DE69625125T2

DE69625125T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bildaufnahme

Info

Publication number: DE69625125T2
Application number: DE69625125T
Authority: DE
Inventors: Norihiro Kawahara
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2016-05-31
Also published as: EP0746166A2; US6380973B1; EP0746166B1; DE69625125D1; EP0746166A3

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Bildaufnahme, und insbesondere auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Bildaufnahme unter Verwendung einer Bildaufnahmeeinrichtung, wie beispielsweise einer CCD (ladungsgekoppelte Einrichtung).
Ein Aufbau einer herkömmlichen Vorrichtung zur Bildaufnahme ist in Fig. 11 gezeigt. Farbfilter sind unabhängig vorgesehen für gradzahlige Teilbilder und für ungradzahlige Teilbilder einer Halbleitervorrichtung zur Bildaufnahme 101 unter Verwendung einer Zeilensprungabtastung, wie in Fig. 4 gezeigt. Unter Bezug auf Fig. 4 werden Signalkomponenten von Ye (Gelb) und Cy (Cyan) entweder als VOUT1 ausgelesen, oder Signalkomponenten von Mg (Magenta) und G (Grün) werden als VOUT2 ausgelesen.
Diese als VOUT1 UND VOUT2 ausgegebenen Signale werden mit Abtast- und Halteverarbeitung in den Abtast- und Halteschaltungen (S/H-Schaltungen) 102 und 103 verarbeitet, wie in Fig. 11 gezeigt. Danach treten die Signale in eine Regelsteuerung (AGC) ein, in der die Signale verstärkt werden mit einer geregelten Verstärkung und dann in digitale Signale durch Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 106 und 107 umgesetzt werden. Die digitalen Signale, die von den A/D-Wandlern 106 und 107 ausgegeben werden, gelangen in Speicher 109 und 110 mit einer Kapazität zum Speichern von Fernsehsignalen einer Horizontalperiode (nachstehend abgekürzt mit "1H") und werden dort verzögert sowie eingegeben in einen Addierer 108, in dem sie miteinander addiert werden. Die Ausgangssignale der Speicher 109 und 110 beaufschlagen einen Addierer 111, indem sie addiert werden. Im Ergebnis der Addition werden Leuchtdichtesignale erzeugt.
Die Ausgangssignale aus den Addierern 108 und 111 gelangen in Tiefpaßfilter 112 beziehungsweise 113, in denen Farbträgersignale beseitigt werden. Das Ausgangssignal vom Tiefpaßfilter 113 wird verzögert unter Verwendung eines Speichers 114 mit einer Speicherkapazität von Speichersignalen mit 1H. Die Ausgangssignale aus den Tiefpaßfiltern 112 und 113 und die Ausgangssignale aus dem Speicher 114 sind Leuchtdichtesignale in stetigem 3H. Die Leuchtdichtesignale im stetigen 3H werden eingegeben in eine Öffnungskorrekturschaltung 100, in der hochfrequente Komponenten der eingegebenen Signale ausgelesen werden unter Verwendung eines Hochpaßfilters 115, das in der Öffnungskorrekturschaltung 100 vorgesehen ist. Danach wird Rauschen aus den ausgelesenen hochfrequenten Komponenten der Signale durch eine Basisabschneideschaltung 117 beseitigt, wodurch ein Öffnungskorrektursignal in Vertikalrichtung erzeugt wird. Zwischenzeitlich wird die hochfrequente Komponente des Ausgangssignals aus dem Tiefpaßfilter 113 ausgelesen mit einem Hochpaßfilter 116, dann wird Rauschen aus der ausgelesenen hochfrequenten Komponente beseitigt durch eine Basisabschneideschaltung 118, wodurch ein Öffnungskorrektursignal in Horizontalrichtung erzeugt wird. Diese Öffnungskorrektursignale in Vertikal- und Horizontalrichtung werden von einem Addierer 119 addiert, dann wird der Signalpegel des addierten Signals eingestellt durch eine Verstärkungssteuerung 120, um so die Verstärkung nach Öffnungskorrektur bezüglich eines Leuchtdichtesignals einzuschränken, womit ein Detailsignal (DTL-Signal) erzeugt wird.
Dann wird eine Öffnungskorrektur ausgeführt in der Weise, daß die Phase des Ausgangssignals aus dem Tiefpaßfilter 113 und die Phase des DTL-Signals synchronisiert werden unter Verwendung einer Verzögerungsschaltung (nicht dargestellt), und die Signale werden von einem Addierer 121 addiert.
Die Leuchtdichtesignale werden verarbeitet mit der Öffnungskorrektur und dann verstärkt mit einer Verstärkung, die eingestellt wird, um die Hochleuchtdichtekomponente in einer Knieschaltung 122 zu beschränken. Danach wird das Leuchtdichtesignal in einer γ-Korrekturschaltung 132 der γ-Korrektur unterzogen, des weiteren mit einem Austastsignal versehen durch eine Austastsignalzufügungsschaltung 124. Des weiteren wird das Signal umgesetzt von digital zu analog bezüglich eines Analogsignals durch einen Digital/Analog-Wandler (D/A-Wandler) 125, durchläuft ein Tiefpaßfilter 126 und wird dann ein Videoleuchtdichtesignal YOUT.
Zwischenzeitlich werden die Ausgangssignale aus den Speichern 109 und 110 einer Synchronisations- /Interpolationsschaltung 127 eingegeben, in der jede der Farbkomponenten (hier sind dies die Komponenten von Gelb (Y), Cyan (Cy), Magenta (Mg) und Grün (G)) der Signale synchronisiert werden. Aus diesen jeweiligen Komponenten werden zurückgegebene Komponenten beseitigt durch Tiefpaßfilter 128 bis 131. Des weiteren wird eine Matrixoperation Gleichung 1
ausgeführt in einer Matrixoperationsschaltung 132, um die Komponenten R, G und B zu erhalten. Diese Komponenten R, G und B werden verwendet mit einer Weißausgleichkorrektursteuerung, deren Verstärkung in Hinsicht auf die Verstärkung der G-Komponente durch Multiplizierer 133 und 134 in einer Weißausgleichschaltung gesteuert wird. Jede der Komponenten R, G und B, die verarbeitet sind mit der Weißausgleichkorrektur, werden dem DTL-Signal hinzugefügt, das aus der Verstärkungssteuerung 120 kommt, in einem zugehörigen Addierer 135, 136 oder 137. Dadurch werden hochfrequente Komponenten aus den Komponenten R, G und B verstärkt.
Die Farbsignale werden dann verstärkt mit Verstärkungen, die eingestellt sind, um die Hochleuchtkomponente in jeweiligen Knieschaltungen 138 bis 140 zu begrenzen, die weiterhin mit der γ-Korrektur in γ-Korrekturschaltungen 141 bis 143 verwendet werden. Danach erfolgt das Erzeugen der Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y durch die folgende Operation Gleichung 2
in einer Matrixoperationsschaltung 144. Nachdem Tonwerte dieser Farbdifferenzsignale in einer Tonwertkorrekturschaltung 145 korrigiert sind, werden hochfrequente Komponenten der korrigierten Farbdifferenzsignale beseitigt durch Tiefpaßfilter 146 und 147, um so für die nachfolgende Modulation geeignet zu sein. Als nächstes werden die Signale moduliert und versehen mit einem Burstsignal in einer Modulationsschaltung und werden dann von einem D/A-Wandler 149 in ein analoges Signal umgesetzt. Danach durchläuft das Signal ein Tiefpaßfilter 150, um ein Videofarbsignal COUT zu werden.
Die Ausgangssignale aus den jeweiligen Knieschaltungen 138 bis 140 und die jeweiligen Ausgangssignale aus den γ-Korrekturschaltungen 141 bis 143 werden an die jeweiligen Wähler 151 bis 153 gesandt. Die ausgewählten Signale werden addiert mit Austastsignalen in Austastsignalanhängeschaltungen 154 bis 156, womit sie digitale Rot-Signale ROUT, digitale Grün- Signale GOUT und digitale Blau-Signale BOUT werden. Diese digitalen Signale werden in eine Multimedieneinrichtung (nicht dargestellt), wie einen Computer und einen Drucker, eingegeben. Die Wähler 151 bis 153 wählen die Signale abhängig davon aus, ob die Multimedieneinrichtung die γ-Korrektur erfordert.
Gemäß dem zuvor beschriebenen herkömmlichen Gerät wird jedoch die Interpolation vor der Matrixoperation ausgeführt, um die Komponenten R, G und B nach Synchronisation jeweiliger Farbkomponenten der Signale zu gewinnen, die von der CCD abgegeben werden, und das Frequenzband der Signale in Horizontalrichtung ist schmal. Dies berührt nicht die Qualität eines Bildes, wenn die Signale auf einem Fernsehmonitor ausgegeben. Wenn jedoch das Bild auf der Grundlage digitaler Signale R, G und B auf einer Anzeige einer Multimedieneinrichtung, wie einem Computer und einem Drucker, angezeigt wird, verursacht dies das Problem, daß die erzielbare Auflösung nicht befriedigend ist und die wiedergegebenen Farben verschmieren. Der Abfall der Qualität der Auflösung und das Verschmieren der Farbe sind insbesondere bei Stehbildern wahrnehmbar.
Des weiteren wird eine Öffnungskorrekturkomponente des Leuchtdichtesignals den Komponenten R, G und B hinzugefügt, um ein Bild hoher Qualität zu erhalten. Indem dies so geschieht, haben jedoch dunkle Stellen des Bildes eine blendende Textur, weil die Öffnungskorrektursignale in der niederfrequenten Komponente nicht genug begrenzt sind und Rauschkomponenten nicht in befriedigender Weise beseitigt sind, wenn das bewegte Bild durch einen Drucker als ein Stehbild ausgegeben wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbesserung in der Bildqualität zu erreichen, wenn Bildsignale auf eine Multimedieneinrichtung auszugeben sind, durch Umschalten von Inhalten der Leuchtdichtesignalverarbeitung und der Farbsignalverarbeitung, und zwar abhängig davon, ob es sich beim eingegebenen Bild um ein bewegtes Bild handelt oder um ein Stehbild.
Die U.S. Patentanmeldung Nr. US-A-5 420 635 offenbart eine Videokamera, die einen Gegenstand unter Verwendung zweier verschiedener Belichtungszugehörigkeiten abbildet und diese unterschiedlichen Belichtungen verwendet, um Bereiche hoher und niedriger Leuchtdichte im Bild zu kompensieren.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Bildaufnahme vorgesehen, wie sie im Patentanspruch 1 angegeben ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung enthält die Vorrichtung zur Bildaufnahme des weiteren ein Matrixoperationsmittel, das eine Matrixoperation bezüglich der Bildsignale ausführt, die durch das erste Verarbeitungsmittel auf der Grundlage des festgestellten Ergebnisses vom Feststellmittel verarbeitet werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung enthält die Vorrichtung zur Bildaufnahme des weiteren ein zweites Verarbeitungsmittel, das eine vorbestimmte Bildverarbeitung bezüglich einer Leuchtdichtekomponente der ersten Bildsignale gemäß dem festgestellten Ergebnis vom Feststellmittel anwendet.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist des weiteren ein Verfahren zur Bildaufnahme vorgesehen, wie es im Patentanspruch 8 angegeben ist.
Ausführungsbeispiele nach der vorliegenden Erfindung sind nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das in konzeptioneller Weise einen Teil des Aufbaus einer Vorrichtung zur Bildaufnahme zu einem ersten und einem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Vorrichtung zur Bildaufnahme gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
Fig. 3 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel eines in Fig. 2 gezeigten Wählers veranschaulicht;
Fig. 4 zeigt eine Anordnung von Farbfiltern, die in der Vorrichtung zur Bildaufnahme eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in einer Vorrichtung zur Bildaufnahme verwendet werden;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Vorrichtung zur Bildaufnahme gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
Fig. 6 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel einer in Fig. 5 gezeigten Matrixoperationsschaltung veranschaulicht;
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, das in konzeptioneller Weise einen Teil des Aufbaus der Vorrichtung zur Bildaufnahme nach dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau der Vorrichtung zur Bildaufnahme nach dem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau der Vorrichtung zur Bildaufnahme nach dem vierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
Fig. 10A ist ein Graph, der Eingangs-/Ausgangskennlinien einer in Fig. 8 dargestellten Verstärkungssteuerung nach dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 10B ist ein Graph, der Eingangs-/Ausgarigskennlinien einer in Fig. 9 dargestellten Basisabschneideschaltung zeigt; und
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer herkömmlichen Vorrichtung zur Bildaufnahme zeigt.

< Erstes Ausführungsbeispiel>

Ein erstes Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung basiert auf einem Konzept, das in Fig. 1 veranschaulicht ist. Unter Bezug auf Fig. 1 werden Signale, die von zwei unterschiedlichen Ausgangsanschlüssen einer Halbleitervorrichtung zur Bildaufnahme 1 ausgegeben werden (das heißt, ein Signal von Ye- und Cy-Komponenten und ein Signal von Mg- und G-Komponenten, wie in Fig. 4 gezeigt), jeweils in digitale Signale durch A/D-Wandler 2 und 3 analog-digital umgesetzt. Jedes dieser digitalen Signale wird verarbeitet in einer Farbsignalverarbeitungsschaltung 4 und in einer Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung 5. Die Signale aus den beiden Anschlüssen werden ebenfalls in einem Teilbildspeicher 6 für eine Zeitdauer verzögert, die einem Teilbild der Fernsehsignale entspricht. Die verzögerten Signale werden synchronisiert mit nichtverzögerten Signalen in Signalzusammensetzschaltungen 8 und 9. R-, G- und B-Signale werden aus diesen synchronisierten Signalen durch eine Matrixoperationsschaltung 10 in der Farbverarbeitungsschaltung 4 erzeugt.
Zwischenzeitlich stellt eine Bewegungsfeststelleinheit 7 die Bewegung eines eingegebenen Bildes in einer Teilbildperiode fest, und die Farbsignalverarbeitungsschaltung 4 wird gesteuert abhängig davon, ob das Bild bewegt ist oder ob es sich um ein Stehbild handelt.
Als nächstes beschrieben anhand Fig. 2 ist das erste Ausführungsbeispiel. Angemerkt sei, daß Einheiten und Elemente in Fig. 2 mit denselben Funktionen wie jene in Fig. 1 und in Fig. 11 mit denselben Bezugszeichen versehen sind, und eine Erläuterung derer Funktionen und Arbeitsweise ist fortgelassen.
Fig. 2 stellt einen detaillierten Aufbau einer Vorrichtung zur Bildaufnahme gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dar, in dem der Teilbildspeicher 6, ein Wähler 158 und die Bewegungsfeststelleinheit 7 dem in Fig. 11 gezeigten Aufbau hinzugefügt sind.
Nachstehend beschrieben ist die Arbeitsweise der Vorrichtung zur Bildaufnahme mit dem zuvor beschriebenen Aufbau.
Ebenso wie die Arbeitsweise, die anhand Fig. 11 erläutert worden ist, gelangen die von den Speichern 109 und 110 zur Verzögerung um 1H ausgegebenen Ausgangssignale in die Synchronisations-/Interpolationsschaltung 127 in diesem Ausführungsbeispiel, und jede der Farbkomponenten (hier sind dies Ye, Cy, Mg und G) wird synchronisiert. Zurückgegebene Komponenten werden aus diesen Farbkomponenten beseitigt durch Tiefpaßfilter 128 bis 131, und dann werden die Farbkomponentensignale eingegeben in den Wähler 158 in diesem Ausführungsbeispiel. Die Ausgangssignale aus den Speichern 109 und 110 werden weiterhin in den Teilbildspeicher 6 eingegeben, in dem die Signale verzögert werden für eine Zeitdauer gemäß einem Teilbild. Daten aus Zeilen, die als "ungradzahlig" in Fig. 4 aufgezeigt sind, und Daten aus Zeilen, die als "gradzahlig" gelten, werden dem Wähler 158 zur selben Zeit zugeführt.
Fig. 3 stellt ein Beispiel eines Innenaufbaus vom Wähler 158 dar.
In Fig. 3 entsprechen Signale 201 bis 204 den Ausgangssignalen aus den Tiefpaßfiltern 128 bis 131 in Fig. 2, Signale 205 und 206 entsprechen den Ausgangssignalen aus dem Teilbildspeicher 6, und Signale 207 und 208 entsprechen den Ausgangssignalen aus den Speichern 109 und 110.
Da es Phasendifferenz für ein Teilbild zwischen den Signalen 205, 206 und den Signalen 207, 208 gibt, wenn man annimmt, daß die Signale 205 und 206 Signale aus der n-ten Abtastzeile in Fig. 4 sind und ein Teilbild aus 263 Abtastzeilen besteht (das heißt, ein Vollbild besteht aus 526 Abtastzeilen), dann entsprechen die Signale 207 und 208 den Signalen aus der (n+263)-ten Abtastzeile.
Jedes der Signale 205 und 207 gelangt in die Wähler 209 und 210. Da die Reihenfolge des Ye-Filterteils und des Cy-Filterteils in den ungradzahligen Zeilen eines Bildes der Reihenfolge dieser in den gradzahligen Zeilen gegenübersteht, werden die Phasen der Ye-Komponentensignale und der Cy-Komponentensignale nicht synchronisiert. Genauer gesagt, wenn das Signal 205 ein Ye-Komponentensignal darstellt, stellt das Signal 207 ein Cy-Komponentensignal dar. Die Wähler 209 und 210 schalten folglich durch Pixel so, daß Ye-Komponentensignale immer als Ausgangssignal des Wählers 209 auftreten und daß Cy-Komponentensignale immer als Ausgangssignal des Wählers 210 auftreten. Im Ergebnis erscheinen Daten der n-ten Zeile und Daten der (n + 263)-ten Zeile abwechselnd als Ausgangssignale der jeweiligen Wähler 209 und 210. Eine gleiche Arbeitsweise wie die obige wird ausgeführt, so daß Mg-Komponentensignale aus einem Wähler 211 und G-Komponentensignale aus einem Wähler 212 gewonnen werden.
Die Bewegungsfeststelleinheit 7, die in Fig. 2 gezeigt ist, stellt die Bewegung eines eingegebenen Bildes durch beispielsweise Eingabe sowohl von Eingangs- als auch von Ausgangssignalen in den/aus dem Teilbildspeicher 6 und durch Aufnahme der Differenz der eingegebenen Signale fest. Dann wird bestimmt, ob das eingegebene Bild ein bewegtes oder ein stehendes Bild ist. Die Bewegungsfeststelleinheit 7 gibt beispielsweise "0" als Signal mdet aus, wenn bestimmt, daß das Bild ein bewegtes Bild ist, und gibt "1" aus, wenn bestimmt ist, daß das Bild ein stehendes Bild ist.
Wähler 213 bis 216 schalten um zur Auswahl entweder der Signale 201 bis 204, die mit herkömmlicher Intrazeileninterpolation angelegt werden, oder der Ausgangssignale aus den Wählern 209 bis 212, abhängig vom Wert des Signals mdet, das aus der Bewegungsfeststelleinheit 7 kommt. Wenn als konkretes Beispiel das Signal mdet gleich "0" ist, womit ein bewegtes Bild aufgezeigt ist, dann wählen die Wähler 213 bis 216 die Signale 201 bis 204, wohingegen, wenn das Signal mdet gleich "1" ist und ein stehendes Bild aufzeigt, die Wähler 213 bis 216 dann die Ausgangssignale aus den Wählern 209 bis 212 auswählen.
Nachdem die Komponentensignale Ye, Cy, Mg und G in der zuvor beschriebenen Weise gewonnen worden sind, sind die Prozesse dieselben wie die herkömmlichen Prozesse, die anhand Fig. 11 erläutert worden sind.
Durch Ausführen einer Interteilbildinterpolation gemäß der Bewegung zwischen Teilbildern, festgestellt auf der Grundlage der Bildsignale der Teilbilder, wie zuvor beschrieben, wird die Anzahl von Pixeln einer jeden Farbkomponente in Horizontalrichtung verdoppelt, womit sich die Auflösung verbessert.

< Zweites Ausführungsbeispiel>

Als nächstes beschrieben ist ein zweites Ausführungsbeispiel anhand Fig. 5. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel in einem Punkt, bei dem zusätzlich zum Wähler 158 die Matrixoperationsschaltung ebenfalls gemäß dem Signal mdet gesteuert wird, das von der Bewegungsfeststelleinheit 7 kommt. Ein Beispiel eines Aufbaus der Matrixoperationsschaltung 132 ist in Fig. 6 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 gibt die Matrixoperationsschaltung 132 vier Signalkomponenten ein, nämlich Ye, Cy, Mg und G, die aus dem Wähler 158 kommen. Die Matrixoperation wird ausgeführt unter Verwendung von Multiplizierern 501 bis 504, 512 bis 515 und 523 bis 526 sowie unter Verwendung von Addierern 509 bis 511, 520 bis 522 und 531 bis 533. Zu dieser Zeit werden die Wähler 505 bis 508, 516 bis 519 und 527 bis 530 gemäß dem von der Bewegungsfeststelleinheit 7 abgegebenen Signal mdet gesteuert, um die Koeffizienten zu ändern, die in den Multiplizierern zur Anwendung kommen.
Wenn die Bewegungsfeststelleinheit 7 bestimmt, daß das eingegebene Bild ein bewegtes Bild ist, dann wendet die Matrixoperationsschaltung, die in Fig. 6 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, die Intrateilbildoperation an unter Verwendung der Gleichung 3: Gleichung 3
Wenn dagegen die Bewegungsfeststelleinheit 7 bestimmt, daß das eingegebene Bild ein stehendes Bild ist, dann wird die Interteilbildoperation ausgeführt unter Verwendung der Gleichung 4: Gleichung 4
Angemerkt sei, daß sich die in Gleichung 3 und die in Gleichung 4 verwendeten Koeffizienten voneinander unterscheiden.
Nachdem die Komponentensignale Ye, Cy, Mg und G in der zuvor beschriebenen Weise gewonnen wurden, sind die Prozesse dieselben wie die herkömmlichen Prozesse, die bereits anhand Fig. 11 erläutert worden sind.
Wie zuvor beschrieben, ist es möglich, eine passende Farbwiedergabe sowohl bei der Intrateilbildverarbeitung als auch der Interteilbildverarbeitung zu erzielen durch Steuern der Matrixoperation durch Wechseln von Matrixkoeffizienten abhängig von einem Fall, bei dem ein eingegebenes Bild als bewegtes Bild festgestellt ist, oder in einem Fall, bei dem das eingegebene Bild als ein stehendes Bild festgestellt ist, jeweils beurteilt auf der Grundlage der Bewegung zwischen Teilbildern.
Sowohl die Intrateilbildverarbeitung als auch die Interteilbildverarbeitung, die zuvor beschrieben worden sind, können weiterhin ausgeführt werden durch Signalverbindungsprozesse, abhängig vom festgestellten Ergebnis bezüglich der Bewegung zwischen Teilbildern.
Durch Steuern der Matrixoperation gemäß dem festgestellten Ergebnis bezüglich der Bewegung zwischen Teilbildern kann ein Bildausgangssignal, dargestellt durch digitale Signale R, G und B, die einen größeren Dynamikbereich sowohl bei bewegten als auch bei stehenden Bildern realisieren, beispielsweise gewonnen werden, wodurch ein hochqualitatives Bildausgangssignal auf einer Multimedieneinrichtung erzielt werden kann. <

Drittes Ausführungsbeispiel>

Ein drittes Ausführungsbeispiel basiert auf einem in Fig. 7 gezeigten Konzept.
In Fig. 7 sind dieselben Elemente und Einheiten wie jene in Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Erläuterung dieser ist fortgelassen.
Unter Bezug auf Fig. 7 sind jeweilige Signale, ausgegeben aus den beiden Anschlüssen der Halbleitervorrichtung zur Bildaufnahme 1 wie im ersten Ausführungsbeispiel, analog-digital umgesetzt in digitale Signale durch A/D-Wandler 2 und 3. Jedes dieser digitalen Signale wird eingegeben in die Farbsignalverarbeitungsschaltung 4 und in die Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung 5 und wird vorbestimmten Verarbeitungen unterzogen. Die digitalen Signale werden des weiteren verzögert für eine Zeitdauer gemäß einem Teilbild der Fernsehsignale durch den Teilbildspeicher 6, der als Verzögerungsmittel arbeitet, danach werden die Farbsignale in die Verarbeitungsschaltung 4 und in die Bewegungsfeststellschaltung 7 eingegeben. Die Bewegungsfeststellschaltung 7 vergleicht Signale, die aus den A/D-Wandlern 2 und 3 kommen, mit den um die Zeitdauer gemäß einem Teilbild verzögerten Signalen durch den Teilbildspeicher 6, dann wird bestimmt, ob das eingegebene Bild ein bewegtes Bild ist oder ob es ein stehendes Bild ist. Die Farbverarbeitungsschaltung und, im dritten Ausführungsbeispiel, die Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung 5, werden abhängig vom festgestellten Ergebnis gesteuert.
Fig. 8 stellt einen detaillierten Aufbau der Vorrichtung zur Bildaufnahme gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel dar.
In Fig. 8 sind dieselben Einheiten und Elemente wie jene in Fig. 2 mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Erläuterung dieser ist fortgelassen.
In Fig. 8 werden der Teilbildspeicher 6, die Bewegungsfeststelleinheit 7 und der Wähler 158 dem in Fig. 11 gezeigten herkömmlichen Aufbau hinzugefügt. Eine Verstärkungssteuerung 120 V für die Vertikalrichtung und eine Verstärkungssteuerung 120 H für die Horizontalrichtung sind des weiteren in der Öffnungskorrekturschaltung 100 vorgesehen, und die Ausgangssignale aus den Verstärkungssteuerungen 120 V und 120 H werden vom Addierer 119 addiert. Der Wähler 158, die Verstärkungssteuerungen 120 V und 120 H werden auf der Grundlage eines festgestellten Ergebnisses der Bewegung durch die Bewegungsfeststelleinheit 7 gesteuert.
Als nächstes beschrieben ist eine Operation der Vorrichtung zur Bildaufnahme mit dem zuvor beschriebenen Aufbau.
Ebenso wie die anhand Fig. 11 erläuterte Operation im dritten Ausführungsbeispiel werden die Ausgangssignale aus den Speichern 109 und 110 zum Verzögern der Signale um 1H in die Synchronisations-/Interpolationsschaltung 127 eingegeben, in der die Farbkomponenten (dies sind hier Ye, Cy, Mg und G) synchronisiert werden. Dann werden die zurückgegebenen Komponenten aus den jeweiligen Komponenten durch Tiefpaßfilter 128 bis 131 beseitigt. Danach werden sie eingegeben in den Wähler 158. Die aus den Speichern 109 und 110 kommenden Signale werden zwischenzeitlich um eine Zeitdauer entsprechend einem Teilbild vom Teilbildspeicher 6 verzögert und dann eingegeben in den Wähler 158. Daten aus Zeilen, die als "ungradzahlig" in Fig. 4 aufgezeigt sind, und Daten aus Zeilen, die als "gradzahlig" aufgezeigt sind, werden auf diese Weise zur selben Zeit an den Wähler 158 gesandt.
Hinsichtlich des Wählers 158 sind sowohl dessen Aufbau als auch dessen Arbeitsweise dieselben wie zuvor anhand Fig. 3 im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, so daß die Erläuterungen dieser entfallen.
Mit der Interpolation zwischen Teilbildern (Interteilbildinterpolation) unter Verwendung des Wählers 158 ist es möglich, die Anzahl von Pixeln einer jeden Farbkomponente in Horizontalrichtung zu verdoppeln, womit die Auflösung verbessert wird.
Die Wähler 213 bis 216 wählen entweder die Daten 201 bis 204, die mit der herkömmlichen Intrazeileninterpolation verarbeitet wurden, oder die Ausgangssignale aus den Wählern 209 bis 210 auf der Grundlage des Signals mdet aus, das aus der Bewegungsfeststelleinheit 7 ausgegeben wurde.
Wenn eine Bewegung im Bild von der Bewegungsfeststelleinheit 7 festgestellt ist, werden üblicherweise die Signale, die mit der herkömmlichen Intrazeileninterpolation verarbeitet wurden, ausgewählt, wohingegen, wenn keine Bewegung festgestellt wurde, dann die Signale ausgewählt werden, die mit Interteilbildinterpolation verarbeitet wurden.
Die Öffnungskorrektur des Leuchtdichtesignals wird zwischenzeitlich grundsätzlich in derselben Weise ausgeführt wie nach den herkömmlichen Verfahren. Im dritten Ausführungsbeispiel jedoch werden die Verstärkungssteuerungen 120 V und 120 H unabhängig voneinander vorgesehen für die Vertikalrichtung und für die Horizontalrichtung, um die Öffnungskorrektur bezüglich eines Leuchtdichtesignals geringer Leuchtdichte zu beschränken. Ein Beispiel dieser Eingangs-/Ausgangskennlinien der Verstärkungssteuerungen 120 V und 120 H ist in Fig. 10A gezeigt. Wie sich aus dem Graphen ersehen läßt, ist die Verstärkung im niedrigen Leuchtdichteteil gering. Die Eingangs- /Ausgangskennlinien der Verstärkungssteuerungen 120 V und 120 H werden gemäß dem Signal mdet gesteuert, das aus der Bewegungsfeststelleinheit 7 kommt. Genauer gesagt, die Werte von b, c und t, die in Fig. 10A gezeigt sind, werden gemäß dem Wert des Signals mdet geändert. Damit ist es möglich und realisierbar, die Öffnungskorrektur bezüglich Signalen geringer Leuchtdichte sowohl vom bewegten Bild aus auch vom stehenden Bild in geeigneter Weise zu beschränken.
Gemäß dem zuvor beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel können mit Verzögerungsmitteln, wie dem Teilbildspeicher und dem Bewegungsfeststellmittel, die Inhalte der Leuchtdichtesignalverarbeitung und der Farbsignalverarbeitung gemäß der Tatsache geändert werden, ob ein bewegtes Bild eingegeben wird oder ob ein stehendes Bild eingegeben wird, und es läßt sich ein Bild hoher Qualität sowohl im Falle der Anzeige eines bewegten Bildes als auch bei der Anzeige eines stehenden Bildes ausgegeben.
Angemerkt sei, daß Verstärkungssteuerungen 120 V und 120 H durch Hardware aufgebaut sein können oder sich durch Schreiben der Eingangs-/Ausgangskennlinien in einen ROM oder dergleichen realisieren lassen.
Die Bewegungsfeststelleinheit 7 nimmt des weiteren sowohl die Eingangs- als auch die Ausgangssignale in den/aus dem Teilbildspeicher 6, überprüft dann, ob es eine Bewegungskomponente gibt, durch Heranziehen der Differenzen zwischen den eingegebenen und den ausgegebenen Signalen in den/aus dem Teilbildspeicher 6. Damit bestimmt die Bewegungsfeststelleinheit 7, ob das eingegebene Bild ein bewegtes Bild oder stehendes Bild ist, und gibt entweder "0" oder "1" als das Signal mdet ab.
Nachdem die Komponentensignale Ye, Cy, Mg und G in der zuvor beschriebenen Weise gewonnen wurden, sind die Verarbeitungen dieselben wie die herkömmlichen Prozesse, die bereits unter Bezug auf Fig. 11 erläutert worden sind.

< Viertes Ausführungsbeispiel>

Fig. 9 stellt einen Aufbau einer Vorrichtung zur Bildaufnahme gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung dar.
Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom dritten Ausführungsbeispiel in einem Punkt, bei dem zusätzlich zum Wähler 158 und zu den Verstärkungssteuerungen 120 V und 120 H die Matrixoperationsschaltung 132 und die Basisabschneideschaltungen 117 und 118 auf der Grundlage des Signals mdet gesteuert werden, das aus der Bewegungsfeststelleinheit 7 kommt.
In der Matrixoperationsschaltung 132 werden Matrixkoeffizienten gemäß dem Signal mdet geändert, das aus der Bewegungsfeststelleinheit 7 kommt, wodurch eine geeignete Farbwiedergabe sowohl bei einem bewegten Bild als auch bei einem stehenden Bild erzielt wird. Eine spezifische Operation der Matrixoperationsschaltung 132 ist als Beispiel im zweiten Ausführungsbeispiel erläutert worden.
Die Eingangs-/Ausgangskennlinien der Basisabschneideschaltungen 117 und 118 in der Öffnungskorrekturschaltung 100 sind in Fig. 10B gezeigt. Diese Schaltungen realisieren die Rauschbeseitigung durch Ausgabe von "0" für ein eingegebenes Signal, das in der Amplitude kleiner als ein Wert a ist. Der Wert a beherrscht die Eingangs- /Ausgangskennlinien der Basisabschneideschaltungen 117 und 118 und wird geändert gemäß dem Signal mdet, das aus der Bewegungsfeststelleinheit 7 kommt, wodurch eine geeignete Rauschbeseitigung aus einem Öffnungskorrektursignal sowohl für ein bewegtes Bild als auch für ein stehendes Bild gewonnen wird.
Gemäß dem vierten zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung kann mit Verzögerungsmitteln, wie mit dem Teilbildspeicher, und mit Bewegungsfeststellmitteln der Inhalt der Leuchtdichtesignalverarbeitung und der Farbsignalverarbeitung geändert werden gemäß der Tatsache, ob ein bewegtes Bild eingegeben wird oder ob ein stehendes Bild eingegeben wird, und ein hochqualitatives Ausgabebild kann erzielt werden sowohl im Falle der Anzeige des bewegten Bildes als auch bei der Anzeige des stehenden Bildes.
Angemerkt sei, daß die Basisabschneideschaltungen 117 und 118 aufgebaut sein können durch eine Hardware oder sich durch Schreiben der Eingangs-/Ausgangskennlinien in einen ROM oder dergleichen realisieren lassen.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar bei einem System, das sich aus einer Vielzahl von Einrichtungen zusammensetzt, oder bei einem Gerät mit einer einzigen Einrichtung.
Des weiteren wird ein Teilbildspeicher als Bewegungsfeststelleinheit 7 in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet. Jedoch kann auch ein Vollbildspeicher anstelle des Teilbildspeichers verwendet werden, um eine genauere Feststellung der Bewegung in einem Bild zu erhalten.
Des weiteren kann die Aufgabe der vorliegenden Erfindung auch gelöst werden durch Bereitstellen eines Speichermediums, das Programmcodes zum Ausführen der zuvor beschriebenen Prozesse bei einem System oder bei einer Vorrichtung, Lesen des Programmcodes mit einem Computer (das heißt einer CPU, einer MPU) des Systems oder der Vorrichtung aus dem Speicherträger und dann zum Ausführen des Programms speichert.
In diesem Falle realisieren die Programmcodes, die aus dem Speichermedium gelesen werden, die Funktionen gemäß den Ausführungsbeispielen, und das Speichermedium speichert die Programmcodes, die die Erfindung bilden.
Des weiteren kann das Speichermedium, wie eine Diskette, eine Festplatte, eine optische Platte, eine magneto-optische Platte, ein CD-ROM, eine CD-R, ein Magnetband, eine Speicherkarte des nichtflüchtigen Typs und ein ROM, dazu verwendet werden, um die Programmcodes zu speichern.
Neben den zuvor beschriebenen Funktionen gemäß den obigen Ausführungsbeispielen, die realisiert werden durch Ausführung der Programmcodes, die von einem Computer gelesen werden, enthält die vorliegende Erfindung des weiteren einen Fall, bei dem ein OS (Betriebssystem) oder dergleichen auf dem Computer arbeitet und einen Teil oder die gesamten Prozesse gemäß den Bestimmungen der Programmcodes ausführt und Funktionen gemäß den obigen Ausführungsbeispielen realisiert.
Die vorliegende Erfindung enthält auch einen Fall, bei dem, nachdem die aus dem Speichermedium ausgelesenen Programmcodes in eine Funktionserweiterungskarte geschrieben wurden, die in den Computer oder in einen Speicher eingefügt wird, der in einer Funktionserweiterungseinheit vorgesehen ist, die mit dem Computer verbunden ist, die in der Funktionserweiterungskarte oder Einheit vorgesehen CPU oder dergleichen einen Teil oder den gesamten Prozeß gemäß den Bestimmungen der obigen Programmcodes ausführt und die Funktionen der obigen Ausführungsbeispiel realisiert.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt, und verschiedene Änderungen und Abwandlungen sind möglich innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung. Um die Öffentlichkeit vom Umfang der vorliegenden Erfindung zu informieren, werden folglich die nachstehenden Patentansprüche angegeben.

Claims

1. Vorrichtung zur Bildaufnahme, mit:

einem Bildaufnahmemittel,(1, 101) zum Aufnehmen eines Bildes eines Gegenstands und zum Erzeugen erster und zweiter Signale, gekennzeichnet durch

ein Verzögerungsmittel (6), das die ersten Bildsignale für eine vorbestimmte Zeitdauer verzögert und verzögerte erste Bildsignale gemäß einem jeden ersten Bildsignal abgibt;

einem Feststellmittel (7), das die Bewegung des Bildes auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen den zweiten Bildsignalen gegenüber den verzögerten ersten Bildsignalen feststellt;

einem ersten Verarbeitungsmittel (4), mit:

einem Zusammensetzmittel (8, 9, 158), das die zweiten mit den verzögerten ersten Bildsignalen zusammensetzt; und mit

einem Auswahlmittel (158), das die nichtzusammengesetzten Bildsignale auswählt, wenn das Feststellmittel eine Bewegung im Bild festgestellt hat, das das Bildaufnahmemittel aufgenommen hat, und Auswählen der zusammengesetzten Bildsignale, die durch das Zusammensetzmittel erzielt werden, wenn das Feststellmittel keine Bewegung des Bildes festgestellt hat, und mit

einem Matrixbetriebsmittel (10), das eine Matrixoperation bezüglich der Bildsignale ausführt, die das erste Verarbeitungsmittel verarbeitet hat, und Verwendung unterschiedlicher Matrixkoeffizienten, deren Änderung auf der Grundlage des festgestellten Ergebnisses vom Feststellmittel erfolgt,

wobei die ersten Bildsignale während der ersten Bildabtastperioden und die zweiten Bildsignale während der zweiten Bildabtastperioden entstehen, unmittelbar gefolgt von den ersten Bildabtastperioden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem zweiten Verarbeitungsmittel (5), das einen vorbestimmten Bildprozeß bezüglich einer Leuchtdichtekomponente des ersten Bildsignals gemäß dem festgestellten Ergebnis vom Feststellmittel (7) anwendet.

3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Bildaufnahmemittel (1, 101) eingerichtet ist, eine Zeilensprungabtastung auszuführen und in alternativer Weise Bildsignale vom aufgenommenen Bild in einem ungradzahligen Teilbild und ein Bild in einem gradzahligen Teilbild abgibt, und wobei das Verzögerungsmittel (6) die ersten Bildsignale für eine Zeitdauer gemäß einem Teilbild verzögert.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Verzögerungsmittel (6) eingerichtet ist zum Verzögern der ersten Bildsignale für eine Zeitdauer gemäß einem Vollbild.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Matrixbetriebsmittel (10) eine Intra-Teilbildverarbeitung ausführt, wenn das Feststellmittel (7) eine Bewegung des Bildes feststellt, das das Bildaufnahmemittel aufgenommen hat, und eine Inter-Teilbildverarbeitung ausführt, wenn das Feststellmittel keine Bewegung des Bildes festgestellt hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 5, sofern diese von Anspruch 2 abhängig sind, wobei das zweite Verarbeitungsmittel (5) ein Verstärkungsregelmittel (120 V, 120 H) zum Steuern der Verstärkung für die Leuchtdichtekomponente der ersten Bildsignale gemäß dem vom Feststellmittel (7) festgestellten Ergebnis hat.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis S. sofern diese von Anspruch 2 abhängig sind, bei der das zweite Verarbeitungsmittel (5) ein Basisübersprungmittel (117, 118) zum Beseitigen einer Signalkomponente hat, die geringer als ein gemäß dem festgestellten Ergebnis durch das Feststellmittel (7) aus den ersten Bildsignalen vorbestimmter Wert ist.

8. Verfahren zur Bildaufnahme, mit den Verfahrensschritten:

Aufnehmen eines Bildes eines Gegenstands und Erzeugen erster und zweiter Signale,

gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

Verzögern der ersten Bildsignale für eine vorbestimmte Zeitdauer und Ausgeben verzögerter erster Bildsignale gemäß einem jeden der ersten Bildsignale;

Feststellen einer Bewegung des Bildes auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen den zweiten Bildsignalen gegenüber den verzögerten ersten Bildsignalen;

Verwenden erster Verarbeitungsmittel (4), mit:

einem Zusammensetzmittel (8, 9, 158), das die zweiten und die verzögerten ersten Bildsignale kombiniert; und dem Verfahrensschritt

Auswählen der nichtkombinierten Bildsignale, wenn eine Bewegung im vom Bildaufnahmemittel aufgenommenen Bild festgestellt ist und Auswählen der kombinierten durch das Kombinationsmittel gewonnenen Bildsignale, wenn die Bewegung nicht festgestellt wurde, und

Ausführen einer Matrixoperation bezüglich der Bildsignale, die das erste Verarbeitungsmittel unter Verwendung unterschiedlicher Matrixkoeffizienten verarbeitet hat, geändert auf der Grundlage des festgestellten Ergebnisses vom Feststellmittel,

wobei das Erzeugen der ersten Bildsignale während der ersten Bildabtastperioden erfolgt und das der zweiten Bildsignale während der zweiten Bildabtastperioden, die unmittelbar den ersten Bildabtastperioden folgen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, mit dem weiteren Verfahrensschritt des Anwendens zweiter Verarbeitungsmittel (5), die eine vorbestimmte Bildverarbeitung bezüglich einer Leuchtdichtekomponente der ersten Bildsignale gemäß dem im Feststellschritt festgestellten Ergebnis anwenden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9, bei dem ein Bildaufnahmemittel (1, 101) das Bild aufnimmt, welches eine Zeilensprungabtastung ausführt und alternativ Bildsignale vom aufgenommenen Bild in einem ungradzahligen Teilbild und ein Bild in einem gradzahligen Teilbild abgibt, wobei der Verzögerungsschritt (6) die ersten Bildsignale für eine Zeitdauer entsprechend eines Teilbildes verzögert.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem der Verzögerungsschritt die ersten Bildsignale für eine Zeitdauer entsprechend einem Vollbild verzögert.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem der Matrixoperationsschritt eine Intra-Teilbildverarbeitung ausführt, wenn eine Bewegung im aufgenommenen Bild festgestellt ist, und eine Inter-Teilbildverarbeitung ausführt, wenn keine Bewegung festgestellt ist.

13. Verfahren nach Anspruch 9 oder einem der Ansprüche 10 bis 12, wenn diese abhängig sind von Anspruch 9, wobei das zweite Verarbeitungsmittel (5) ein Verstärkungsregelmittel (120 V, 120 H) verwendet, um die Verstärkung der Leuchtdichtekomponente der ersten Bildsignale gemäß dem Ergebnis des Feststellschritts zu regeln.

14. Verfahren nach Anspruch 9 oder einem der Ansprüche 10 bis 12, falls diese von Anspruch 9 abhängig sind, wobei das zweite Verarbeitungsmittel (5) ein Ursprungsklammermittel (117, 118) verwendet, um eine Signalkomponente zu beseitigen, die geringer als ein vorbestimmter Wert ist, der gemäß dem Ergebnis des Feststellschrittes festgestellt ist.