Pegel "L" wechselt, und er wählt das Ausgangssignal des VCAs 18 aus, wenn der genannte Impuls den Pegel "H" erreicht, um ein interpoliertes Luminanzsignal aus zugeben.
Fig. 7 ist ein Zeitsteuerdiagramm zum Erläutern des Betriebs der in Fig. 6 dargestellten Luminanzsignal-Interpolierschal tung 20. Unter Bezugnahme auf dieses Diagramm wird die Funktion der in Fig. 6 dargestellten Luminanzsignal-Interpolierschaltung 20 beschrieben. Die Addier- und Mittelungsschaltung 161 addiert und mittelt die Eingangssignale 1 und 4, die von den Klemmschaltungen 151 und 154 geklemmt wurden, wie in Fig. 7(b) dargestellt. Andererseits addiert und mittelt die andere Addier- und Mittelungsschaltung 162 die Eingangssignale 2 und 3, die durch die Klemmschaltungen 152 und 153 geklemmt wurden, wie in Fig. 7(a) dargestellt. Der Operationsverstärker 17 verstärkt das Ausgangssignal der Addier- und Mittelungsschaltung 162 um das α-fache und er verstärkt dasjenige der Addier- und Mittelungsschaltung 161 um das β-fache, um ein Signal auszugeben, wie es in Fig. 7(c) dargestellt ist. Ferner wird das von der Klemmschaltung 152 geklemmte Eingangssignal 2 hinsichtlich seiner Verstärkung vom VCA 18 eingestellt. Der Analogschalter 19 wählt mit jeder Periode 1H entweder das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 17 oder dasjenige des VCAs 18 aus, um ein interpoliertes Luminanzsignal auszugeben, wie in Fig. 7(d) dargestellt.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Interpolierverfahren wird ein interpoliertes Signal auf Grundlage zweier benachbarter Sätze zweier aufeinanderfolgender wirksamer Signale oder insgesamt auf Grundlage von vier wirksamen Signalen erzeugt. Daher werden, wenn eine Interpolation dritter Ordnung erfolgt, α = 1,12 und β = 0,12 ausgewählt. Indessen wird, wenn alle vier wirksamen Komponenten denselben Signalverlauf aufweisen oder wenn sich für sie eine Vertikalkorrelation herausstellt, die Verstärkung des VCAs 18 so eingestellt, daß das interpolierte Signal und das Eingangssignal 2 denselben Signalverlauf aufweisen, wodurch eine Amplitudendifferenz zwischen den interpolierten Ausgangssignalen, wie sie von einer Periode 1H zur nächsten ausgegeben werden, beseitigt ist.

Luminanzsignal-Umschaltstufe 24

Fig. 8 ist ein spezielles Blockdiagramm einer Luminanzsignal-Umschaltstufe. Unter Bezugnahme auf dieses Diagramm wird eine Luminanzsignal-Umschaltstufe 24 beschrieben. Die vom Tiefpaßfilter 58 für Luminanzsignale bei normaler Bildaufnahme ausgegebenen Luminanzsignale werden über eine Klemmschaltung 211 an einen Eingangsanschluß eines Analogschalters 22 angelegt. Die von der Luminanzsignal-Interpolierschaltung 20 interpolierten Luminanzsignale werden über eine andere Klemmschaltung 212 an den anderen Eingangsan schluß des Analogschalters 22 angelegt. Wenn ein Auswahlsignal ET bei normaler Bildaufnahme auf den Pegel "L" wechselt, wählt der Analogschalter 22 das Ausgangssignal der Klemmschaltung 211 aus, um dasselbe an die in Fig. 1 dargestellte Horizontalaperturschaltung 64 über einen Puffer 23 anzulegen. Wenn das Auswahlsignal ET bei vergrößernder Bildaufnahme den Pegel "H" einnimmt, gibt der Analogschalter 22 ein interpoliertes Luminanzsignal aus, das über die Klemm-Schaltung 212 angelegt wird.

Vertikalaperturschaltung 36

Fig. 9 ist ein spezielles Blockdiagramm einer Vertikalaperturschaltung. Wie vorstehend beschrieben, weist ein Luminanzsignal, das von der 6H-Verzögerungsschaltung 141 bei vergrößernder Bildaufnahme verzögert wurde, einen Verlauf wie in Fig. 5 dargestellt auf, was zu dem in Fig. 7(d) dargestellten interpolierten Ausgangssignal führt, wenn es durch die in Fig. 6 dargestellte Luminanzsignal-Interpolierschaltung gelaufen ist. Da dieses interpolierte Ausgangssignal ein glattes ist, bei dem Knickverzerrungen (z. B. Zacken einer diagonalen Linie) in großem Ausmaß gedämpft sind, ist eine Vertikalaperturschaltung 36 erforderlich, wie sie in Fig. 9 dargestellt ist.
Die Vertikalaperturschaltung 36 weist Klemmschaltungen 321 bis 326 zum Empfangen der von der 6H-Verzögerungsschaltung 141 verzögerten Luminanzausgangssignale 1 bis 6, Addier- und Mittelungsschaltungen 331 bis 334, Analogschalter 341 bis 342 und einen Operationsverstärker 35 auf. Die Klemmschaltungen 321 bis 326 empfangen die Ausgangssignale 1 bis 6 der von der 6H-Verzögerungsschaltung 141 verzögerten Luminanzsignale jeweils als Eingangssignale 1 bis 6, und sie klemmen die empfangenen Signale. Die Addier- und Mittelungsschaltung 331 addiert und mittelt die Eingangssignale 3 und 4, die in den Klemmschaltungen 323 und 324 geklemmt wurden, um ein solches Signal an den Eingangsanschluß 1 des Analogschalters 341 zu legen, wie es in Fig. 10(a) dargestellt ist, während der Eingangsanschluß 0 desselben das Eingangssignal 3 erhält, das in der Klemmschaltung 323 geklemmt wurde.
Die Addier- und Mittelungsschaltung 332 addiert und mittelt die Eingangssignale 1 und 5, die durch die Klemmschaltungen 321 und 325 geklemmt wurden, um ein Signal, wie es in Fig. 10(b) dargestellt ist, an die Addier- und Mittelungsschal tung 334 und den Eingangsanschluß 0 des Analogschalters 342 anzulegen. Die Addier- und Mittelungsschaltung 333 addiert und mittelt die Eingangssignale 2 und 6, die von den Klemmschaltungen 322 und 326 geklemmt wurden, um ein Signal, wie es in Fig. 10(c) dargestellt ist, an die Addier- und Mittelungsschaltung 334 anzulegen. Die Addier- und Mittelungsschaltung 334 addiert und mittelt die Ausgangssignale der Addier- und Mittelungsschaltungen 332 und 333, um das sich ergebende Signal, wie es in Fig. 10(d) dargestellt ist, an den Eingangsanschluß 1 des Analogschalters 342 anzulegen. Die Analogschalter 341 und 342 sind auf die Seite der Eingangsanschlüsse 0 geschaltet, wenn ein Ausgangssignal ET bei normaler Bildaufnahme auf den Pegel "L" wechselt, und sie sind auf die Seite der Eingangsanschlüsse 1 geschaltet, wenn dieses Signal bei vergrößernder Bildaufnahme den Pegel "H" einnimmt. Die Signale, die von den Analogschaltern 341 und 342 ausgewählt wurden, werden an den Operationsverstärker 35 angelegt. Der Operationsverstärker 35 ist ein einfacher Subtrahierer, der ein an seinen invertierenden Eingangsanschluß angelegtes Signal von einem anderen, an seinen nicht invertierenden Eingangsanschluß angelegten Signal subtrahiert und ein Vertikalapertursignal ausgibt, wie es in Fig. 10(e) dargestellt ist.
Bei vergrößernder Bildaufnahme sind die Analogschalter 341 und 342 auf die E%ngangsanschlüsse 1 geschaltet, und als Vertikalapertursignal wird ein Signal mit einem Signalverlauf ausgegeben, wie er in Fig. 10(e) dargestellt ist. Andererseits arbeitet die Vertikalaperturschaltung 36 bei normaler Bildaufnahme als sogenannte 2H-Hervorhebeschaltung, und sie gibt ein Signal aus, wie es in Fig. 11(c) dargestellt ist.
Nun wird die Beziehung zwischen der obenangegebenen Luminanz-Interpolierschaltung und der Vertikalaperturschaltung 36 beschrieben. Beim Erzeugen interpolierter Luminanzsignale kann die Frequenzcharakteristik der Luminanzsignale dadurch geändert werden, daß der in Fig. 6 dargestellte Operationsverstärker 17 mit einem Verstärkungsfaktor gemäß Verstärkunqsverteilungen (α, β) versorgt wird. Wenn z. B. angenommen wird, daß α = 1,5 und β = 0,5 sind, kann die Frequenzcharakteristik des interpolierten Ausgangssignals einen Peak im hochfrequenten Bereich aufweisen. Wenn der Signalverlauf jedoch in ein interpoliertes Ausgangssignal umgewandelt wird, führt dies nur zu erweiterten Erstreckungen eines Überschwingens und Unterschwingens. Bei dem in Fig. 7 dargestellten Beispiel bildet eine Periode 3H zwischen einem Unterschwingen und einem Überschwingen eine glatte Linie mit einem Vorsprung zu beiden Seiten über 1H, was zu einer zu kleinen Dicke der Bildkontur führt. Darüber hinaus macht eine zu große Differenz in den 3H-Perioden zwischen den jeweiligen Ausgangssignalen das Bild unnatürlich. Ferner wird, wenn die Vertikalapertursignale der Vertikalaperturschaltung 36 mit den Horizontalapertursignalen vermischt werden, die Bildkontur andererseits zu dick, wobei das Ausmaß des Dikkerwerdens selbstverständlich vom Mischungsausmaß abhängt, was zu einem schlechten Bild führt. Demgemäß ist es erwünscht, die Verstärkungsverteilung in der Luminanzsignal-Interpolierschaltung 20 auf α = 1,12 und β = 0,12 einzustellen, wie vorstehend beschrieben, um die flachste Frequenzcharakteristik des interpolierten Ausgangssignals zu erzielen und dann das interpolierte Ausgangssignal mit den Vertikalapertursignalen zu mischen (siehe Fig. 10(f)).

Horizontalaperturschaltung 64 und Aperturaddierschaltung 70

Fig. 12 ist ein spezielles Blockdiagramm einer Horizontalaperturschaltung und einer Aperturaddierschaltung, und Fig. 13 ist ein Zeitsteuerdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Horizontalaperturschaltung.
Da bei vergrößernder Bildaufnahme die Frequenz des Horizontal-Übertragungsimpulses 1/2 derjenigen bei normaler Bildaufnahme wird, was zu einer Differenz der Frequenzcharakteristik der Videosignale führt, ist eine Horizontalaperturschaltung erforderlich, die entsprechend aufgebaut sein muß.
Demgemäß weist eine Horizontalaperturschaltung 64 einen Puffer 59, Analogschalter 601 und 602, Verzögerungsschaltungen 61 und 62 sowie eine Verarbeitungsschaltung 63 auf. Luminanzsignale, die durch die Luminanzsignal-Umschaltstufe 24 umgeschaltet wurden, werden in den Puffer 59 eingegeben, um weiter an den gemeinsamen Anschluß des Analogschalters 601 und an die Verarbeitungsschaltung 63 gelegt zu werden.
Der Analogschalter 601 spricht auf ein Auswahlsignal ET so an, daß er bei normaler Bildaufnahme so geschaltet wird, daß er die Luminanzsignale an die Verzögerungsschaltung 61 anlegt, während er diese bei vergrößernder Bildaufnahme an die Verzögerungsschaltung 62 anlegt. Die Verzögerungsschaltung 61 dient als Verzögerungsschaltung für die Horizontalapertur bei normaler Bildaufnahme, und die Verzögerungsschaltung 62 dient als Verzögerungsschaltung für Horizontalapertur bei vergrößernder Bildaufnahme. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 61 oder dasjenige der Schaltung 62 wird durch den Analogschalter 602 auf das Auswahlsignal ET hin ausgewählt, um weiter an die Verarbeitungsschaltung 63 und die Aperturaddierschaltung 70 angelegt zu werden.
Anschließend wird unter Bezugnahme auf Fig. 12 die Verarbeitung zum Erzeugen der Horizontalapertursignale beschrieben. Ein Luminanzsignal, wie es in Fig. 13(a) dargestellt ist, wird in die Horizontalaperturschaltung 64 eingegeben. Bei vergrößernder Bildaufnahme wird das Luminanzsignal an die Verzögerungsschaltung 62 angelegt, damit es um eine vorgegebene Zeitspanne verzögert wird, wie in Fig. 13(b) dargestellt. Im allgemeinen weist jede der Verzögerungsschaltungen 61 und 62 eine Spule und einen Kondensator auf, und es ist ein Abschlußwiderstand damit verbunden, um Reflexionserscheinungen zu verhindern. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch kein Abschlußwiderstand verwendet, wodurch Reflexionen verwendet werden können. Um Reflexionen zu erzeugen, muß ein Luminanzsignal vor seinem Durchlaufen durch die Verzögerungsschaltung 62 einen Signalverlauf aufweisen, wie er in Fig. 13(c) dargestellt ist. Die Verarbeitungsschaltung 63 subtrahiert das Luminanzsignal vor dem Durchlaufen durch die Verzögerungsschaltung 62 vom Luminanzsignal, das durch diese hindurchgelaufen ist, um ein Horizontalapertursignal auszugeben, wie es in Fig. 13(d) dargestellt ist. Dieses Horizontalapertursignal wird an die Aperturaddierschaltung 70 angelegt. Die Aperturaddierschaltung 70 addiert das Luminanzsignal, das durch die Verzögerungsschaltung 62 gelaufen ist, und das Horizontalapertursignal, um ein Signal auszugeben, wie es in Fig. 13(e) dargestellt ist.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 12 die Aperturaddierschaltung 70 beschrieben. Da das Vertikalapertursignal der Vertikalaperturschaltung 36, das Horizontalapertursignal der Horizontalaperturschaltung 64 und ferner das Luminanzsignal vor seinem Durchlaufen durch die Aperturschaltung verschiedene Eigenschaften in bezug auf normale Bildaufnahme und vergrößernde Bildaufnahme aufweisen, muß das Mischungsausmaß für die Konturkorrektur abhängig von normaler bzw. vergrößernder Bildaufnahme geändert werden. Daher ist die Aperturaddierschaltung 70 so ausgebildet, daß sie das Mischungsausmaß für die Konturkorrektur ändert.
Die Aperturaddierschaltung 70 weist einen VCA 65 zum Einstellen der Verstärkung für das Horizontalapertursignal, einen anderen VCA 67 zum Einstellen der Verstärkung für das Vertikalapertursignal, Addierer 68 und 69 sowie Analogschalter 661 und 662 zum Einstellen der Verstärkungen entsprechend normaler und vergrößernder Bildaufnahme auf. Der Analogschalter 661 spricht auf ein Auswahlsignal ET an, um eine Horizontalaperturspannung abhängig von normaler oder vergrößernder Bildaufnahme auszuwählen, um dasselbe an den VCA 65 anzulegen.
Indessen spricht der Analogschalter 662 auf das Auswahlsignal ET an, um eine Vertikalaperturspannung entsprechend normaler oder vergrößernder Bildaufnahme auszuwählen, um diese an den VCA 67 anzulegen. Der VCA 65 stellt die Verstärkung für das Horizontalapertursignal abhängig von der so angelegten Horizontalaperturspannung ein, und der VCA 67 stellt die Verstärkung für das Vertikalapertursignal abhängig von der so angelegten Vertikalaperturspannung ein. Die Horizontal- und Vertikalapertursignale, deren jeweilige Verstärkungen eingestellt wurden, werden durch die Addierschaltung 68 zueinander addiert, deren Ausgangssignal durch den Addierer 69 zum Luminanzsignal addiert wird und dann an den in Fig. 1 dargestellten Codierer 78 ausgegeben wird.
Während vorstehend die Struktur und Funktion des Luminanzsignalsystems beschrieben wurde, werden nachfolgend diejenigen des Farbdifferenzsignal-Systems beschrieben.

Tiefpaßfilter 52 für Farbdifferenzsignale

Fig. 14 ist ein spezielles Blockdiagramm des in Fig. 1 dargestellten Tiefpaßfilters 52 für Farbdifferenzsignale. Da die Frequenz des Horizontal-Übertragungsimpulses bei vergrößernder Bildaufnahme 1/2 in bezug auf diejenige bei normaler Bildaufnahme wird, ist auf dieselbe Weise wie beim Luminanzsignalsystem ein Umschalten eines Tiefpaßfilters erforderlich, das eine Signalfalle aufweist, die eine Trägerkomponente und eine Oberwellenkomponente im Farbdifferenzsignal schwächt. Zu diesem Zweck ist das Tiefpaßfilter 52 für Farbdifferenzsignale vorhanden. Das Tiefpaßfilter 52 für Farbdifferenzsignale weist Puffer 481 und 482, Tiefpaßfilter 49 und 50 sowie einen Analogschalter 51 auf.
Die von der Verarbeitungsschaltung 75 ausgegebenen Farbdifferenzsignale werden über den Puffer 481 an die Tiefpaßfilter 49 und 50 gelegt. Das Tiefpaßfilter 49 dient als Filter mit einer Signalfalle bei normaler Bildaufnahme, und das Tiefpaßfilter 50 dient als Filter mit einer Signalfalle bei vergrößernder Bildaufnahme. Der Analogschalter 51 spricht auf ein Auswahlsignal ET an, um bei normaler Bildaufnahme das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 49 und bei vergrößernder Bildaufnahme dasjenige des Tiefpaßfilters 50 auszuwählen. Das ausgewählte Farbdifferenzsignal wird über den Puffer 482 an die CNR-Schaltung 47 angelegt.
Fig. 15 ist ein Diagramm, das schematisch die Signalverläufe jeweiliger Farbdifferenzsignale zeigt, die bei vergrößernder Bildaufnahme durch die 6H-Verzögerungsschaltung verzögert wurden. Die in Fig. 1 dargestellte 6H-Verzögerungsschaltung 142 ist auf dieselbe Weise aufgebaut wie die in den Fig. 3 und 4 dargestellte, obenangegebene 6H-Verzögerungsschaltung 141, die Luminanzsignale verzögert. Wenn ein Farbdifferenz-Signal, wie es in Fig. 15(b) dargestellt ist, an den Eingang der 6H-Verzögerungsschaltung 142 angelegt wird, werden Signale, wie sie in den Fig. 15(c) bis (h) dargestellt sind, verzögert und als Ausgangssignale 1 bis 6 ausgegeben. Wenn der in Fig. 15(a) dargestellte Impuls ET FH/2 auf dem Pegel "L" steht, werden wirksame Komponenten (R&sub0;, B&sub0;, R&sub1; ... B&sub5; ...) eingegeben, und wenn derselbe auf dem Pegel "H" steht, werden Signale, die als unwirksame Komponenten (x) angesehen werden, eingegeben. Was gegenüber dem Fall des Luminanzsignals unterschiedlich ist, ist, daß die R-Kanal-Komponente und die B-Kanal-Komponente zeilensequentiell eingegeben werden. Z. B. erscheint im Fall der R-Kanal-Komponente "R&sub1;" folgend auf "R&sub0;" um 4H später.

Farbdifferenzsignal-Interpolierschaltung 30

Fig. 16 ist ein spezielles Blockdiagramm einer Farbdifferenzsignal-Interpolierschaltung 30. Die Farbdifferenzsignal- Interpolierschaltung 30 weist Klemmschaltungen 251 bis 256, die die Ausgangssignale 1 bis 6 der 6H-Verzögerungsschaltung 142 jeweils als Eingangssignale 1 bis 6 erhalten, auf. Die Ausgangssignale der Klemmschaltungen 251 und 255 werden durch eine Addier- und Mittelungsschaltung 261 addiert und gemittelt, und das Ergebnis wird an eine andere Addier- und Mittelungsschaltung 263 angelegt. Die Ausgangssignale der Klemmschaltungen 252 und 256 werden durch eine andere Addier- und Mittelungsschaltung 262 addiert und gemittelt, deren Ausgangssignal an den Eingangsanschluß 1 eines Analogschalters 271 und den Eingangsanschluß 0 eines anderen Analogschalters 272 angelegt wird. Der Eingangsanschluß 0 des Analogschalters 271 und der Eingangsanschluß 1 des Analogschalters 272 empfangen das Ausgangssignal der Klemmschaltung 254. Die Analogschalter 271 und 272 werden auf den Impuls ET FH/2 hin umgeschaltet.
Ein vom Analogschalter 271 ausgewähltes Farbdifferenzsignal wird an die Addier- und Mittelungsschaltung 263 angelegt, um zum Ausgangssignal der Addier- und Mittelungsschaltung 261 addiert und dann gemittelt zu werden, woraufhin es an den Eingangsanschluß 1 des anderen Analogschalters 281 angelegt wird. Der Eingangsanschluß 0 des Analogschalter 281 erhält das Ausgangssignal der Addier- und Mittelungsschaltung 261. Der Analogschalter 281 spricht auf ein Auswahlsignal ET an, um bei normaler Bildaufnahme das Ausgangssignal der Addier- und Mittelungsschaltung 261 auszuwählen und bei vergrößernder Bildaufnahme dasjenige der Addier- und Mittelungsschaltung 263 auszuwählen, um das ausgewählte Signal über den Puffer 291 als Signal C0H auszugeben.
Das vom Analogschalter 272 ausgewählte Farbdifferenzsignal wird an eine andere Addier- und Mittelungsschaltung 264 angelegt. Die Addier- und Mittelungsschaltung 264 addiert die Ausgangssignale des Analogschalters 272 und der Klemmschaltung 253 und nimmt eine Mittelung vor und legt das Ergebnis an den Eingangsanschluß 1 eines anderen Analogschalters 282 an. Der Eingangsanschluß 0 des Analogschalters 282 empfängt das Ausgangssignal der Klemmschaltung 253. Der Analogschalter 282 spricht auf das Auswahlsignal ET an, um bei normaler Bildaufnahme das Ausgangssignal der Klemmschaltung 253 auszuwählen und um bei vergrößernder Bildaufnahme dasjenige der Addier- und Mittelungsschaltung 264 auszuwählen, um das ausgewählte Signal über den Puffer 292 als Signal C1H auszugeben.
Fig. 17 ist ein Diagramm, das in Tabellenform das Signal C0H und das Signal C1H für jede Periode 1H für in Fig. 17 dargestellten Zeitspannen T&sub0; bis T&sub7; zeigt. Gemäß Fig. 17 gibt z. B. in der Zeitspanne T&sub2; die Addier- und Mittelungsschaltung 261 das Signal (R&sub1;+R&sub2;)/2 aus, und die Addier- und Mittelungsschaltung 262 gibt das Signal (B&sub0;+B&sub1;)/2 aus. Ferner gibt die Addier- und Mittelungsschaltung 263 das Signal {R&sub1;+R&sub2;)/2 + R&sub1;}/2= 0,75R&sub1; + 0,25R&sub2;, und die Addier- und Mittelungsschaltung 264 gibt das Signal {(B&sub0;+B&sub1;)/2 + B&sub1;}/2 = 0,25 B&sub0; + 0,75B&sub1; aus.
Fig. 18 ist ein Diagramm, das Zeitspannen zeigt, in denen das Signal C0H und das Signal C1H von der Farbdifferenzsignal-Interpolierschaltung 30 bei normaler Bildaufnahme ausgegeben werden, und Fig. 19 ist ein Diagramm, das von der Zeitspanne T&sub0; bis zur Zeitspanne T&sub7; für jede Periode 1H die Signale C0H und C1H zeigt.
Bei normaler Bildaufnahme schaltet das Auswahlsignal ET auf den Pegel "L", so daß die in Fig. 16 dargestellten Analogschalter 271, 272, 281 und 282 auf die Seite ihrer Eingangsanschlüsse 0 gestellt werden. Daher addiert die Addier- und Mittelungsschaltung 261 z. B. in der Zeitspanne T&sub2; die Ausgangssignale R&sub2; und R&sub1; der Klemmschaltungen 251 und 255 zueinander und mittelt diese, um (R&sub1; + R&sub2;)/2 zu erhalten, welches Signal schließlich als Ausgangssignal C0H = 0,5 R&sub1; = 0,5 R&sub2; über den Analogschalter 281 und den Puffer 291 ausgegeben wird.
Indessen gibt der Analogschalter 282, der auf die Seite des Eingangsanschlusses 0 gestellt wurde, das Ausgangssignal B&sub1; der Klemmschaltung 253 unverändert oder als C1H = B&sub1; über den Puffer 292 aus.

Farbdifferenzsignal-Umsetzerschaltunq 31

Fig. 20 ist ein Diagramm, das eine Farbdifferenzsignal-Umsetzerschaltung zeigt. Gemäß diesem Diagramm weist eine Farbdifferenzsignal-Umsetzerschaltung 31 Analogschalter 311 und 412 auf. Der Eingangsanschluß 0 des Analogschalters 311 und der Eingangsanschluß 1 des Analogschalters 312 empfangen das Ausgangssignal C0H der Farbdifferenzsignal-Interpolierschaltung 30, während der Eingangsanschluß 1 des Analogschalters 311 und der Eingangsanschluß 0 des Analogschalters 312 das Ausgangssignal C1H erhalten. Die Analogschalter 311 und 312 werden bei normaler Bildaufnahme auf einen Impuls FH/2 hin eingestellt, dagegen bei vergrößernder Bildaufnahme 25 durch einen Impuls FH/4. Auf diese Weise setzt die Farbdifferenzsignal-Umsetzerschaltung 31 die Ausgangssignale C0H und C1H der Farbdifferenzsignal-Interpolierschaltung 30 in Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y um, die an die Verarbeitungsschaltung 75 gegeben werden.

CNR-Schaltund 47

Fig. 21 ist ein Blockdiagramm, das eine CNR-Schaltung zeigt, und Fig. 22 ist ein Signalverlaufsdiagramm für jeweilige Teile der CNR-Schaltung.
Wie vorstehend beschrieben, können, wenn die jeweiligen Ausgangssignale der 6H-Verzögerungsschaltung 142 an die Farbdifferenzsignal-Interpolierschaltung 30 angelegt werden, interpolierte Farbdifferenzsignale, wie sie in Fig. 17 dargestellt sind, bei vergrößernder Bildaufnahme erhalten werden, während bei normaler Bildaufnahme interpolierte Farbdifferenzsignale erhalten werden können, wie sie in den Fig. 18 und 19 dargestellt sind. Um dabei in den Farbdifferenzsignalen enthaltene Zufallsstörsignale zu unterdrücken, wird im allgemeinen eine CNR-Schaltung 47 als eine Art zyklischen Filters verwendet. Wenn die Farbfilteranordnung beim CCD- Bildsensor 71 eine unterteilte, komplementäre Farbmosaikstruktur aufweist, sind die vom CCD-Bildsensor 71 erhaltenen Farbdifferenzsignale zeilensequentielle, so daß bei normaler Bildaufnahme zwei 1H-Verzögerungsschaltungen erforderlich sind, um die CNR-Schaltung 47 aufzubauen.
Gemäß Fig. 21 weist die CNR-Schaltung 47 Klemmschaltungen 371 und 372, einen Operationsverstärker 38, eine Vollweg- Gleichrichterschaltung 39, einen Komparator 40, ein ODER- Gatter 41, einen Begrenzer 42, eine Stummschaltung 43, einen VCA 44, Puffer 451 und 452 sowie einen Addierer 46 auf. Die Klemmschaltung 371 empfängt vom Tiefpaßfilter 52 für Farbdifferenzsignale zeilensequentielle Farbdifferenzsignale, und die Klemmschaltung 372 empfängt das Ausgangssignal 5 von der 6H-Verzögerungsschaltung 142. Die Klemmschaltungen 371 und 372 klemmen die jeweils empfangenen Signale und legen sie an den Operationsverstärker 38 an.
Der Operationsverstärker 38 führt eine Subtraktion mit den empfangenen Signalen aus, um das Ergebnis an die Vollweg- Gleichrichterschaltung 39 und den Begrenzer 42 anzulegen. Der Begrenzer 42 läßt nur diejenigen Differenzsignale unter den Ausgangssignalen oder diejenigen Differenzsignale vom Operationsverstärker 38 durch, die eine Amplitude innerhalb eines vorgegebenen Bereichs aufweisen, und er legt sie an die Stummschaltung 43. Die Vollweg-Gleichrichterschaltung 39 richtet das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 38 vollwegmäßig gleich, um es an den Komparator 40 anzulegen. Der Komparator 40 vergleicht das eingegebene Signal mit einer vorgegebenen Spannung, um das Ergebnis an das ODER- Gatter 41 auszugeben. Das ODER-Gatter 41 nimmt eine logische ODER-Verknüpfung zwischen dem Ausgangssignal des Komparators 40 und dem Impuls ET FH/2 vor, wobei das Ergebnis als Steuersignal an die Stummschaltung 43 angelegt wird. Die Stummschaltung 43 stellt die Stummsteuerung ein, wenn das Steuersignal vom ODER-Gatter 41 den Pegel "H" einnimmt, und sie schaltet die Stummsteuerung ab, wenn es auf den Pegel "L" wechselt. Das Ausgangssignal der Stummschaltung 43 wird an den VCA 44 angelegt, um dessen Verstärkung einzustellen, und es wird an den Addierer 46 angelegt. Der Addierer 46 addiert das Ausgangssignal der Klemmschaitung 371, wie es über den Puffer 451 angelegt wird, und das Ausgangssignal des VCAs 44, um das Ergebnis über den Puffer 452 auszugeben.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 22 die Funktion der in Fig. 21 dargestellten CNR-Schaltung beschrieben. Es sei nun angenommen, daß ein zeilensequentielles Farbdifferenzsignal, das über eine Periode 1H Störsignale aufweist, wie in Fig. 22(a) dargestellt, in die Klemmschaltung 371 eingegeben wird, und das Ausgangssignal 5 der 6H-Verzögerungsschaltung 142, wie in Fig. 2(b) dargestellt, in die Klemmschaltung 372 eingegeben wird. So dient die CNR-Schaltung als zyklisches Filter. Der Operationsverstärker 38 subtrahiert das Ausgangssignal der Klemmschaltung 371 von demjenigen der Klemmschaltung 372 und entfernt die Störsignalkomponenten, wie in Fig. 22(c) dargestellt. Wenn zwischen den zweiten Perioden 1H der Eingangssignale 1 und 2 keine Vertikalkorrelation besteht, wird das Differenzsignal für die zweite Periode 1H mit einem deutlichen Anstieg und Abfall ausgegeben, wie in Fig. 22(c) dargestellt, die selbst nach dem Durchlauf durch die Begrenzerschaltung 42 verbleiben, wie in Fig. 22(d) dargestellt.
Daher wird, wenn vom Komparator 40 irgendein Differenzsignal über einem vorgegebenen Pegel erkannt wird, nachdem das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 38 durch die Vollweg- Gleichrichterschaltung 39 gleichgerichtet wurde, diese Differenz nicht als Störsignal, sondern als Teil erkannt, dem jegliche Vertikalkorrelation fehlt. Gemäß dieser vom Komparator 40 ausgegebenen Erkennung wird ein Störsignal vom Pegel "H" über das ODER-Gatter 41 an die Stummschaltung 43 angelegt, um am Bereich, dem es an Vertikalkorrelation fehlt, eine Stummsteuerung vorzunehmen. Im Ergebnis sind nur die Störkomponenten aus dem Ausgangssignal der Stummschaltung 43 entfernt, wie in Fig. 22(f) dargestellt. Das Ausgangssignal der Stummschaltung 43 wird durch den VCA 44 so eingestellt, daß es eine mittlere Amplitude aufweist, und dann wird es an den Addierer 46 gelegt, wo es zum zeilensequentiellen Farbdifferenzsignal addiert wird, das über den Puffer 451 an den Eingang 1 gelegt wurde, wodurch die Störkomponenten geschwächt sind und der Teil, dem es an Vertikalkorrelation fehlt, unverändert ausgegeben wird, so daß das Farbdifferenzsignal, wie es in Fig. 22(g) dargestellt ist, über den Puffer 452 ausgegeben wird.
Nun sind im Fall vergrößernder Bildaufnahme die Signale 0H und 4H statt der Signal 0H und 2H bei normaler Bildaufnahme erforderlich. Darüber hinaus muß, da hinsichtlich des Eingangssignals ein wirksames Signal und ein unwirksames Signal abwechselnd mit jeder Periode 1H eingegeben werden, die CNR- Schaltung wie folgt aufgebaut sein.
Zunächst wird das Ausgangssignal 5 der 6H-Verzögerungsschaltung 142 für das Signal 4H verwendet. Dieses Ausgangssignal 5 wird bei normaler Bildaufnahme automatisch auf das Signal 2H geschaltet. Was Störsignalerkennung betrifft, ist es nicht erforderlich, Störsignale mit jeder Periode 1H zu erkennen, da das Ausgangssignal mit jeder Periode 1H zwischen einem wirksamen und einem unwirksamen umgeschaltet wird. Daher kann das Ausgangssignal des VCAs 44 vorzugsweise mit jeder zweiten Periode 1H in den Addierer 46 eingegeben werden. Zu diesem Zweck wird bei dem in Fig. 21 dargestellten Ausführungsbeispiel dann, wenn sich der in das ODER-Gatter 41 eingegebene Impuls ET FH/2 bei vergrößernder Bildaufnahme auf dem Pegel "H" befindet, die Stummschaltung 43 dazu veranlaßt, tätig zu werden. Indessen können bei normaler Bildaufnahme Störsignale kontinuierlich mit jeder Periode 1H erkannt werden, da der Impuls ET FH/2 auf den Pegel "L" festgelegt ist.

Claims

1. Bildaufnahmeeinrichtung, die dazu in der Lage ist, Bilder eines Gegenstandes bei elektronischer, zweifacher Vergrößerung derselben gegenüber normaler Bildaufnahme aufzunehmen, welche Einrichtung eine Bildaufnahmeeinrichtung (71) zum Aufnehmen von Bildern des Gegenstandes aufweist, um Videosignale auszugeben, gekennzeichnet durch:

- eine Verzögerungseinrichtung (141; 142) zum Verzögern der Videosignale um n Horizontalabrasterperioden, wobei die Verzögerungseinrichtung n/2 in Reihe geschaltete Verzögerungseinheiten (13; 131 bis 133) aufweist, die die Videosignale sequentiell um 0 bis n Horizontalabrasterperioden verzögern und die verzögerten Videosignale einzeln ausgeben; und

- eine Interpoliereinrichtung (20; 30) zum Erstellen Zeileninterpolierter Ausgangssignale aus den verzögerten Videosignalen bei vergrößernder Bildaufnahme;

- wobei jede der Verzögerungseinheiten (13) folgendes aufweist:

-- eine Umschalteinrichtung (9), die auf einen ersten Eingang geschaltet werden kann, um die Videosignale bei normaler Bildaufnahme auszugeben, und die abwechselnd mit jeder Horizontalabrasterperiode auf den ersten Eingang und einen zweiten Eingang geschaltet werden kann, um die Videosignale bei vergrößernder Bildaufnahme aus zugeben;

-- eine Verzögerungsschaltung (10) zum Verzögern des Ausgangssignals der Umschalteinrichtung durch eine Horizontalabrasterperiode; und

-- eine Verstärkungssteuerungseinrichtung (12) zum Einstellen der Verstärkung des Ausgangssignals der Verzögerungsschaltung und zum Anlegen des Ausgangssignals an den zweiten Eingang der Umschalteinrichtung.

2. Bildaufnahmeeinrichtung, die dazu in der Lage ist, Bilder eines Gegenstandes bei elektronischer, zweifacher Vergrößerung derselben gegenüber normaler Bildaufnahme aufzunehmen, welche Einrichtung eine Bildaufnahmeeinrichtung (71) zum Aufnehmen von Bildern des Gegenstandes aufweist, um Luminanzsignale auszugeben, gekennzeichnet durch:

- eine Verzögerungseinrichtung (141) zum Verzögern der Luminanzsignale um n Horizontalabrasterperioden, wobei die Verzögerungseinrichtung n/2 in Reihe geschaltete Verzögerungseinheiten (13; 131 bis 133) aufweist, die die Luminanzsignale sequentiell um 0 bis n Horizontalabrasterperioden verzögern und die verzögerten Luminanzsignale einzeln ausgeben;

- eine Luminanzsignal-Interpoliereinrichtung (20) zum Ausgeben interpolierter Luminanzsignale durch Vornehmen eines Umschaltens zwischen einem Signal, das durch Verarbeiten von Luminanzsignalen, die um 0, 2, 4 und 6 Horizontalabrasterperioden verzögert wurden und von der Verzögerungseinrichtung (141) ausgegeben wurden, und dem Luminanzsignal, das um 3 Horizontalabrasterperioden verzögert wurde;

- eine erste Auswahleinrichtung (24) zum Auswählen der ausgegebenen Luminanzsignale bei normaler Bildaufnahme und zum Ausgeben der interpolierten Luminanzsignale bei vergrößernder Bildaufnahme;

- wobei jede der Verzögerungseinheiten (13) folgendes aufweist:

-- eine Umschalteinrichtung (9), die auf einen ersten Eingang geschaltet werden kann, um die Luminanzsignale bei normaler Bildaufnahme auszugeben, und die abwechselnd mit jeder der Horizontalabrasterperiode auf den ersten Eingang und einen zweiten Eingang geschaltet werden kann, um die Luminanzsignale bei vergrößernder Bildaufnahme auszugeben;

-- eine Verstärkungssteuerungseinrichtung (12) zum Einstellen der Verstärkung des Ausgangssignals der Verzögerungsschaltung und zum Anlegen des Ausgangssignals an den zweiten

Eingang der Umschalteinrichtung.

3. Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 2, ferner mit:

- einem ersten Filter (54) zum Beseitigen einer Trägerkomponente und einer Oberwellenkomponente, wie sie in den Ausgangsluminanzsignalen bei normaler Bildaufnahme enthalten sind; und

- einem zweiten Filter (55) zum Beseitigen einer Trägerkomponente und einer Oberwellenkomponente, wie sie in den Ausgangsluminanzsignalen bei vergrößernder Bildaufnahme enthalten sind, wobei das zweite Filter die Luminanzsignale, aus denen die Trägerkomponente und die Oberwellenkomponente entfernt wurden, an die Verzögerungseinrichtung (141) anlegt;

- wobei die erste Auswahleinrichtung (24) bei normaler Bildaufnahme das Ausgangssignal des ersten Filters und bei vergrößernder Bildaufnahme das Ausgangssignal der Luminanzsignal-Interpoliereinrichtung (20) auswählt.

4. Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, ferner mit:

- einer Vertikalkontur-Korrektursignal-Erzeugungseinrichtung (36) zum Erzeugen von Vertikalkontur-Korrektursignalen durch Verarbeiten der um vorgegebene Horizontalabrasterperioden verzögerten Luminanzsignale, wie sie von der Verzögerungseinrichtung (141) ausgegeben werden.

5. Bildaufnahmeeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner mit:

- einer Horizontalkontur-Korrektursignal-Erzeugungseinrichtung (64) mit:

-- einer ersten Verzögerungseinrichtung (61) zum Verzögern der von der ersten Auswahleinrichtung (24) ausgegebenen Luminanzsignale, um Horizontalkontur-Korrektursignale bei normaler Bildaufnahme zu erzeugen;

-- einer zweiten Verzögerungseinrichtung (62) zum Verzögern der von der ersten Auswahleinrichtung (24) ausgegebenen Luminanzsignale, um Horizontalkontur-Korrektursignale bei vergrößernder Bildaufnahme zu erzeugen;

-- einer zweiten Auswahleinrichtung (602) zum Auswählen des Ausgangssignals der ersten Verzögerungseinrichtung bei normaler Bildaufnahme und zum Ausgeben des Ausgangssignals der zweiten Verzögerungseinrichtung bei vergrößernder Bildaufnahme; und

-- einer Ausgabeeinrichtung (63) zum Ausgeben der Horizontalkontur-Korrektursignale auf die Luminanzsignale und die verzögerten Luminanzsignale hin, wie von der zweiten Auswahleinrichtung ausgewählt.

6. Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 5 in Abhängigkeit von Anspruch 4, ferner mit:

- einer Addiereinrichtung (68, 69) zum Addieren der Horizontalkontur-Korrektursignale, wie sie von der Horizontalkontur-Korrektursignal-Erzeugungseinrichtung (64) ausgegeben werden, der Vertikalkontur-Korrektursignale, wie sie von der Vertikalkontur-Korrektursignal-Erzeugungseinrichtung (36) ausgegeben werden, und der Luminanzsignale; und

- einer Pegelumschalteinrichtung (661, 662) zum Umschalten der Pegel der von der Addiereinrichtung zu addierenden Korrektursignale abhängig von normaler Bildaufnahme bzw. vergrößernder Bildaufnahme.

7. Bildaufnahmeeinrichtung, die dazu in der Lage ist, Bilder eines Gegenstandes aufzunehmen, während sie dieselben elektronisch zweifach in bezug auf diejenigen bei normaler Bildaufnahme vergrößert, wobei die Einrichtung ein Festkörper-Bildaufnahmeelement (71) aufweist, an dem Farbfilter in unterteilter, komplementärer Farbmosaikstruktur angeordnet sind, gekennzeichnet durch:

- eine Verzögerungseinrichtung (142) zum Verzögern von vom Festkörper-Bildaufnahmeelement ausgegebenen Farbdifferenzsignalen um n Horizontalabrasterperioden, wobei die Verzögerungseinrichtung n/2 in Reihe geschaltete Verzögerungseinheiten aufweist, die die Farbdifferenzsignale sequentiell um 0 bis n Horizontalabrasterperioden verzögern und die verzögerten Farbdifferenzsignale einzeln ausgeben; und

- eine Farbdifferenzsignal-Interpoliereinrichtung (30) zum Ausgeben interpolierter Farbdifferenzsignale durch eine Verarbeitung zum Erstellen von Kombinationen der einzeln verzögerten und von der Verzögerungseinrichtung (142) ausgegebenen Farbdifferenzsignale, und zum Vornehmen eines Umschaltens zwischen den jeweiligen Verarbeitungsausgangssignalen mit jeder Horizontalabrasterperiode;

- wobei jede der Verzögerungseinheiten folgendes aufweist:

-- eine Umschalteinrichtung (9), die auf einen ersten Eingang geschaltet werden kann, um die Farbdifferenzsignale bei normaler Bildaufnahme auszugeben, und die abwechselnd mit jeder der Horizontalabrasterperiode auf den ersten Eingang und einen zweiten Eingang geschaltet werden kann, um die Farbdifferenzsignale bei vergrößernder Bildaufnahme auszugeben;

8. Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 7, ferner mit:

- einer Störsignal-Beseitigungseinrichtung (47) zum Beseitigen von in den Farbdifferenzsignalen enthaltenen Zufallsstörsignalen, mit:

-- einer Verarbeitungseinrichtung (38) zum Verarbeiten von um 2 Horizontalabrasterperioden verzögerten Farbdifferenzsignalen, wie sie von der Verzögerungseinrichtung (142) bei normaler Bildaufnahme ausgegeben werden, oder zum Verarbeiten von um 4 Horizontalabrasterperioden verzögerten Farbdifferenzsignalen, wie sie von der Verzögerungseinrichtung (142) bei vergrößernder Bildaufnahme ausgegeben werden, und zum Verarbeiten unverzögerter Farbdifferenzsignale;

-- einer Beseitigungseinrichtung (42) zum Beseitigen von Signalen über einem vorgegebenen Pegel aus dem Ausgangssignal der Verarbeitungseinrichtung;

-- einer Erkennungseinrichtung (40), die auf das Ausgangssignal der Verarbeitungseinrichtung anspricht, um für jede Horizontalabrasterperiode einen Teil des Farbdifferenzsignals zu erkennen, der keine Spannungskorrelation in vertikaler Richtung aufweist;

-- einer Unterdrückungseinrichtung (43), die auf die von der Erkennungseinrichtung erzielte Erkennung eines Teils, dem es an Spannungskorrelation in vertikaler Richtung fehlt, anspricht, um die Spannung des Teils, dem es an Korrelation in vertikaler Richtung in dem von der Beseitigungseinrichtung ausgegebenen Signal fehlt, zu unterdrücken; und

-- einer Addiereinrichtung (46) zum Addieren der von der Unterdrückungseinrichtung unterdrückten Signale und der unverzögerten Farbdifferenzsignale.

9. Bildaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 8, ferner mit:

- einem ersten Filter (49) zum Beseitigen einer Trägerkomponente und einer Oberwellenkomponente in den Farbdifferenzsignalen bei normaler Bildaufnahme;

- einem zweiten Filter (50) zum Beseitigen einer Trägerkomponente und einer Oberwellenkomponente in den Farbdifferenzsignalen bei vergrößernder Bildaufnahme; und

- einer Auswahleinrichtung (51) zum Auswählen des Ausgangssignals des ersten Filters bei normaler Bildaufnahme und des Ausgangssignals des zweiten Filters bei vergrößernder Bildaufnahme, um das ausgewählte Ausgangssignal an die Störsignal-Beseitigungseinrichtung (47) anzulegen.

10. Verfahren zum elektronischen Vergrößern eines Videobildes, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Verzögern von Farbdifferenz- oder Luminanzsignalen durch Betreiben einer Verzögerungseinrichtung mit n/2 in Reihe geschalteten Verzögerungseinheiten, wobei jede Einheit eine Verzögerungsschaltung aufweist, die mit einer einer Horizontalabrasterperiode entsprechenden Verzögerung versehen ist, um Signale zu erzeugen, die jeweils um 0 bis n Horizontalabrasterperioden verzögert sind; und

- selektives Kombinieren der verzögerten Signale, um zeileninterpolierte Signale zu erzeugen, die das vergrößerte Videobild repräsentieren.