DE69029019T2

DE69029019T2 - Bildverarbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69029019T2
Application number: DE69029019T
Authority: DE
Inventors: Makoto Kondo; Yuji Sakaegi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1997-03-06
Anticipated expiration: 2010-09-01
Also published as: EP0725534B1; US5223942A; EP0725534A3; EP0415798B1; DE69029019D1; DE69033870D1; EP0415798A2; EP0415798A3; EP0725534A2

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bildverarbeitungsvorrichtung

Zum Stand der Technik

Die magnetische Platte, genannt Stehbild-Diskette, zeichnet ein Stehbild durch separate Frequenzmodulation des Leuchtdichtesignals und des zeilensequenten Farbdifferenzsignals auf und unterzieht diese Signale der Frequenzmultiplexverarbeitung. Folglich ist es zur Erzeugung eines NTSC-Norm-Videosignals beispielsweise in einem Aufzeichnungsgerät erforderlich, das Frequenzmultiplex-FN- Signal in eine Leuchtdichte- und die Farbdifferenzkomponente aufzuspalten, diese Komponenten separat einer Frequenzdemodulation zu unterziehen, das zeilensequente Farbdifferenzsignal in ein zeilensimultanes Signal umzuwandeln und diese Komponenten in das Standardvideosignal zu wandeln.
Auf der Grundlage der in letzter Zeit aufgekommenen Technologien zur digitalen Bildverarbeitung ist ein Schaltungsaufbau zur Speicherung des wiedergegebenen Signais in einen Bildspeicher und die Ausführung verschiedener Bildsignalverarbeitungen vorgeschlagen worden, wie z. B. die Umsetzung des zeilensequenten Farbdifferenzsignals in ein Zeilensimultansignal oder die Umsetzung in das Standardfernsehsignal auf dem Bildspeicher. Beispielsweise ist ein Aufbau zur Speicherung des wiedergegebenen Leuchtdichtesignals in einem Bilspeicher in einem ersten Teilbild vorgeschlagen worden, dann die Speicherung des wiedergegebenen (zeilensequentiellen) Farbdifferenzsignals in dem Bildspeicher in einem zweiten Teilbild, die Bewirkung einer digitalen Signalverarbeitung bezüglich der in dem Bildspeicher gespeicherten Daten zur Erzeugung von Leuchtdichtedaten und zwei Farbdifferenzdaten und die Umsetzung dieser Daten in analoge Signale, die durch einen NTSC-Codierer in das Videosignal der NTSC-Norm umgesetzt werden, und eine Struktur zur Bildung eines digitalen Videosignals zur Anzeige auf Echtzeitgrundlage aus den Leuchtdichtedaten und den in dem Bildspeicher gespeicherten zeilensequentiellen Farbdifferenzdaten, und die Umsetzung des Digitalsignals in ein Analogsignal.
Jedoch erfordert eine derartiger herkömmlicher Aufbau eine sehr große Speicherkapazitat, da all die Leuchtdichtedaten und die zeilensequentiellen Farbdifferenzdaten, die ein Bild darstellen, in dem Bildspeicher zu speichern sind. Ebenfalls muß eine große Datenmenge innerhalb einer Einheitszeit gelesen werden, die einen Hochgeschwindigkeitsspeicher voraussetzt und einen Datenbus großer Breite, so daß es schwierig ist, die Kosten dieser Vorrichtung mit dem herkömmlichen Aufbau zu senken.
Daneben ist es schwierig, in der herkömmlichen Struktur die Kosten, die Baugröße und den Stromverbrauch zu reduzieren, da D/A-Wandler und analoge Codierer z. B. nach der NTSC-Norm für drei Kanäle erforderlich sind. Auch der letztere Aufbau ist sehr teuer, da eine digitale Verarbeitungsschaltung mit sehr hoher Geschwindigkeit für die NTSC-Wandlung des Digitalsignals auf Echtzeitbasis erforderlich ist.
Derartige Nachteile bestehen nicht nur bei der Stehbild- Verarbeitungsvorrichtung, die zuvor erwähnt wurde, sondern auch in verschiedenen anderen Wiedergabevorrichtungen.
Um bei dem herkömmlichen Aufbau die Zeitdifferenz zu kompensieren, die sich aus der Differenz im Frequenzband der Verarbeitung des Leuchtsichtesignals ergibt, und derjenigen des Farbdifferenzsignals bei der Aufzeichnung und auch zur Kompensation der ähnlichen Zeitdifferenz, z. B. zwischen der Demodulation des Leuchtdichtesignals und derjenigen des Farbdifferenzsignals bei der Signalwiedergabe, wird üblicherweise bei dem Leuchtdichtesignalsystem eine Verzögerungsvorrichtung eingesetzt, die der Zeitdifferenz zwischen den Verarbeitungsschaltungen entspricht.
Die Verwendung analoger Verzögerungsvorrichtungen in den herkömmlichen Strukturen, die verschiedene Verzögerungszeiten für die Aufzeichnungen und die Wiedergabe vorsehen, führt zu folgenden Nachteilen:
(1) eine Verzögerungsvorrichtung, die in der Lage ist, das Leuchtdichtesignal einer großen Bandbreite durchzulassen, ist schwierig herzustellen, und die Verzögerungseinrichtung ist teuer, selbst wenn sie verfügbar ist;
(2) die Verwendung einer exklusiven Verzögerungseinrichtung in jeder Aufzeichnungs- und Wiedergabeschaltung erhöht ebenfalls die Anzahl von Bauteilen, was eventuell zu der Schwierigkeit führt, die Teile unterzubringen und daß die Vorrichtung sperrig wird; und
(3) ein weiterer Anstieg der Anzahl der Bauteile ist unvermeidbar, wenn ein externes Bildsignal aufzuzeichnen ist.
Die Schrift GB-A-2144292 offenbart eine Bildverarbeitungsvorrichtung, mit:
(a) einem Verarbeitungsmittel zur getrennten Verarbeitung von Leuchtdichte- und Farbdaten, wobei jede Betriebsart getrennte Leuchtdichtedaten- und Farbdaten-Verarbeitungskanäle besitzt;
(b) einem mit dem Verarbeitungsmittel verbundenen Bildspeicher; und mit
(c) einem Steuermittel, das zur Steuerung des Bildspeicher Einschreibens oder -Auslesens betriebsfähig ist, um so die jeweilige Differenz der Verarbeitungs-Verzögerungszeit der Leuchtdichtedaten- und der Farbdatenkanäle zu kompensieren.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die durch die anliegenden Ansprüche festgelegt ist, besteht darin, eine Bildverarbeitsungsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, die zuvor erwähnten Nachteile vollständig oder in individueller Weise zu lösen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine präzise Hochgeschwindigkeitsverarbeitung des Bildsignals mit einem einfachen Aufbau zu ermöglichen.
Ein weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die bei einem einfachen Aufbau zur Hochgeschwindigkeitsverarbeitung bezüglich extern eingegebener Leuchtdichtesignale und Farbsignale in der Lage ist.
Die vorstehenden und noch andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung und deren Vorteile werden aus der nachstehenden Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnung deutlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispieles nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die die Zeitvorgabe und das Einholen von Leuchtdichtedaten in einen Speicher 24 zeigt;
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild des Speichers 24;
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines NTSC-Codierers, der in einer digitalen Signalverarbeitungs- und Speichersteuerschaltung 26 enthalten ist;
Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die das Rechenergebnis in einer zweiten Teilbildperiode zeigt;
Fig. 6 ist eine schematische Ansicht, die das Rechenergebnis einer dritten Teilbildperiode zeigt;
Fig. 7 ist eine Ansicht, die eine Anordnung von Daten der im Speicher 24 bei einer 3fSC-Abtastung zeigt;
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, das ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, das den inneren Aufbau einer in Fig. 8 dargestellten digitalen Verarbeitungsschaltung 1 zeigt;
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, das ein weiteres Beispiel der in Fig. 9 dargestellten Schaltung zeigt;
Figuren 11A bis 11C sind Zeittafeln, die die Funktion der in Fig. 9 dargestellten Schaltung in einem Aufzeichnungsbetrieb zeigen;
Figuren 12A bis 12C zeigen Zeittafeln, die die Funktion der in Fig. 9 dargestellten Schaltung im Wiedergebebetrieb darstellen und
Fig. 13 ist ein Blockschaltild, das ein noch weiteres Beispiel der in Fig. 9 dargestellten Schaltung zeigt.

Detallierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Nun wird die vorliegende Erfindung detailliert durch Ausführungsbeispiele derselben beschrieben, die in der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht sind.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung, in dem eine Magnetplatte 10 dargestellt ist, die mit Stehbild-Diskette bezeichnet wird; ein Wiedergabekopf 12; eine Y/C-Trennschaltung 14, eine Demodulationsschaltung 16 zur Frequenzdemodulation der Leuchtdichtekomponente des wiedergegebenen Signals; eine Demodulationsschaltung 18 zur Frequenzdemodulation der Zeilensequentenfarbdifferenzkomponente des wiedergegebenen Signals; einen Auswahischalter 20 zur Auswahl des Ausgangssignals der Demodulationsschaltung 16 oder 18; einen A/D- Wandler 22, einen Speicher 24; eine digitale Signalverarbeitungs- und Speichersteuerschaltung 26 zur Steuerung des Speichers 24 und zur Bildung eines NTSC- Videosignais aus dem Ausgangssignal des A/D-Wandlers 22 und der in dem Speicher 24 gespeicherten Daten; einen D/A-Wandler 28, ein Tiefpaßfilter (LPF) 30 zur Beseitigung unerwünschter Bandkomponenten; und eine Systemsteuerschaltung 32 zur Steuerung der gesamten Vorrichtung.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Spur der Magnetplatte 10, auf der ein gewünschtes Bild aufgezeichnet ist, mehrere Male wiedergegeben, und die wiedergegebenen Signal werden der Einholung von Leuchtedichtedaten und Zeilensequentenfarbdifferenzdaten in dem Speicher 24 unterworfen, wie später zu erläutern sein wird, und auch zur Umsetzung in ein Zeilensimultansignal und in ein NTSC-Signal.
Zuerst ist der Schalter 20 in einer Teilbildperiode mit dem Kontakt a verbunden, wodurch das Ausgangssignal (Leuchtdichtekomponente) der Demodulationsschaltung 16 an den A/D-Wandler 22 geliefert wird und in dem Speicher 24 gespeichert wird. Wenn die Abtastrate des A/D-Wandlers 22 gleich 4fSC beträgt, muß die Speicherung eines Pixels in den Speicher 24 in etwa 70 nsec erfolgen, wie in Fig. 2 dargestellt, aber eine solche Geschwindigkeit ist leicht erreichbar mit einem gewöhnlichen DRAM mit einem Seitenbetrieb oder einem statischen Spaltenbetrieb. Fig. 3 ist ein Blockschaltbild des Speichers 24, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel zusammengesetzt ist aus zwei Chips von 1-Mbit-Vielzweck-DRAM (für den statischen Spaltenbetrieb) von 4 × 256 Kbit. Die Verwendung eines 8-Bit- Busses in einem derartigen Aufbau gestattet es, 8-Bit-Daten in den Speicher 24 mit 70 nsec in kontuierlicher Weise zu speichern, wie in Fig. 2 dargestellt.
Die Refresh-Vorgänge des Speichers können in der Bildaustastperiode durchgeführt werden, und ein derartiges Refresh-Verfahren wird nicht detailliert beschrieben, da es bereits bekannt ist.
Nach dem die wiedergegebenen Leuchtdichtedaten in den Speicher 24 in der ersten Teilbildperiode eingeholt worden sind, wird der Schalter 20 mit dem Kontakt b in einer zweiten Teilbildperiode verbunden, um das Ausgangssignal (wiedergegebenes zeilensequentes Farbdifferenzsignal) der Demodulationsschaltung 18 zum A/D-Wandler 22 zur Digitalisierung. Die digitale Signalverarbeitungs- und Speichersteuerschaltung 26 liest gleichzeitig mit der A/D- Wandlung des wiedergegebenen zeilensequenten Farbdifferenzsignals die Leuchtdichtedaten aus dem Speicher 24, und bildet ein NTSC-Signal durch Addition/Subtration der Leuchtdichtedaten und der zeilensequenten Farbdifferenzdaten.
Fig. 4 zeigt den Aufbau eines digitalen NTSC-Codierers, der zu diesem Zwecke in der digitalen Signalverarbeitungs- und Speichersteuerschaltung 26 vorgesehen ist. Vorgesehen ist dort eine Schaltung 40, die als Puffer bei der Addition oder als Inverter bei der Subtration arbeitet; einen Addierer 42, und ein Adressenzähler 44.
Das Ergebnis der Addition oder der Subtration in der in Fig. 4 dargestellten Schaltung wird in dieselbe Adresse des Speichers 24 geschrieben. Diese Operation entspricht einer Lese- Modifizier-Schreiboperation im Seitenbetrieb oder dem statischen Spaltenbetrieb. In einem gewöhnlichen Vielzweck-DRAM mit einem Lese- oder Schreibzyklus von 60 bis 70 nsec kann der Lese- Modifizier-Schreibzyklus nicht für alle Leuchtdichtedaten ausgeführt werden, da dafür 120 bis 130 nsec erforderlich sind. Jedoch im Format der Stehbild-Diskette kann der Zyklus auf jedes weitere Pixel angewandt werden, da das Farbdifferenzsignal zeilensequentiell aufgenommen ist. Dies geschieht, weil die Orthogonal- Modulation ausgeführt wird in der Reihenfolge von R - Y, B - Y, -(R - Y) und -(B - Y) im Falle der Abtastung von 70 nsec/Pixel, und die Modulation bezüglich des Pixel B - Y ist nicht möglich, wenn die zeilensequentielle Aufzeichnung lediglich R - Y enthält. Bei dieser zuvor erläuterten Operation wechseln die Addition und Subtration bei der Verarbeitung der Leuchtdichtedaten ab und der Farbdifferenzdaten, wegen der Natur der Orthogonalmodulation.
Nach Verarbeitung in der zweiten Teilbildperiode enthält der Speicher 24 somit Daten, wie in Fig. 5 dargestellt.
In einer nachfolgenden dritten Teilbildperiode wird die Position der Abtastzeile und die Vertikaladresse des Speichers 24 um Eins in Vergleich zu der Verarbeitung in der zweiten Teilbildperiode verschoben. Folglich wird eine Modulation B - Y auf Zeilen angewandt, die einer Modulation R - Y in der zweiten Teilbildperiode unterzogen sind, und eine Modulation R - Y wird auf Zeilen angewandt, die einer Modulation B - Y in der zweiten Teilbildperiode unterzogen wurden. Am Ende der Verarbeitung der dritten Teilbildperiode enthält der Speicher 24 somit die in Fig. 6 dargestellten Daten.
In einer vierten Teilbildperiode und danach werden die in den Speicher gespeicherten Daten einfach in kontinuierlicher Weise gelesen und an den D/A-Wandler 28 geliefert. Die Daten aus dem Speicher 24 werden von dem D/A-Wandler 28 in Analogsignale umgesetzt und werden zur Beseitigung unerwünschter Bänder der LPF-30-Behandlung unterzogen, wodurch ein analoges NTSC-Signal gebildet wird. Da alle erforderlichen Signale in dem Speicher 24 gespeichert sind, ist es möglich, die Magnetplatte 10 anzuhalten und die Stromversorgung für die Trennschaltung 14, die Demodulationsschaltungen 16, 18 und den A/D-Wandler 22 zu unterbrechen.
Vorstehend ist die Abtastung mit 4fSC beschrieben worden, jedoch kann die Abtastung auch mit 3fSC durchgeführt werden. In einem solchen Fall jedoch ist eine Verarbeitung erforderlich, wie Sie in Fig. 7 dargestellt ist, anstelle einfacher Änderung von Addition und Subtration. Bei dieser Operation kann 31/2/2 angenähert werden durch 1 - 2&supmin;³ - 2&supmin;&sup7;, so daß die Verarbeitung in diesem Falle nicht schwieriger ist als im Falle der Verarbeitung mit 4fSC.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel gestattet den Einsatz eines Niedriggeschwindigkeitsspeichers, wodurch die Kosten und der Stromverbrauch gesenkt werden, weil die Anzahl von zu lesenden Bit aus dem Speicher pro Zeiteinheit in einer längeren Wiedergabeoperation reduziert werden kann.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das wiedergegebene Leuchtdichtesignal verarbeitet und zuerst in dem Speicher gespeichert, und das Leuchtdichtesignal wird in der nachfolgenden Verarbeitung des wiedergegebenen Farbdifferenzsignals erneut aus dem Speicher gelesen, aber es ist auch möglich, das Farbdifferenzsignal zuerst in den Speicher zu speichern. Ein derartiges Verfahren kann durch Erhöhung der Lese/Schreibgeschwindigkeit des Speichers durchgeführt werden. Auch im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das NTSC-codierte Bildsignal in dem speicher gespeichert werden, aber es ist auch möglich, das Bildsignal nach der vorliegenden Erfindung in einem anderen Speicher zu speichern.
Wie sich leicht aus dem vorstehenden ersichtlich ist, gestattet das vorliegende Ausführungsbeispiel die Reduzierung der Speicherkapazität, da die wiedergegebenen Daten in Bildsignale umgesetzt werden, bevor sie in den Speicher gespeichert werden.
Im nachstehenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung anhand Fig. 8 beschrieben, welche ein Blockschaltbild der ganzen Vorrichtung enthält, die das zweite Ausführungsbeispiel bildet.
Das in Fig. 8 dargestellte Ausführungsbeispiel ist mit einem digitalen Signalprozessor (DSP) 11 versehen, dessen Struktur später anhand Fig. 9 erläutert werden wird.
Eine Systemsteuerung 2 steuert die Funktion verschiedener Einheiten der gesamten Vorrichtung entsprechend einer Betriebsart, die von einer Einstelleinheit 50 eingestellt wird, beispielsweise eine extern eingegebene Betriebsart, ein Kameraaufzeichnungsbet rieb oder ein Wiedergabebetrieb.
Im nachstehenden werden weitere verschiedene Einheiten beschrieben, und zwar in der Reihenfolge des Ablaufs des Bildsignals.
Eine Bildaufnahme-Verarbeitungsschaltung 7 ist mit einer photoelektrischen Wandlereinrichtung versehen, beispielsweise einem Farb-CCD, um Licht zu empfangen, das durch ein nicht dargestelltes optisches System, wie beispielsweise eine Photoaufnahmelinse, ein Diaphragma oder dgl., und erzeugt ein Leuchtdichtesignal Y, ein addiertes Signal Y + S eines Synchronisationssignals S und zeilensequente Lichtdifferenzsignale R - Y und B - Y.
Die Signale Y + S, R - Y/B - Y aus der Bildaufnahme- Verarbeitungsschaltung 7 werden durch Schalter 3, 4 an Y-LPF 8 und C-LPF 9 zur Beseitigung von Verzerrungen und Rauschen geliefert. A/D-Wandler 3, 4 sind vorgesehen zur jeweiligen A/D- Wandlung der Ausgangssignale des Y-LPF 8 und des C-LPF 9 mit Frequenzen, die für jeweilige Signalbänder geeignet sind. Eine Amplitudensiebschaltung 33 trennt das Synchronisationssignal, das in dem Signal Y + S enthalten ist, zur Lieferung an eine digitalte Verarbeitungsschaltung.
Die digitale Verarbeitungsschaltung 1 verarbeitet das eingegebene Signal und erzeugt ein Synchronisationssignal CSync- OUT, ein Leuchtdichtesignal Y und ein Farbsignal C. Es sind D/A- Wandler 5, 6 zur jeweiligen D/A-Wandlung des Leuchtdichtesignals und des Farbsignals vorgesehen, das aus der digitalen Verarbeitungsschaltung 1 kommt.
Die digitale Verarbeitungsschaltung 1 entläßt ein Simultan Farbsignal im Wiedergabebetrieb und zeilensequentes Farbdifferenzsignal R - Y/D- Y im Aufnahmebetrieb.
Ein Tiefpaßfilter (LPF) 10 für das Leuchtdichtesignal und ein Bandpaßfilter (DPS) 11 für Farbsignale ist vorgesehen zur Bandbegrenzung des Simultan-Farbsignals, genauer gesagt zur Erzeugung eines Signales eines Bandes, das Frequenzen enthält, die vergleichbar sind mit der Frequenz des Unterträgers Ebenfalls vorgesehen ist ein LPF 12 zur Verarbeitung des zeilensequenten Farbdifferenzsignals, ein Addierer 13 zum Addieren des Synchronisationssignals CSYNC-OUT aus der digitalen Verarbeitungsschaltung 1 und dem Ausgangssignal vom LPF 10; ein Addierer 14 zum Addieren des Ausgangssignals vorn Addierer 13 mit dem BPS 11 zur Erzielung eines Videosignalgemischs; und Ausgangspuffer 30, 31, 32, deren Ausgänge der Puffer 30, 32 mit einem S-Anschluß verbunden sind, während der Ausgang des Puffers 31 mit einem Ausgangsanschluß für das Videosignalgemisch verbunden ist.
Weiterhin vorgesehen ist eine Offset-Addierschaltung 15 zum Addieren eines Offsets mit dem zeilensequenten Farbdifferenzsignal aus dem LPF 12; Anhebungsschaltungen 16, 17; Modulationsschaltungen 18, 19 zur Signalwandlung zur Aufzeichnung auf einen Aufzeichnungsträger; ein Addierer 20 zum Addieren der Ausgangssignale der Modulationsschaltung 18, 19; und ein Auswahlschalter 36 zur Verbindung eines Kopfes 37 entweder mit einer Aufzeichnungsschaltung oder mit einer Wiedergabeschaltung.
Nachstehend wird die Wiedergabeschaltung erläutert, die mit dem Kopf 37 zu verbinden ist. Vorgesehen ist ein Hochpaßfilter 21 und ein Bandpaßfilter 22 zum jeweiligen Auslesen des Leuchtdichtesignals und des Farbsignals aus dem wiedergegebenen Ausgangssignal des Kopfes 37; Demodulationsschaltungen 23, 24; e-Anhebungsschaltungen 25, 26, von denen Ausgangssignale jeweils durch Schalter 34, 35 an die zuvor genannten LPF 8, 9 geliefert werden; eine Trennschaltung 28 zur Trennung des Leuchtdichtesignals und des Farbsignals aus einem extern eingegebenen Videosignal und eine sequentielle Umwandlungsschaltung 29 zur Wandlung der von der Trennschaltung 28 in zeilensequentielle Signale getrennten Signale.
Nachstehend werden Einzelheiten der digitalen Verarbeitungsschaltung 1 anhand Fig. 9 erläutert.
In Fig. 9 ist ein Anstiegsflankendetektor 100 zur Feststellung der Anstiegsflanke des eingegebenen Synchronisationssignals 1 vorgesehen; ein Zähler 101 zur Zählung von Taktsignalen und um durch das Ausgangssignal aus dem Detektor 100 zurückzustellen; ein Decoder 103 zur Decodierung des Ausgangssignals vom Zähler 101 gemäß Programmdaten aus der Systemsteuerung 2 und zur Erzeugung eines Aktivierungssignals ENA; ein Decoder 102, der dem 103 gleich ist, um ein Synchronisationssignalgemisch gemäß dem Ergebnis der Decodierung zu erzeugen; ein Speicher 105 zur Speicherung der Ausgangssignale der A/D-Wandler 3, 4; ein Zähler 104 zur Steuerung der Adresse des Speichers 105; und ein Prozessor 106 zur Verarbeitung des Ausgangssignals vom Speicher 105
Nachstehend wird die Aufzeichnungsoperation der obigen Aufnahme/Wiedergabe-Schaltung für das Bildsignal aus der gesamten Bildaufnahmeschaltung 7 anhand einer in Fig. 11 dargestellten Zeittafel erläutert.
Zuerst erzeugt die Bildaufnahme-Verarbeitungsschaltung 7 ein Leuchtdichtesignal, das ein notwendiges Synchronisationssignalgemisch und ein zeilensequentes Farbdifferenzsignal enthält, die jeweils durch die Auswahlschalter 34, 35 übertragen werden, und zur Beseitigung unerwünschter Signale dem Y-LPF 8 und C-LPF 9 unterzogen werden. Dieses analoge Leuchtdichtesignal und analoge Farbdifferenzsignal werden umgesetzt in ein Leuchtdichtesignal und ein Farbdifferenzsignal digitaler Form, jeweils in einem Leuchtdichte-A/D-Wandler (YAD) 3 und einem Differenz-A/D- Wandler (CAD) 4. Dieses digitale Leuchtdichtesignal und digitale Farbdifferenzsignal werden verarbeitet, wie später zu erläutern sein wird, von dem digitalen Signalprozessor 1, und werden wieder in analoge Signale jeweils von einem Leuchtdichte-D/A- Wandler (YDA) 5 und werden von dem digitalen Signalprozessor 1 zu einem Farbdifferenzsignal verarbeitet, wie später zu erläutern sein wird, und werden wieder in analoge Signale jeweils von einem Leuchtdichte-D/A-Wandler (YDA) 5 und einem Farbdifferenzsignal-D/A-Wandler (CDA) 6 gewandelt. Diese Signale werden jeweils der Beseitigung digitaler Träger (Abtasttakte) in dem Y-LPF 210 und C-LPF 12 unterzogen. Dann wird das Leuchtdichtesignal in dem Addierer 13 der Addition eines Synchronsignalgemisches unterzogen. Ebenfalls wird das zeilensequente Farbdifferenzsignal der Addition durch die Offset- Addierschaltung 15 unterzogen, ein Offset für jede Horizontalabtastperiode. Diese Verarbeitungen erzeugen das Leuchtdichtesignal und das Farbdifferenzsignal, die die Basisbänder des Formats der Stehbild-Diskette schaffen. Die Signale werden dann von den Anhebungsschaltungen 16, 17 angehoben, werden dann von den Modulationsschaltungen 18, 19 moduliert, abwechselnd von dem Addierer addiert und durch den Schalter 36 an den Magnetkopf 37 zur Aufzeichnung auf die Magnetplatte 38 gliefert.
Nachstehend wird die innere Funktion des digitalen Signalprozessors 1 erläutert.
In dem DSP 1 wird eine Farbtemperatur korrigiert, eine Konturverstärkung in vertikaler und horizontaler Richtung, Rauschbeseitigung, Umwandlung von zeilensequenten Farbdifferenzsignalen in ein Simultanfarbdifferenzsignal usw. mittels Prozessor 106, der den Speicher 105 benutzt. Beim Eingang in den DSP 1 gibt es eine Zeitdifferenz zwischen dem Leuchtdichtesignal und dem Farbdifferenzsignal, wegen der Differenz in den Bändern des Y-LPF1 8 und dem C-LPF1 9. Es wird eine Farbaberration bei dem Aufzeichnungssignal geben, wenn die Digitalsignale in den Speicher 105 gespeichert werden und von diesem ohne Korrektur der Zeitdifferenz ausgelesen werden. Folglich wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Zeitdifferenz zwischen dem Leuchtdichtesignal und dem Farbdifferenzsignal bei der Signalspeicherung in dem Speicher 105 korrigiert oder beim Signalauslesen aus diesem. Genauer gesagt, im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Signalspeicherung in den Speicher 105 und das Signalauslesen aus diesem mit einer festgelegten Zeit in Hinsicht auf das Synchronsignalgemisch durchgeführt, und die zuvor erwähnte Differenz zwischen dem Leuchtdichtesignal und dem Farbdifferenzsignal wird absorbiert durch Variieren der Einschreibadresse in den Speicher in Bezug auf die Anstiegsflanke des Synchronisationssignalgemisches, wenn das Leuchtdichtesignal oder Farbdifferenzsignal nach Auslesen aus dem Speicher 105, und nach Verarbeitung (wie Konturanhebung oder Filterung) im Prozessor 106 erneut in den Speicher 105 gespeichert. Dieser Vorgang wird nachstehend noch genauer erläutert. Wenn das Synchronisationssignalgemisch, das in dem Amplitudensieb 33 getrennt ist, von einem Anschluß CSync-IN vom DSP 1 eingegeben wird, stellt der Anstiegsflankendetektor 100 die Anstiegsflanke des Synchronisationsimpulsgernisches fest und setzt einen Zähler 101 zur Erzeugung eines Synchronisationssignalsgemisches zurück, das mit dem im DSP 1 verarbeiteten Bildsignal synchronisiert ist. Das Signalgernisch, das mit dem im DSP 1 verarbeiteten Bildsignal synchronisiert ist, kann erzeugt werden durch Decodieren des Ausgangssignals aus dem Zähler mit dem Decoder 102. Die Aufzeichnung und Wiedergabe kann erreicht werden mit dem Signal, wenn die Zeitdifferenz zwischen dem Leuchtdichtesignal und dem Farbdifferenzsignal nicht besteht. In der Praxis jedoch werden folgende Operationen zur Beseitigung der Zeitdifferenz durchgeführt.
Bei der Speicherung des Leuchtdichtesignals und des Farbdifferenzsignals aus der Bildaufnahme-Verarbeitungsschaltung in dem Speicher stellt die Systemsteuerung 2 den programmierbaren Decoder 103 in solche Weise ein, daß dieser ein Gate-Signal (Aktivierungssignal mit einer Verzögerung aus der Anstiegsflanke des Synchronisationsimpulses) zum Einholen des wirksamen Abschnittes des Bildsignales erzeugt (Fig. 11a) Dann wird bei der Verarbeitung des Leuchtdichtesignals vom Prozessor 106 und Speicher 105 der programmierbare Decoder 103 in solcher Weise eingestellt, daß das Aktivierungssignal mit einer Verzögerung gegenüber der Anstiegsflanke eines Synchronisationsimpulses aktiviert wird (Fig. 11B) Bei der Verarbeitung des Farbdifferenzsignals vom Prozessor 106 und dem Speicher 105 wird der programmierbare Decoder 103 in solcher Weise eingestellt, daß das Aktivierungssignal mit einer Verzögerung aus der Anstiegsflanke des Synchronisationssignals aktiviert wird (Fig. 11C).
Der Wert β - γ entspricht der Zeitdifferenz zwischen dem Leuchtdichtesignal und dem Farbdifferenzsignal, das aus dem Y- LPF1 8 und dem C-LPF1 9 resultiert. Als Ergebnis dieser Verarbeitungen speichert der Speicher 105 das Leuchtdichtesignal und Farbdifferenzsignal, die den zuvor beschriebenen Verarbeitungen und der Zeitkorrekturdifferenz zwischen diesen unterzogen worden sind. Unter den zuvor erwähnten Werten steht eine Beziehung α ungefähr gleich β zusätzlich zu der Beziehung, daß β - γ der Zeitdifferenz zwischen dem Leuchtdichtesignal und dem Farbdifferenzsignal entspricht.
Auch wenn die Auswahlschalter 34, 35 mit einem externen Signal verbunden sind, wird dieses in das Leuchtdichtesignal und das Farbdifferenzsignal durch das YC-Sieb getrennt, und ein Farbsignal wird aus dem Farbdifferenzsignal in jeder Horizontalsynchronperiode ausgelesen. Die nachfolgende Verarbeitung ist die gleiche wie jene für das Signal aus der Bildaufnahme-Verarbeitungsschaltung 7 und wird folglich nicht erneut erläutert. Jedoch ist die Zeitdifferenz zwischen dem Leuchtdichtesignal und dem Farbdifferenzsignal nicht die gleiche wie zuvor, so daß die Systemsteuerung den programmierbaren Decoder 103 bei einem geeigneten Wert für einen solchen Fall einstellt.
Nachstehend wird die Funktion erläutert, wenn die Wahlschalter 34, 35, 36 in Wiedergabebetrieb geschaltet sind.
Das modulierte Bildsignal, das von dem Magnetkopf 37 aus der Platte 38 wiedergegeben wird, wird von dem Schalter 36 übertragen und von den Filtern 21, 22 in ein moduliertes Leuchtdichtesignal und ein moduliertes zeilensequentielles Farbdifferenzsignal getrennt. Diese Signale werden demoduliert in Basisbandsignale von den Demodulatoren 23, 24, werden dann von D-Emphasis-Schaltungen 25, 26 abgesenkt und werden an JAD 3, CAD 4 über Y-LPF1 8 und C-LPF1 9 geliefert. Die von YAD 3, CAD 4 digitalisierten Bildsignale werden an den DSP 1 geliefert, um die Wandlung von zeilensequenten Farbdifferenzsignalen in Simultansignale zu wandeln, Fehlsignalkompensation, Rauschunterdrückung, Modulation des Farbdifferenzsingales des Farbunterträgers usw., und werden erneut gewandelt in ein Analogsignal JDA 5 und CDA 6. Die analogen Signale werden der Beseitigung des Trägers unterzogen (Abtasttaktsignale) durch das Y-LPF 10 und BPF 11 für den modulierten Farbunterträger, dann wird das Synchronisationssignalgemisch dem Leuchtdichtesignal hinzugefügt, und die sich ergebenden Signale werden aus dem sogenannten S-Anschluß entlassen. Falls erforderlich, kann das Leuchtdichtesignal nach der Addition des Synchronisationssignalsgemisches und des modulierten Farbunterträgers im Addierer 14 addiert werden, um das Viedeosignalgemisch zu erzeugen.
Im folgenden wird die Verarbeitung in dem DSP 1 im Wiedergabezustand anhand Fig. 12 beschrieben. Die Formation des Synchronisationssignalsgernisches, das nach Verarbeitung in dem DSP 1 mit dem Bildsignal synchronisiert ist, wird nicht beschrieben, da es identisch mit demjenigen des Aufnahmebetriebes ist.
Als erstes wird bei der Speicherung des Leuchtdichtesignales, das aus der Platte wiedergegeben und demoduliert ist, das Aktivierungssignal des Zählers 104 mit einer Verzögerung von α' erzeugt, die sich von α im Aufnahmebetrieb unterscheidet, von der Anstiegsflanke des CSYNT(S)-Signals, das in dem Amplitudensieb 33 getrennt worden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird zur Beseitigung des Rauschens im Leuchtsichtesignal das Signal wiederholt aus der Platte gelesen und mit kumulativer Addition im Speicher gespeichert. Dann wird bei der Speicherung des Farbdifferenzsignals, das aus der Platte wiedergegeben und demoduliert wird, in den Speicher das Aktivierungssignal des Zählers 104 mit einer Verzögerung β' erzeugt, die sich von α im Wiedergabebetrieb oder β im Aufnahmebetrieb unterscheidet, von der Anstiegsflanke des CSync-(S)-Signals. Die Differenz zwischen α' und β' entspricht der Zeitdifferenz zwischen dem Leuchtdichtesignal und dem Farbdifferenzsignal, das z. B. in der Demodulationsschaltung im Wiedergabebetrieb erzeugt wird. Beim Signalauslesen aus dem Speicher kann ein Bildsignal mit Korrektur zur Zeitdifferenz zwischen dem Leuchtdichtesignal und dem Farbdifferenzsignal durch Signallesen mit einer Verzögerung von γ' erzeugt werden, von der Anstiegsflanke des CSync(S)- Signals an.
Nachstehend wird eine in Fig. 10 dargestellte Variation der in Fig. 9 dargestellten Schaltung beschrieben. Andere Strukturen sind die gleichen wie jene der Fig. 1.
In der in Fig. 10 dargestellten Variante ist ein Speicher 115 für das Leuchtdichtesignal vorgesehen, ein Speicher 116 für das Farbdifferenzsignal, Decoder 110, 111 und Zähler 113, 114.
Bei dieser Variation kann die Verzögerungszeit für den Start der Zählung der Speicheradresse aus der Anstiegsflanke des CSync- (S)-Signals unabhängig für das Leuchtdichtesignal und für das Farbdifferenzsignal eingestellt werden, so daß die Korrektur für die Zeitdifferenz zwischen den Signalen möglich ist, ohne daß all die Daten in den Speicher im Aufnahmebetrieb eingeholt werden, wie im ersten Ausführungsbeispiel. Im Datenspeicher wird dies durch Erzeugen von Aktivierungssignalen mit einer in Fig. 11B dargestellten Zeitverzögerung für das Leuchtdichtesignal aus dem Sensor in den Speicher und einer in Fig. 11C dargestellten Verzögerung für das Farbdifferenzsignal erreicht. Dieses Verfahren gestattet es, die erforderlich Zeit zur Aufnahme zu reduzieren.
Nachstehend wird ein drittes Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung erläutert. Da das erste oder zweite Ausführungsbeispiel nicht für ein spezielles Viedeosignalgemisch ausgelegt ist, addiert der zweite Addierer 14 in der Signaiwiedergabe das Leuchtdichtesignal, das das Synchronisationssignalgemisch und das Signal enthält, das durch Modulation des Farbunterträgers mit dem Farbdifferenzsignal gewonnen wird. Wenn jedoch das NTSC-System mit einem Abtasttakt von 4fSC allein in Betracht gezogen wird, ist es möglich, das Videosignalgemisch des NTSC-Formats gleichzeitig mit der Aufnahme des Farbdifferenzsignals in den Speicher zu erzeugen, durch Addieren oder Subtrahieren des Farbdifferenzsignals zu oder von dem Leuchtdichtesignal mit der Korrektur der Zeitdifferenz, wie schon in Verbindung mit den Figuren 1 bis 7 beschrieben worden ist, zu der Speicherung des Farbdifferenzsignals der Platte in den Speicher, gefolgt von der Speicherung des Leuchtdichtesignals, wie zum ersten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist. Eine derartige Struktur gestattet die Vereinfachung der Vorrichtung, obwohl das Signal, das dem S-Anschluß entspricht, nicht erzeugt werden kann.
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird das CSync- (S)-Signal, das für den DSP 1 erforderlich ist, durch Auslesen aus den Y- , S-Signalen im Amplitudensieb 33 gewonnen, aber es kann natürlich auch im Aufnahmebetrieb aus dem Synchronsignal erzeugt werden, das in der Bildaufnahme-Verarbeitungsschaltung erzeugt wird. Wenn einmal das Bildsignal nach der Korrektur der Zeitdifferenz in dem Speicher erzeugt worden ist, kann das Signal, das aus dem Speicher ausgelesen wird, natürlich durch ein CSync-Signal aus einem unabhängigen Generator in dem DSP 1 vorgesehen sein. Wenn in einem solchen Falle erst einmal das von dem CSync-Signal das Signal aus dem unabhängigen Generator aus dem Speicher ausgelesen ist, kann die Operation der Platte 38, der Demodulatoren 23, 24, der ADC 3, 4 usw. beendet werden, um den Stromverbrauch zu reduzieren.
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird die Zeitdifferenz, die sich aus der Differenz der Verarbeitungszeit des Leuchtsichtesignals und des Farbdifferenzsignals im Aufnahme- oder Wiedergabeschaltungen ergibt, durch die Steuerung des Einschreibens von Adressen in den Bildspeicher entsprechend der Betriebsart kompensiert; jedoch kann die Kompensation für die Zeitdifferenz auch durch eine andere Art der Datenverarbeitung erzeilt werden, wie nun anhand Fig. 13 erläutert werden wird.
In einem in Fig. 13 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Zeitdifterenz durch eine Scahltung kompensiert, die in der Lage ist, die Zeitverzögerung zu variieren, wie in der Aufnahme- oder Wiedergabebetrieb.
In Fig. 13 sind digitale Verzögerungsschaltungen DL1, DL2 (201, 202) zur verzögerung des Eingangssignals um vorbestimmte Perioden vorgesehen, und ein Multiplexer 203 zur Erzeugung einer Verzögerungszeit entsprechend der jeweiligen Betriebsart durch Auswahl der Ausgangssignale der Verzögerungsschaltungen DL1, DL2 gemäß einem Eingangssignal aus der Systemsteuerung 2.
Im vorliegen Ausführungsbeispiel wählt die Systemsteuerung das Ausgangssignal von DL1 oder DL2 jeweils im Aufnahme- oder Wiedergabebetrieb aus, da die Zeitdifferenz im Wiedergabebetrieb größer als im Aufnahmebetrieb ist.
Somit kann die Korrektur der Zeitdifferenz entsprechend der Betriebsart mit einer weiter vereinfachten Struktur erreicht werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden zum Zwecke der Vereinfachung nur zwei digitale Verzögerungsschaltungen DL1, DL2 verwendet. Aber es können zusätzliche Verzögerungsschaltungen zur zusätzlichen Regelung der Verzögerungszeit in der Vorbereitung für zusätzliche Betriebsarten vorgesehen sein, wie z. B. die Aufzeichnung eines extern eingegebenen Signales.
Wie vorstehend erläutert, gestatten es die Ausführungsbeispiele der Figuren 8 bis 13, die Zeitdifferenz zwischen dem Leuchtdichtesignal und dem Farbdifferenzsignal zu korrigieren, zu variieren entsprechend der Betriebsart durch Variieren des Verzögerungsbetrages in digitalen Signalen oder der Zeitvorgabe des Signal-Einschreibens oder -Auslesens aus dem Speicher, wodurch die Farbaberration im Bildsignal ohne Verschlechterung des Signais und ohne Anwachsen der Abmessungen des Apparates erreicht wird.
Auch die in den Figuren 8, 9 dargestellten Ausführungsbeispiele haben identische Vorteile, dahingehend, daß der belegte Raum von den IC-Chips kaum anwächst, weil in dem in den Figuren 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispiel nur der programmierbare Decoder 103 oder der programmierbare Decoder 110, 111 neu hinzugekommen sind; der Zähler, der Decoder und der Adressenzähler sind für die CSync-Signalerzeugung ohnehin unverzichtbar.

Claims

1. Bildverarbeitungsvorrichtung, mit:

(a) einem Verarbeitungsmittel zur getrennten Verarbeitung von Leuchtdichte- und Farbdaten, das unterschiedliche Verarbeitungsbetriebsarten besitzt, wobei jede Betriebsart getrennte Leuchtdichtedaten- und Farbdaten-Verarbeitungskanäle jeweils für verschiedene Verarbeitungsverzögerungszeiten besitzt;

(b) einem mit dem Verarbeitungsmittel verbundenen Bildspeicher; und mit

(c) einem Steuermittel, das in jedem Verarbeitungsbetrieb zur Steuerung des Bildspeicher-Einschreibens oder -Auslesens entsprechend der aktiven Verarbeitungsbetriebsart betriebsfähig ist, um so die jeweilige Differenz der Verarbeitungs- Verzögerungszeit der Leuchtdichtedaten- und der Farbdatenkanäle in der wirksamen Verarbeitungsbetriebsart zu kompensieren.

2. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dessen Verarbeitungsmittel eine Filterverarbeitung einschließt.

3. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dessen Verarbeitungsmittel eine Demodulationsverarbeitung einschließt.

4. Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, oder 3, dessen unterschiedliche Verarbeitungsbetriebsarten eine Aufnahmebetriebsart und eine Wiedergabebetriebsart einschließen.

5. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 4, dessen Verarbeitungsmittel Mittel zur Tiefpaßfilterung der Leuchtdichtedaten und der Farbdaten in Aufnahmebetriebsart enthält.

6. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dessen Verarbeitungsmittel Mittel zur Demodulation der Leuchtdichtedaten und der Farbdaten im Wiedergabebetrieb enthält.

7. in Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dessen Steuermittel das Bildspeicher-Adressenschreiben oder das -Adressenauslesen steuert, um die Differenz der Verzögerungszeit zu kompensieren.

Un Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dessen Verarbeitungsmittel rückwärtig mit dem Bildspeicher verbundene Schaltungen enthält, wobei das Steuermittel so arbeitet, daß die Leuchtdichtedaten und die aus dem Bildspeicher ausgelesenen Farbdaten eine Zeitdifferenz entsprechend der Differenz der Verzögerungszeit der Leuchtdichtedaten und der Farbdaten in den Schaltungen haben.

9. Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dessen Verarbeitungsmittel in Vorwärtsrichtung mit dem Bildspeicher verbunden Schaltungen enthält, wobei das Steuermittel zur Kompensation der Zeitdifferenz bei der Verzögerungszeit der Leuchtdichtedaten und der Farbdaten in den in Vorwärtsrichtung verbundenen Schaltungen betriebsfähig ist.

13. Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die des weiteren einen in Vorwärtsrichtung mit dem Bildspeicher verbundenen Analog-zu-Digital-Wandler und einen rückwärtig mit dem Bildspeicher verbundenen Digital-zu-Analog- Wandler enthält.

11. Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 10, dessen Verarbeitungsmittel analoge Verarbeitungsschaltungen enthält, die jeweils die Leuchtdichtedaten und die Farbdaten verarbeiten.

12. Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dessen Bildspeicher zur Speicherung von Leuchtdichte- und Farbdaten entsprechend einem Einzelbild in der Lage ist.

13. Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, die darüber hinaus ein weiteres Verarbeitungsmittel enthält, das die in dem Speicher gespeicherten Leuchtdichte- und Farbdaten liest, diese modifiziert und die modifizierten Leuchtdichte- und Farbdaten in den Bildspeicher schreibt.