DE69204514T2

DE69204514T2 - Videokamera mit Streulichtkorrektur.

Info

Publication number: DE69204514T2
Application number: DE69204514T
Authority: DE
Inventors: Koichi Nakamura
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-04-04
Filing date: 1992-04-03
Publication date: 1996-02-22
Anticipated expiration: 2012-04-04
Also published as: EP0507593A3; KR920020936A; JPH04307873A; DE69204514D1; KR100225438B1; EP0507593A2; EP0507593B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Videokameras mit Streulichtkorrektur, d. h. Videokameras mit Schaltungen zur Streulichtkorrektur in Videosignalen.
Bei Verwendung einer Videokamera kann oftmals ein Phänomen auftreten, welches als Streulicht bezeichnet wird, bei welchem Auflicht von einem Gegenstand, welcher fotografiert wird, teilweise innerhalb der Kamera mit einer Diffusion reflektiert wird, wodurch in dem Bild des Gegenstands ein weißlicher Schleier verursacht wird. Ein derartiges Streulicht wird in Übereinstimmung mit einer Zunahme bei den hohen Luminanzanteilen bei dem Gegenstand deutlicher sichtbar wiedergegeben, und dieses setzt die Qualität des wiedergegebenen Bildes herab.
Zum Zwecke der Verhinderung dieses unerwünschten Phänomens ist eine Videokamera generell mit einer Streulichtkorrekturschaltung ausgestattet, um das Streulicht in dem Videosignal zu korrigieren.
Fig. 1 der beigefugten Zeichnungen zeigt ein Beispiel einer Videokamera, bei welcher ein Ausgangssignal S1 von einem Halbleiter(CCD)-Bildwandler 1 einer Abtast-Halte-Schaltung 2 zugeführt wird, von welcher ein nutzbares Videosignal S2 über eine Verstärkungssteuerungsschaltung 3 für eine Frühkennlinienknickschaltung 4 abgeleitet wird.
Die Frühkennlinienknickschaltung 4 besitzt eine Eingangs- Ausgangs-Charakteristik, wie in Fig. 2 gezeigt ist, bei der, wenn der Pegel des Videoeingangssignals S2 den Vor- Kennlinienknickpunkt überschritten hat, die Verstärkung des Videoausgangssignals S4 verringert wird. Daher wird bei dem Videosignal S4 der Pegel seiner hohen Luminanzkomponente mehr komprimiert als jener des Videosignals S2.
Das Videosignal S4 wird einem Analog/Digital(A/D)-Umsetzer 5 zugeführt, in welchem es in ein digitales Videosignal S5 umgesetzt wird, von dem eine Abtastprobe z. B. aus 10 parallelen Bits zusammengesetzt sein kann, und das digitale Videosignal S5 wird dann einer Streulichtkorrekturschaltung 6 zugeführt.
Die Streulichtkorrekturschaltung 6 enthält einen Subtrahierer 61 und einen Integrierer 69 mit einer Zeitkonstanten, welche von einer Periode von mehreren Teilbildern bis zu einer Sekunde oder dergl. reichen kann, wobei das digitale Videosignal S5 von dem Umsetzer 5 dem Subtrahierer 61 als ein Hauptsignal zugeführt wird, während es außerdem dem Integrierer 69 zugeführt wird, von welchem eine Gleichstromkomponente S69 (ein digitales Signal, welches der Gleichstromkomponente des Signals S4 entspricht) dann dem Subtrahierer 61 zugeführt wird.
In diesem Fall ist die Gleichstromkomponente S69 proportional dem weißlichen Schleier des Gegenstandsbildes, welches von dem Streulicht herrührt. In dem Subtrahierer 61 wird die Gleichstromkomponente S69 von dem Videosignal S4 subtrahiert, so daß das sich ergebende Signal S6 effektiv durch Entfernen des weißlichen Schleiers aufgrund des Streulichts aus dem originalen Videosignal S5 erhalten wird. Auf diese Weise ist das Signal S6 ein bezüglich Streulicht korrigiertes Videosignal.
Das Videosignal S6 wird dann einer Gammakorrekturschaltung 7 zur Korrektur hinsichtlich des Gammafaktors zugeführt, und das korrigierte Signal erscheint an einem Anschluß 8.
Jedoch kann bei der oben beschriebenen Streulichtkorrekturschaltung 6 die Streulichtkorrektur unzureichend sein, wenn irgendein hoher Luminanzanteil bei dem Gegenstand vorhanden ist, welcher fotografiert wird.
Wenn z. B. der Gegenstand eine weiße Platte mit einer hohen Luminanz vor einem schwarzen Hintergrund ist, wie in Fig. 3A dargestellt ist, besitzt ein Videosignal S4, welches den Gegenstand darstellt, eine Wellenform, wie sie in Fig. 3B gezeigt ist. Wenn der erlaubte Eingangspegel (Dynamikbereich) des A/D-Umsetzers 5 V5 beträgt und niedriger als der maximale Pegel des Videosignals S4 ist, ergibt sich daraus, daß das Signal S4 über dem Pegel V5 abgeschnitten wird und nur der schraffierte Bereich in Fig. 3B in das digitale Videosignal S5 umgesetzt wird.
Daher wird, wenn das Streulichtkorrektursignal S69 aus einem derartigen Videosignal S5 gebildet wird, der nichtschraffierte Teil über dem Pegel V5 des Signals S4 nicht zur Ausbildung des Streulichtkorrektursignals S69 verwendet, wodurch eine unzureichende Korrektur Anwendung findet.
Obwohl die Vor-Kennlinienknick-Schaltung 4 in der vorhergehenden Stufe des A/D-Umsetzers 5 vorgesehen ist, kann der Pegel von einigen hohen Luminanzkomponenten des Videosignals S4 den erlaubten Eingangspegel V5 des Umsetzers 5 überschreiten, da die Vor-Kennlinienknick-Charakteristik für die hohen Luminanzkomponente nicht flach verläuft.
Das oben genannte Problem kann überwunden werden, wenn der Spitzenwert des Signals S4, welches dem A/D-Umsetzer 5 zugeführt wird, durch Einstellen der Verstärkung der Verstärkungssteuerungsschaltung 3 so festgelegt wird, daß er niedriger als der erlaubte Eingangspegel V5 ist.
Jedoch wird bei der Rasterung der durch den A/D-Umsetzer 5 durchgeführten Umsetzung insbesondere der Bereich des analogen Pegels pro Bit entsprechend erweitert, was ein Anwachsen des Quantisierungsfehlers verursacht. Daher wird aufgrund der Anwesenheit der hohen Luminanzkomponenten in dem Videosignal die Quantisierung für die deutlich sichtbaren Graupegel grob wiedergegeben.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Videokamera mit einem Bildwandler zur Erzeugung eines analogen Videosignals, einem Analog-Digital-Umsetzer zum Umsetzen des analogen Videosignals in ein digitales Videosignal in einer Weise, so daß jede Komponente davon über einem vorgegebenen Luminanzpegel abgeschnitten wird, und einer Streulichtkorrekturschaltung zur Entfernung jeder Streulichtkomponente, welche dem digitalen Videosignal (S5) überlagert ist, bereitgestellt, wobei die Streulichtkorrekturschaltung umfaßt:
einen Durchschnittsluminanzpegeldetektor zur Feststellung des Durchschnittsluminanzpegels während einer Zeitdauer von mehreren Teilbildern des digitalen Videosignals;
einen Detektor für die Zeitdauer des Abschneidens zur Feststellung der Dauer der Zeitspanne, in welcher das analoge Videosignal während der Umsetzung in ein digitales Videosignal durch den Umsetzer abgeschnitten wird;
einen Streulichtkorrektursignalgenerator zur Erzeugung eines Streulichtkorrektursignals in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Durchschnittsluminanzpegeldetektors und des Ausgangssignals des Detektors für die Zeitdauer des Abschneidens; und
einen Subtrahierer zum Subtrahieren des Streulichtkorrektursignals von dem digitalen Videosignal.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Videokamera zur Verfügung, welche mit einer verbesserten Streulichtkorrekturschaltung ausgerüstet ist, welche in der Lage ist, die beschriebenen Probleme bezüglich des früheren Vorschlags zu lösen.
Die Streulichtkorrektur für das Videosignal wird durch das Signal ausgeführt, welches den Durchschnittsluminanzpegel darstellt, und außerdem durch den gemessenen Wert, welcher während der Zeitdauer des Abschneidens erhalten wird, so daß eine wirksame Streulichtkorrektur trotz des Vorhandenseins von irgendeinem hohen Luminanzanteil bei dem Gegenstand erreicht werden kann.
Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, bei welchen durchweg gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und von denen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer früher vorgeschlagenen Videokamera ist, welche eine Streulichtkorrekturschaltung enthält;
Fig. 2 graphisch die Charakteristiken der Kamera von Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 schematisch die Wirkungsweise der Kamera von Fig. 1 darstellt;
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 5 graphisch die Charakteristiken der ersten Ausführungsform zeigt;
Fig. 6 schematisch die Wirkungsweise der ersten Ausführungsform darstellt;
Fig. 7 und 8 weiterhin graphisch Charakteristiken der ersten Ausführungsform zeigen;
Fig. 9 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 10 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 11 schematisch die Wirkungsweise der dritten Ausführungsform darstellt; und
Fig. 12 ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
In Fig. 4, welche eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt, wird ein digitales Videosignal S5 von einem A/D- Umsetzer 5 (die Komponenten 1 bis 4 sind die gleichen wie die im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebenen) als ein Hauptsignal einem Subtrahierer 61 zugeführt, während es außerdem einem Tiefpaßfilter 62 zugeführt wird, so daß ein digitales Videosignal S62 erhalten wird, aus welchem eine Signalkomponente entsprechend der Hochfrequenzkomponente des ursprünglichen analogen Videosignals S4 entfernt worden ist. Die Entfernung der Hochfrequenzkomponente wird durchgeführt, um die Anzahl der Bits für eine Signaladdition, welche später beschrieben wird, zu verringern. Als Ergebnis der Entfernung der Hochfrequenzkomponente werden Einzelheiten in dem Gegenstand, welcher fotografiert wird, teilweise unterdrückt, aber dies bewirkt lediglich eine leichte Verschlechterung des Bilds, da der Grad der Unterdrückung gering ist.
Das Signal S62 wird einem Inversumsetzer 63 zugeführt. Dieser Umsetzer besitzt eine Eingangs-Ausgangs-Charakteristik, welche durch eine durchgezogene Linie in Fig. 5 dargestellt ist, welche komplementär zu der Vor-Kennlinienknick-Charakteristik (dargestellt durch eine gestrichelte Linie) der Vor-Kennlinienknick-Schaltung 4 ist. Daher besitzt ein Videosignal S63 von dem Inversumsetzer 63 die gleiche Linearitätsbeziehung wie jene des Videosignals S2.
Jedoch wird auch in diesem Videosignal S63 jede Komponente, welche den erlaubten Eingangspegel V5 des A/D-Umsetzers 5 überschreitet, abgeschnitten. Genauer gesagt ist, wenn der Gegenstand eine weiße Scheibe mit einer hohen Luminanz auf einem schwarzen Hintergrund ist, wie in Fig. 6A dargestellt ist (ähnlich dem vorher erwähnten Beispiel von Fig. 3A), die Wellenform des Videosignals, wie in Fig. 6B gezeigt ist, mit den Änderungen bezüglich des Pegels, wo der schraffierte Teil dem Videosignal S63 entspricht.
Das Signal S63 wird einem Addierer 64 zugeführt, in welchem ein Pixel (eine Abtastprobe) von jedem Teilbild des Signals S63 aufeinander folgend addiert oder integriert wird, und von dem Addierer 64 wird einem Mikrocomputer 65 ein Signal S64 auf einer Teilbild an Teilbild Grundlage zugeführt.
Dem Mikrocomputer 65 wird außerdem ein Signal N64 zugeführt, welches die Anzahl der Additionen der Pixel während der Teilbilder anzeigt, in anderen Worten, die Anzahl der Abtastproben des Signals S63.
In dem Mikrocomputer 65 wird eine Division ausgeführt, um X64 = S64/N64 zu berechnen. In diesem Fall stellt der Wert S64 den Bereich des schraffierten Anteils in Fig. 6B dar, und der Wert N64 bezeichnet die horizontale Länge von diesem (Dauer eines Teilbilds). Daher stellt der Quotient X64 den Durchschnittsluminanzpegel dar, welcher durch die Durchschnittsbildung des schraffierten Anteils in der Fig 6B über ein Teilbild erhalten wird.
Das Signal S62 von dem Filter 62 wird außerdem einem Komparator 66 zugeführt, während das Signal, welches den erlaubten Eingangspegel V5 des A/D-Umsetzers 5 anzeigt, dem Komparator 66 als ein Referenzpegel zugeführt wird, welcher dann ein Vergleichsausgangssignal S66 erzeugt, welches "1" ist, wenn S62 ≥ V5. Entsprechend wird das Vergleichsausgangssignal S66 "1", wenn der Pegel des analogen Videosignals S4 den erlaubten Eingangspegel V5 des A/D-Umsetzers 5 überschritten hat.
Das Vergleichsausgangssignal S66 wird einem Pixelzähler 67 als ein Zählfreigabesignal zugeführt, und das Signal S62 von dem Filter 62 wird dem Zähler 67 außerdem als ein Zähleingangssignal zugeführt, wobei die Pixel des 5ignals S62 während des Zeitraums von S66 = "1" pro Teilbild gezählt werden, und das Zählerausgangssignal S67, welches auf diese Weise erhalten wird, wird während jedes Teilbilds dem Mikrocomputer 65 zugeführt.
Anschließend werden in dem Mikrocomputer 65 die folgenden Berechnungen ausgeführt, um einen Korrektionswert Y zu erhalten.
Y = Y1 + Y2 ... (1)
Y1 = a . X64 + b ... (2)
Y2 = c . S67 + d ... (3)
wobei a bis d Konstanten sind.
Obwohl später eine detaillierte Beschreibung gegeben wird, ist die Gleichung (2) in Fig. 7 graphisch dargestellt, in welcher ein erster Streulichtkorrekturbetrag entlang der Ordinate Y1 dargestellt ist. Gleichzeitig ist die Gleichung (3) graphisch in Fig. 8 dargestellt, in welcher ein zweiter Streulichtkorrekturbetrag entlang der Ordinate Y2 dargestellt ist.
Darüberhinaus wird in dem Mikrocomputer 65 während jedes Teilbilds der Korrekturwert Y abgeleitet, und der Durchschnittswert S65 wird bezüglich der Werte Y, welche während der acht letzten Teilbilder erhalten worden sind, berechnet. Dann wird der Durchschnittswert S65 in einer Latchschaltung 68 gespeichert und als ein Streulichtkorrektursignal dem Subtrahierer 61 zugeführt, in welchem der Durchschnittswert S65 von dem Videosignal S5 sübtrahiert wird, und ein sich ergebendes Signal S6 wird einem Anschluß 8 über einen Gammakorrektor 7 zugeführt.
In diesem Fall besitzt die Komponente der Gleichung (2) in dem Durchschnittswert S65 den Wert, welcher durch die Durchschnitttsbildung der Luminanzpegel X64 während der acht letzten Teilbilder erhalten worden ist, so daß diese Komponente dem Streulichtkorrektursignal S69 entspricht, welches durch Integration des Videosignals mit der Zeitkonstanten während mehrerer Teilbilder in der Streulichtkorrekturschaltung 6 in Fig. 1 erhalten worden ist.
Der Pegel des Videosignals S4 wird in der Vor-Kennlinienknick- Schaltung 4 komprimiert, aber die Linearität des dem Addierer 64 zugeführten Videosignals S63 wird durch den Inversumsetzer 63 wieder in den früheren Zustand zurückversetzt, wodurch die Komponente der Gleichung (2) in dem Durchschnittswert S65 äquivalent zu dem Streulichtkorrektursignal wiedergegeben wird, welches aus dem Videosignal S2 vor der Vor-Kennlinienknick-Schaltung 4 ausgebildet worden ist.
Entsprechend kann, wenn das Videosignal S4 niedriger als der erlaubte Eingangspegel V5 des A/D-Umsetzers 5 ist, eine wirksame Streulichtkorrektur mittels einer derartigen Komponente durchgeführt werden.
Die Komponente der Gleichung (3) in dem Durchschnittswert S65 entspricht dem Zeitraum, wenn der Pegel des Videosignals S4 den erlaubten Eingangspegel V5 des A/D-Umsetzers 5 überschreitet, und diese Komponente besitzt den Wert entsprechend dem Anteil des Signals S4 oberhalb des Pegels V5. Daher ist der Durchschnittswert S65 das Streulichtkorrektursignal, welches dem Signal äquivalent ist, welches insbesondere entsprechend der Gleichung (3) aus dem Videosignal S2 vor der A/D-Umsetzung gebildet worden ist.
Entsprechend ist das Videosignal S6 von dem Subtrahierer 61 exakt hinsichtlich des Streulichts korrigiert, selbst obwohl das frühere Videosignal S4 durch die Vor-Kennlinienknick- Schaltung 4 gelaufen ist oder irgendeinen hohen Luminanzanteil jenseits des erlaubten Eingangspegels V5 des A/D-Umsetzers enthält.
In dem Fall einer Farbvideokamera kann die oben erwähnte Signalzeile für drei Kanäle für rote, blaue und grüne Signale vorgesehen sein, und die Ausgangssignale von diesen können z. B. in Übereinstimmung mit dem NTSC-Format codiert werden. Es ist auch möglich, die Schaltung in einer derartigen Weise zu verändern, daß die Taktimpulse, welche zur Erhaltung des Signals S62 gezählt werden, anstelle der Pixel des Signals S62 verwendet werden, und die gezählte Anzahl kann als ein gemessener Wert während der Periode des Abschneidens des A/D-Umsetzers 5 als ein gemessener Wert benutzt werden.
Da die Streulichtkorrekturschaltung 6 der Fig. 4 die Korrektur des Videosignals S5 durch Anwenden des Streulichtkorrektursignals S65 durchführt, ist der Dynamikbereich des Korrektursignals S65 enger als jener des Videosignals S5 und für den Fall, wenn jede Abtastprobe des Videosignals S5, wie vorher erwähnt worden ist, aus 10 Bits zusammengesetzt ist, weist das Korrektursighal S75 im allgemeinen eine kleinere Anzahl, wie z. B. 8 Bits, auf.
Jedoch, wenn das Korrektursignal S75 eine 8-Bit-Zusammenstellung aufweist, benötigt der Ausgangsanschluß des Mikrocomputers 65 für die Lieferung des Signals S65 eine Kapazität von 8 Bits. Zusätzlich ist eine Kapazität von 8 Bits in der Latchschaltung 68 und außerdem auf der Signalleitung zwischen dem Ausgangsanschluß und der Latchschaltung 68 erforderlich.
Da der Mikrocomputer 65 allgemein bezüglich seiner Verarbeitungskapazität mit einem Überkapazität ausgestattet ist, können die Streulichtkorrektursignale für die roten, blauen und grünen Signale bei einer Farbvideokamera mittels des einzigen Mikrocomputers gebildet werden. In einem derartigen Fall sind jedoch drei Ausgangsanschlüsse zu je 8 Bits bei dem Mikrocomputer 65 erforderlich und darüberhinaus wird die Latchschaltung 68 eine Kapazität von 24 Bits benötigen.
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform zur Überwindung der oben genannten Probleme, welche bei der Streulichtkorrekturschaltung von Fig. 4 entstehen.
Die Ausführungsform von Fig. 9 stellt einen beispielhaften Fall dar, bei welchem ein 2-Bit-Streulichtkorrektursignal durch den Mikrocomputer 65 zur Verfügung gestellt wird.
Das vorhandene Streulichtkorrektursignal S65, welches in dem Mikrocomputer 65 gebildet ist, wird mit dem Korrektursignal S65 des vorhergehenden Teilbilds verglichen, und ein sich daraus ergebendes Signal SD eines derartigen Vergleichs wird durch den Mikrocomputer 65 bereitgestellt.
Die 2 Bits des Signals SD, welches das Ergebnis eines derartigen Vergleichs zwischen dem Korrektursignal des augenblicklichen Teilbilds und dem Korrektursignal S65 des vorhergehenden Teilbildes darstellen, können z. B. wie folgt aussehen.
Wenn keine Differenz vorhanden ist: SD = "00" ... (1)
Wenn der frühere Wert kleiner ist: SD = "01" ... (2)
Wenn die frühere Wert größer ist: SD = "10" ... (3)
Wenn das Ergebnis des Vergleichs (2) oder (3) ist, wird das Signal SD zu wiederholten Malen erzeugt, was der Differenz zwischen dem augenblicklichen Korrektursignal S65 und dem Korrektursignal S65 des vorhergehenden Teilbildes ist.
Das Signal SD wird von dem Mikrocomputer 65 einem Integrierer 71 zugeführt, in welchem die folgenden Verfahren ausgeführt werden.
Wenn SD = "00" : der Integralwert S71 bleibt unverändert.
Wenn SD = "01" : S71 wird um 1 pro Signal von SD verringert.
Wenn SD = "10" : S71 wird um 1 pro Signal von SD vergrößert.
Der Integralwert S71 kann z. B. durch 8 Bits ausgedrückt werden.
Wenn SD = "00" ist, ist der Integralwert S71 gleich dem Streulichtkorrektursignal S65. Der Integralwert S71 tritt parallel auf und wird dann als ein Fehlerkorrektursignal dem Subtrahierer 61 zugeführt, in welchem die Streulichtkorrektur bezüglich des Videosignals S5 durchgeführt wird. Auf diese Weise wird das Streulichtkorrektursignal S65 in dem Mikrocomputer 65 in ein Signal SD umgesetzt&sub7; welches den Wechsel in dem Signal S65 anzeigt, und dann wird das Signal SD von dem Mikrocomputer 65 dem Integrierer 71 (welcher außerdem als Latchschaltung dient) zugeführt, wodurch ein Streulichtkorrektursignal S71 erhalten wird. Daher benötigt der Ausgangsanschluß des Mikrocomputers 65 zur Bereitstellung des Signals SD lediglich einen 2-Bit- Aufbau, so daß die Anzahl der für den Ausgangsanschluß benötigten Bits verringert werden kann. Es ist außerdem möglich, die erforderliche Kapazität der SD-Signalleitung zwischen dem Ausgangsanschluß und dem Integrierer 71 auf 2 Bits zu verringern.
In dem Fall einer Farbvideokamera ist es möglich, weiterhin die Anzahl der Bits von 24 auf 6 (= 2 Bits x 3 Farben) an dem Ausgangsanschluß des Mikrocomputers 65 zu verringern.
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein 1-Bit-Streulichtkorrektursignal von dem Mikroconputer 65 abgeleitet wird.
In dem Mikrocomputer 65 wird ein vorhandenes Streulichtkorrektursignal S65 mit einem Korrektursignal S65 eines vorhergehendes Teilbildes verglichen, und dann wird ein Signal SD, welches das Ergebnis eines derartigen Vergleichs repräsentiert, durch den Mikrocomputer 65 bereitgestellt.
Wenn das vorliegende Korrektursignal S65 keine Änderung bei dem Vergleich mit dem Korrektursignal S65 des vorhergehenden Teilbildes anzeigt, werden SD = "0" und SD = "1" synchron mit den Taktimpulsen CK wiederholt. ... (4)
Wenn der frühere Wert kleiner als der letzte ist, wird das Signal SD = "0" bereitgestellt. ... (5)
Wenn der frühere Wert größer als der letzte ist, wird das Signal SD = "1" bereitgestellt. .. (6)
Das Signal SD wird als ein Zählrichtungs-Steuerungssignal von dem Mikrocomputer 65 einem 9-Bit-Aufwärts-Abwärts-Zähler 72 zugeführt, welcher in einem Abwärtszählmodus, wenn SD = "0" oder in einem Aufwärtszählmodus eingestellt ist, wenn SD = "1". Es werden Taktimpulse CK dem Zähler 72 als ein Zähleingangssignal zugeführt. Die Periode derartiger Taktimpulse CK wird z. B. so eingestellt, daß sie gleich der Teilbildperiode sind.
Daher wird in dem oben genannten Fall (4) der Zählmodus des Zählers 72 als Reaktion auf das Signal S72 synchron mit dem Taktimpuls CK selektiv umgeschaltet. Da der Zähler 72 die Taktimpulse CK zählt, wird nur das am wenigsten signifikante Bit (LSB) b0 von dem Zählwert S72 von "0" oder "1" synchron mit dem Taktimpuls CK geändert, während die acht Bits höherer Ordnung b8 bis b1 des Zählwerts S72 unverändert bleiben (im Gegensatz zu dem LSB b0).
In dem Fall (5) wird der Zählwert S72 in Übereinstimmung mit jedem Taktimpuls CK verringert, wohingegen in dem Fall (6) der Zählwert S72 in Übereinstimmung mit jedem Taktimpuls CK vergrößert wird.
Daraus folgt entsprechend, daß die acht Bits höherer Ordnung b8 bis b1 des Zählwerts S72 dem Streulichtkorrektursignal S65 entsprechen.
Die Bits bb bis b1 des Zählwerts S72 werden dem Subtrahierer 61 parallel als ein Streulichtkorrektursignal zugeführt. In dieser Stufe werden, wie in Fig. 11 gezeigt ist, die Bits b8 bis b1 des gezählten Werts S72, nachdem sie um ein Bit in Richtung des LSB bezüglich des Videosignals S5 verschoben worden sind, bereitgestellt, und es wird eine Subtraktion zwischen den Bits b7 bis b0 des Signals S5 und den Bits b8 bis b1 des Signals S72 ausgeführt.
Dementsprechend erzeugt der Subtrahierer 61 ein Videosignal S6, auf welches die Streulichtkorrektur mittels des Signals S72 eingewirkt hat.
Bei dieser Ausführungsform erfordert der Ausgangsanschluß des Mikrocomputers 65 zur Bereitstellung des Signals SD lediglich eine Kapazität von einem Bit, wodurch die Anzahl der Bits des Ausgangsanschlusses weiter verringert werden kann. Zusätzlich kann auch jene der SD-Signalleitung zwischen dem Ausgangsanschluß und dem Zähler 72 auf eine Kapazität von einem Bit verringert werden.
Bei einer Farbvideokamera muß eine Fehlerkorrekturschaltung für jeden der Signalkanäle für die roten, blauen und grünen Signale bereitgestellt werden. Jedoch, wenn die Streulichtkorrekturschaltung 6 von Fig. 4 für jeden Signalkanal verwendet wird, ist der Schaltungsumfang in der gesamten Kamera aufgrund eines Anwachsens sowohl der Abmessungen als auch des Gewichts beträchtlich vergrößert, so daß Probleme bezüglich der Transportabilität und der Herstellungskosten entstehen.
Fig. 12 zeigt eine vierte Ausführungsform dieser Erfindung, welche eine Farbvideokamera zur Überwindung der oben genannten Probleme darstellt.
In dem Blockschaltbild von Fig. 12 sind die Komponentenelemente, welche dem CCD-Bildwandler 1 und den Schaltungen 2 bis 5 in Fig. 4 entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen mit den Anfügungen R, G oder B für jeweils den roten, grünen oder blauen Kanal bezeichnet. Es werden jeweils ein digitales Rotsignal S5R, ein Grünsignal S5G und ein Blausignal S5B von den A/D-Umsetzern 5R, 5G und 5B den jeweiligen Subtrahierern 61R, 61G und 61B zugeführt.
Die Signale S5R, S5G, S5B von den Umsetzern 5R, 5G, 5B werden außerdem einer Umschalteschaltung 60 zugeführt, welche aufeinanderfolgend jedes Teilbild als Reaktion auf ein Signal SV umschaltet, so daß die Signale S5R, S5G, S5B aufeinanderfolgend von dieser zur Verfügung gestellt werden. Anschließend werden die Signale S5R, S5G, S58 in der Teilbildfolge einem Tiefpaßfilter 62 zugeführt.
Das Filter 62 und die folgenden Schaltungen 63 bis 67 können die gleichen wie die vorher erwähnten Schaltungen 62 bis 67 in der Fig. 4 sein, mit der Ausnahme, daß dem Mikrocomputer 65 das Signal SV zugeführt wird, welches die Schaltposition der Umschalteschaltung 60 anzeigt. Als Reaktion auf das Signal SV trifft der Mikrocomputer 65 eine Entscheidung dahingehend, welche der Farbsignale S5R, S5G, S5B dem Tiefpaßfilter 62 zugeführt werden und bildet dann jeweils Streulichtkorrektursignale SR, 5G, SB für die Farbsignale S5R, S5G, S5B in der Teilbildfolge.
Spezieller, während des Teilbilds, in welchem das Rotsignal S5R dem Filter 62 zugeführt wird, führen der Addierer 64 und der Zähler 67 eine Addition und eine Zählung jeweils bezüglich des Rotsignals S5R durch, und aufgrund der Beendigung des Teilbildss bezüglich des Rotsignals S5R werden die Ergebnisse dieser Addition und Zählung in dem Mikrocomputer 65 verarbeitet, so daß der Wert YR entsprechend in der Gleichung (1) bezüglich des Rotsignals S5R berechnet wird.
Ännlich führt während des Teilbildes, in welchem das Grünsignal S5G dem Filter 62 zugeführt wird, der Addierer 64 und der Zähler 67 eine Addition und eine Zählung jeweils hinsichtlich des Grünsignals S5G durch und bei Beendigung des Teilbilds bezüglich des Grünsignals S5G werden die Ergebnisse dieser Addition und Zählung in dem Mikrocomputer 65 verarbeitet, so daß der Wert YG entsprechend der Gleichung (1) bezüglich des Grünsignals S5G berechnet wird.
Weiterhin führt während des Teilbilds, in welchem das Blausignal S5B dem Filter 62 zugeführt wird, der Addierer 64 und der Zähler 67 eine Addition und eine Zählung bezüglich des Blausignals S5B durch und bei Beendigung des Teilbilds bezüglich des Blausignals S58 werden die Ergebnisse dieser Addition und dieser Zählung in dem Mikrocomputer 65 verarbeitet, so daß der Wert YB entsprechend der Gleichung (1) bezüglich des Blausignals S5B berechnet wird.
Auf diese Weise werden die Werte YR, YG und YB in der Teilbildfolge durch den Mikrocomputer 65 berechnet.
Darüberhinaus werden die Werte YR der letzten acht Teilbilder aus der Gesamtheit der berechneten Werte YR durch den Mikrocomputer 65 gemittelt, um ein gewünschtes Streulichtkorrektursignal SR zu erhalten, welches dann in ein 1-Bit-Signal SDR entsprechend dem Signal SD in der vorher erwähnten Streulichtkorrekturschaltung von Fig. 10 umgesetzt wird. Auf ähnliche Weise werden in dem Mikrocomputer 65 die Streulichtkorrektursignale SG und SB aus den Werten YG und YB während der letzten acht Teilbilder erzeugt, und dann werden diese Streulichtkorrektursignale SG und SB jeweils in ein 1-Bit-Signal SDG und ein 1-Bit-Signals SDB umgesetzt.
Die so erhaltenen Signale SDR, SDG, SDB werden von dem Mikrocomputer 65 in der Teilbildfolge einer Umschalteschaltung 68 zugeführt, welche selektiv mittels des Signals SV geändert wird, so daß die Signale SDR, SDG, SDB getrennt von der Umschalteschaltung 68 zur Verfügung gestellt werden. Anschließend werden die Signals SDR, SDG, SDB als Zählrichtungssteuerungssignale jeweils den Aufwärts-Abwärts-Zählern 72R, 72G, 72B zugeführt. Es werden selektiv Taktimpulse CK als Zähleingangssignale den Zählern 72R, 72G,72B synchron mit der Zuführung der Signale SDR, SDG, SDB zugeführt.
Entsprechend werden die früheren Streulichtkorrektursignale SR, SG, SB von den Zählern 72R, 72G, 72B jeweils den Subtrahierern 61R, 61G, 61B zugeführt.
In diesem Fall werden die Streulichtkorrektursignale SR, SG, SB aus den aufeinanderfolgenden Teilbildsignalen S5R, S5G, S5B im Gegensatz zu dem vorher erwähnten Streulichtkorrektursignal S65 von Fig. 4 aus den aufeinanderfolgenden Teilbildsignalen S5 gebildet. Jedoch verursacht dies keine Probleme, da jedes von diesen Korrektursignalen SR, SG, SB ein Durchschnittswert über eine Zeit sein kann, welche von mehreren Teilbildern bis zu einer Sekunde oder so reicht.
Auf diese Weise ist es bei dieser Ausführungsform, in welcher die Streulichtkorrektursignale SR, SG, SB aus dem Rotsignal S5R, dem Grünsignal S5G und dem Blausignal S5B in der Teilbildfolge mittels eines Zeitmultiplexsystems gebildet werden möglich, die Streulichtkorrekturschaltung 6 allgemein für alle Farbsignale zu verwenden, so daß der Schaltungsumfang in der Videokamera nicht übermäßig vergrößert wird. Außerdem steigen die Herstellungskosten nicht wesentlich, da die einzigen zusätzlichen Komponenten die Umschalteschaltungen 60, 68, 73 und zwei weitere Zähler 72 sind.
Darüberhinaus ist eine Kapazität von einem Bit ausreichend bei jedem der Ausgangsanschlüsse des Mikrocomputers 65 zur Lieferung der Signale SDR, SDG, SDB an die Zähler 72R, 72G, 72B.
Die Zähler 72R, 72G, 72B in dieser Ausführungsform können durch Integrierer ersetzt werden, so daß die Streulichtkorrektursignale SR, SG, SB auf die gleiche Art wie bei dem vorher erwähnten Beispiel von Fig. 9 erhalten werden können. Zusätzlich können anstelle der Pixel des Signals von dem Filter 62, welche durch den Zähler 67 gezählt werden, die Taktimpulse zur Erhaltung eines derartigen Signals alternativ dazu gezählt werden und als ein gemessener Wert während der Periode des Abschneidens des A/D-Umsetzers 5 verwendet werden.
Bei den oben genannten Ausführungs formen können die Rot-, Grün- und Blausignale, welche repräsentativ für die drei Primärfarben sind, statt dessen durch zyanfarbene Signale, magentafarbene Signale und Gelbsignale ersetzt werden.

Claims

1. Videokamera mit einem Bildwandler (1) zur Erzeugung eines analogen Videosignals (S1), einem Analog-Digital-Umsetzer (5) zum Umsetzen des analogen Videosignals (S1) in ein digitales Videosignal (S5) in einer Weise, so daß jede Komponente davon über einem vorgegebenen Luminanzpegel (V5) abgeschnitten wird, und einer Streulichtkorrekturschaltung (6) zur Entfernung jeder Streulichtkomponente, welche dem digitalen Videosignal (S5) überlagert ist, wobei die Streulichtkorrekturschaltung (6) umfaßt:

einen Durchschnittsluminanzpegeldetektor (64) zur Feststellung des Durchschnittsluminanzpegels während einer Zeitdauer von mehreren Teilbildern des digitalen Videosignals (S5);

einen Detektor (66,67) für die Zeitdauer des Abschneidens zur Feststellung der Dauer der Zeitspanne, in welcher das analoge Videosignal (S1) während der Umsetzung in ein digitales Videosignal (S5) durch den Umsetzer (5) abgeschnitten wird;

einen Streulichtkorrektursignalgenerator (65) zur Erzeugung eines Streulichtkorrektursignals (S65) in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal (S64, N64) des Durchschnittsluminanzpegeldetektors (64) und des Ausgangssignals (S67) des Detektors (66,67) für die Zeitdauer des Abschneidens; und

einen Subtrahierer (61) zum Subtrahieren des Streulichtkorrektursignals (S65) von dem digitalen Videosignal (S5).

2. Videokamera nach Anspruch 1, bei welcher der Detektor für die Zeitdauer des Abschneidens umfaßt:

einen Komparator (66) zum Vergleichen des Pegels der digitalen Videosignale (S5) während einer Zeitdauer von mehreren Teilbildern mit einem vorgegebenen Pegel (V5); und

einen Zähler (67) zum Zählen der digitalen Videosignale (S66), bei welchen der Komparator (66) festgestellt hat, daß sie einen Pegel oberhalb des vorgegebenen Pegels (V5) aufweisen.

3. Videokamera nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Streulichtkorrektursignalgenerator umfaßt:

einen Streulichtsignalveränderungsdetektor (65) zur aufeinanderfolgenden Ausgabe von aufeinanderfolgenden 2-Bit-Signalen (SD), welche der Veränderung des Sreulichtkorrektursignals des augenblicklichen Teilbilds im Vergleich mit dem Streulichtkorrektursignal des vorhergehenden Teilbilds entsprechen; und

einen Integrator (71) zur Integration der 2-Bit-Signale (SD) und des Streulichtkorrektursignals des vorhergehenden Teilbildes, und zur Ausgabe des integrierten Wertes als das Korrektursignal (S71) des augenblicklichen Teilbildes.

4. Videokamera nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Streulichtkorrektursignalgenerator umfaßt:

einen Streulichtsignalveränderungsdetektor (65) zur Erzeugung eines 1-Bit-Signals (SD), welches der Veränderung des Streulichtkorrektursignals des augenblicklichen Teilbildes im Vergleich mit dem Streulichtkorrektursignal des vorhergehenden Teilbildes entspricht; und

einen Aufwärts-Abwärts-Zähler (72), welcher als Reaktion auf das digitale Signal (SD) synchron mit einem Taktsignal (CK) eines vorbestimmten Zyklus in einer derartigen Weise gesteuert wird, um dessen Ergebnis zu vergrößern, zu verkleinern oder gleichzuhalten und den gezählten Wert als Streulichtkorrektursignal (S72) aus zugeben.

5. Videokamera nach einem der vorhergegangenen Ansprüche, umfassend:

eine Vor-Kennlinienknick-Schaltung (4), welche zwischen dem Bildwandler (1) und dem Analog-Digital-Umsetzer (5) angeschlossen ist und zur Komprimierung des Ausgangssignals des Bildwandlers (1), welches irgendeinen Pegel oberhalb eines vorgegebenen Pegels besitzt, dient; und

einen Inversumsetzer (63), welcher zwischen dem Analog- Digital-Umsetzer (5) und dem Durchschnittsluminanzpegeldetektor (64) angeschlossen ist, und dazu dient, das Signal in einer zu dem Prozeß, welcher durch die Vor-Kennlinienknick- Schaltung ausgeführt worden ist, inversen Weise zu bearbeiten.

6. Eine Streulichtkorrekturschaltung für eine Videokamera, welche ein digitales Videosignal (S5) erzeugt, in welchem jede Komponente eines Bildsignals oberhalb eines vorgegebenen Luminanzpegels abgeschnitten wird, wobei die Schaltung (6) umfaßt:

einen Detektor (66, 67) für die Zeitdauer des Abschneidens zur Feststellung der Dauer der Zeitspanne, in welcher das Bildsignal während der Ausbildung des digitalen Videsignals (S5) abgeschnitten ist;

einen Streulichtkorrektursignalgenerator (65) zur Erzeugung eines Streulichtkorrektursignals (S65) in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal (S64, N64) des Durchschnittsluminanzpegeldetektors (64) und des Ausgangssignals (S67) des Detektors (66, 67) für die Zeitdauer des Abschneidens; und

einen Subrahierer (61) zum Sübrahieren des Streulichtkorrektursignals (S65) von dem digitalen Videosignal.

7. Streulichtkorrekturschaltung nach Anspruch 6, bei welcher der Detektor für die Zeitdauer des Abschneidens umfaßt:

8. Streulichtkorrekturschaltung nach Anspruch 6 oder 7, bei welcher der Streulichtkorrektursignalgenerator umfaßt:

einen Streulichtsignalveränderungsdetektor (65) zur aufeinanderfolgenden Ausgabe von aufeinander folgenden 2-Bit-Signalen (SD) entsprechend der Veränderung des Streulichtkorrektursignals des augenblicklichen Teilbilds im Vergleich mit dem Streulichtkorrektursignal des vorhergehenden Teilbilds; und

einen Integrator (71) zur Integration der 2-Bit-Signale (SD) und des Streulichtkorrektursignals des vorhergehenden Teilbilds und zur Ausgabe des Integralwerts als das Korrektursignal des augenblicklichen Teilbilds (S71).

9. Streulichtkorrekturschaltung nach Anspruch 6 oder 7, bei welcher der Streulichtkorrektursignalgenerator umfaßt:

einen Streulichtsignalveränderungsdetektor (65) zur Erzeugung eines 1-Bit-Signals (SD), welches der Veränderung des Streulichtkorrektursignals des augenblicklichen Teilbilds im Vergleich mit dem Streulichtkorrektursignal des vorhergehenden Teilbilds entspricht; und

einen Aufwärts-Abwärts-Zähler (72), welcher als Reaktion auf das digitale Signal (SD) synchron mit einem Taktsignal (CK) eines vorgegebenen Zyklus in einer derartigen Weise gesteuert wird, um dessen Ergebnis zu vergrößern, zu verringern oder gleichzuhalten und den gezählten Werts als Streulichtkorrektursignal (S72) auszugeben.