DE69027711T2

DE69027711T2 - Fokussiereinrichtung und digitale Filter dafür

Info

Publication number: DE69027711T2
Application number: DE69027711T
Authority: DE
Inventors: Tokuyo Fukuda; Akihiro Kikuchi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-05-19
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1996-12-05
Anticipated expiration: 2010-05-19
Also published as: EP0398368B1; DE69027711D1; US5070408A; EP0398368A2; EP0398368A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Objektivfokussiersysteme, wie z. B. ein Objektivfokussiersystem einer Videokamera.
Ein bekanntes Videokamera-Autofokussiersystem arbeitet nach dem Prinzip, daß die Frequenzkomponenten (ausgenommen die DC- Komponente) des Videosignals ein Maximum besitzen, wenn die Kamera scharf eingestellt ist. Bei dem bekannten System werden die Frequenzkomponenten des Videosignals, mit Ausnahme der DC- Komponente, integriert, um ein Bewertungssignal zu liefern, und die Position des Objektivs wird in die Position gebracht, in welcher das Bewertungssignal einen Maximalwert erreicht, worauf das System scharf eingestellt ist. Der Maximalwert des Bewertungssignals wird durch Vergleich von aufeinanderfolgenden Bewertungssignalen festgestellt, um zu bestimmen, ob das Bewertungssignal von einem Zustand der Zunahme in einen Zustand der Abnahme wechselt. Eine derartige Steuertechnik wird als Spitzendetektionssteuerung bezeichnet.
Fig. 1 stellt ein Beispiel einer herkömmlichen Autofokusschaltung einer Videokamera gemäß einem derartigen System dar. In Fig. 1 ist ein Objektiv 201 mittels eines Antriebsmotors 202 bewegbar. Ein Bild, welches durch das Objektiv 201 übermittelt wird, wird mittels einer Bildsignalumformereinrichtung 203, wie z. B. einem ladungsgekoppelten Schaltelement (CCD), in ein elektrisches Signal umgesetzt. Ein Ausgangssignal der Bildsignalumformereinrichtung 203 wird einer Signalverarbeitungsschaltung 204 zugeführt, welche daraus ein Luminanzsignal Y erzeugt und das Luminanzsignal einer Detektionsschaltung 206 über ein Filter 205 zuführt, welches die Frequenzkomponenten des Luminanzsignals Y mit Ausnahme von irgendeiner DC- Komponente durchläßt. Ein Ausgangssignal der Detektionsschaltung 206 wird einem A/D-Umsetzer 207 zugeführt. Ein Ausgangssignal des A/D-Umsetzers 207 wird einer Integrationsschaltung 208 zugeführt, welche wirksam ist, um jene Teile davon zu integrieren, welche einen vorgegebenen Bereich des Bildes in dem Kamerasucher repräsentieren, um dadurch ein Bewertungssignal zur Verfügung zu stellen, welches dann einer Steuerung 210 zugeführt wird. Die Steuerung 210 steuert ein Antriebssignal, welches dem Antriebsmotor 202 über eine Treiberschaltung 211 zur Verfügung gestellt wird, um die Position des Objektivs 201 einzustellen, bis das von der Integrationsschaltung 208 ausgegebene Bewertungssignal ein Maximum erreicht. Durch diese Tätigkeit führt die Steuerung 210 eine Spitzendetektionssteuertechnik aus, wie weiter unten beschrieben wird.
Eine beispielhafte Beziehung zwischen der Objektivposition und dem sich ergebenden Bewertungssignal ist durch die Kurve, welche in Fig. 2 dargestellt ist, gekennzeichnet. Wenn das Objektiv 201 aus einer Position ln in eine Position ln+1 bewegt wird, wird das Bewertungssignal Dn, welches an der Position ln erhalten wird, mit dem Bewertungssignal Dn+1, welches in der nachfolgenden Position ln+1 erhalten wird, verglichen. Das Objektiv 201 wird bewegt, bis das Bewertungssignal Dn, welches in einer früheren Objektivposition ln erhalten worden ist, größer als das Bewertungssignal Dn+1 ist, welches in einer Objektivposition ln+1 erhalten wird, welche nach der Position ln erreicht wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, nimmt das Bewertungssignal, wenn die Objektivposition nach rechts bewegt wird, zu bis das Objektiv eine Objektivposition lfocus durchlaufen hat, bei welcher das Bewertungssignal einen Maximalwert Dmax erreicht. Wenn das Objektiv die Objektivposition lfocus durchlaufen hat, bei welcher das Bewertungssignal seinen Maximalwert erreicht, beginnt das Bewertungssignal kleiner zu werden. Die Spitzendetektionssteuerungstechnik bestimmt, wann die Bewertungssignale Dn und Dn+1 für zwei aufeinanderfolgende Objektivpositionen ln und ln+1 von einem Zustand der Zunahme in einen Zustand der Abnahme wechseln, während die Objektivposition in eine vorgegebenen Richtung verschoben wird. Auf eine derartige Weise kann bestimmt werden, daß das Objektiv die Objektivposition lfocus erreicht hat, bei welcher das Bewertungssignal seinen Maximalwert Dmax erreicht, so daß eine Scharfeinstellung erreicht wird.
Bisher wurde ein analoges Tschebyschow-Approximationsfilter dritter Ordnung als Filter 205 verwendet, um die DC-Komponente in der herkömmlichen Signalautofokusschaltung aus dem Videosignal zu eliminieren. Fig. 3 stellt Bewertungssignalcharakteristiken der herkömmlichen Autofokusschaltung dar, welche ein derartiges analoges Filter verwendet. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist bei einer derartigen Autofokusschaltung die Neigung der charakteristischen Kurve des Bewertungssignals nicht konstant. Wenn die Objektivposition weit entfernt von der Scharfeinstellungsposition lfocus ist, ist die Neigung der charakteristischen Kurve fast nicht vorhanden. Entsprechend ist in dem Fall, in welchem die Anfangsposition des Objektivs weit von der Scharfeinstellungsposition entfernt ist, z. B. an der Stelle lp, der Unterschied zwischen dem Bewertungssignal in der Objektivposition lp+1 und dem Bewertungssignal für eine Objektivposition lp+1 welche dicht bei der Objektivposition lp liegt, sehr klein, so daß es schwierig ist, unter diesen Bedingungen einen Scharfeinstellungszustand zu erreichen.
Um zu ermöglichen, das Objektiv so einzustellen, daß das System scharf eingestellt ist, selbst wenn die Anfangsposition des Objektivs weit von der in Fig. 3 gezeigten Scharfeinstellungsposition entfernt ist, kann die Gesamtverstärkung der Schaltung vergrößert werden, um die Neigung der Bewertungssignalkurve zu vergrößern, wenn die Anfangslage des Objektivs weit von der Scharfeinstellungsposition entfernt ist. Jedoch ist dann ein großer dynamischer Bereich erforderlich, was schwierig zu erfüllen ist.
Die EP-A-0 263 510 offenbart ein System zur Bereitstellung eines Fokussierungssignals für die Verwendung mit einer optischen Einrichtung, welche ein Objektiv besitzt, welches in der Lage ist, zur Fokussierung eines Bildes, welches durch dieses übermittelt wird, positioniert zu werden, und welche eine Bildsignalumformereinrichtung zur Umsetzung eines Bildes des Objektivs in ein Videosignal und Signalfiltereinrichtungen zur Erzeugung des Fokussierungsignals auf der Grundlage des Videosignals durch im wesentlichen eine Eliminierung der niedrigen Frequenzkomponenten aus dem Videosignal umfaßt.
Aus der GB-A-2 099 652 ist ein digitales Filter bekannt, bei welchem n+1 Abtastwerte eines digitalen Signals zur Mittelwertbildung verwendet werden, und welches Mittel zur Verzögerung des digitalen Eingangssignals um n+1 Abtastperioden t und Mittel zur Subtrahierung des verzögerten Signals von dem unverzögerten Signal umfaßt. Die so gebildeten Differenzwerte werden in einem Akkumulator, welcher einen Addierer mit einem Rückführungsteil, welches eine Verzögerung von einer Abtastperiode besitzt, umfaßt, akkumuliert.
Daher ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein verbessertes Fokussiersteuersystem bereitzustellen, welches die oben erwähnten Nachteile und Probleme, welche mit dem Stand der Technik verbunden sind, vermeidet.
Diese Aufgabe wird jeweils mittels einer Fokussiersteuervorrichtung gemäß Anspruch 1 und eines Systems zur Bereitstellung eines Fokussierungssignals nach Anspruch 6 gelöst.
Die jeweiligen abhängigen Ansprüche 2 bis 5 und 7 bis 22 entwickeln die Idee der Erfindung weiter.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fokussiersteuervorrichtung für eine Videokamera bereitzustellen, bei welcher mittlere und/oder hohe Frequenzkomponenten in einem Videosignal zur Fokussierung maximiert und detektiert werden, mit einer Linsenanordnung zur Bildfokussierung; Antriebsmitteln zum Bewegen der Linsenanordnung; einer Bildsignalumformereinrichtung zur Umsetzung des Lichtes der Linsenanordnung in elektrische Signale; Signalverarbeitungsmitteln zur Verarbeitung der elektrischen Signale der Bildsignalumformereinrichtung, um analoge Luminanzsignale zu erhalten; einer Analog/Digital-Umsetzeinrichtung zum Umsetzen der analogen Luminanzsignale von den Signalverarbeitungsmitteln in digitale Luminanzsignale; wobei die Vorrichtung umfaßt: eine Filtereinrichtung, welche ein Tiefpaßfilter mit einer Übertragungscharakteristik, welche sich der Linsenanordnung nähert, wenn diese sich außerhalb des Brennpunkts befindet, und welchem das digitale Luminanzsignal zugeführt wird, und eine Subtraktions einrichtung zum Subtrahieren von Signalkomponenten, welche das Filter durchlaufen haben von den digitalen Luminanzsignalen, um ein gefiltertes Ausgangssignal zu erzeugen, enthält; Detektionsmittel zur Detektion des Pegels des gefilterten Ausgangssignals der Subtraktionseinrichtung und Bereitstellung eines entsprechenden detektierten Ausgangssignal; Ansteuerungsmittel zur Ansteuerung der Antriebsmittel entsprechend einem Steuersignal; und eine Steuerungseinrichtung, welche auf das detektierte Ausgangssignal zur Bereitstellung des Steuersignals für die Ansteuerungsmittel reagiert, daß die Linsenanordnung positioniert wird, um das detektierte Ausgangssignal zu maximieren.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein System zur Bereitstellung eines Fokussierungssignals für die Verwendung bei einer optischen Einrichtung mit einer Linse bereitzustellen, welche geeignet ist, als Reaktion auf das Fokussierungssignal zur Fokussierung eines durch sie hindurchgeleiteten Bildes positioniert zu werden, wobei das System eine Bildsignalumformereinrichtung zum Umsetzen eines Bildes der Linse in ein Videosignal umfaßt; wobei das System eine Signalfiltereinrichtung umfaßt, welche ein Tiefpaßfilter mit einer Übertragungscharakteristik, welche sich jener der Linse nähert, wenn sich diese außerhalb des Brennpunkts befindet, und welchem das Videosignal zugeführt wird, und eine Subtratkionseinrichtung zur Subtraktion von Signalkomponenten, welche das Tiefpaßfilter durchlaufen haben von dem Videosignal, um ein Fokussierungssignal zu erzeugen, enthält.
Die oben genannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung von bestimmten dargestellten Ausführungsformen offenbar, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, welche einen Teil der Beschreibung bilden, zu lesen sind, und in welcher entsprechende Teile und Komponenten in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen durch gleiche Bezugsziffern gekennzeichnet sind.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer beispielhaften herkömmlichen Autofokusschaltung;
Fig. 2 und 3 sind Diagramme zur Verwendung bei der Erklärung der Wirkungsweise der herkömmlichen Autofokusschaltung von Fig. 1;
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Fokussierungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist ein Diagramm zur Verwendung bei der Erklärung der Wirkungsweise der Ausführungsform von Fig. 4;
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines einen Mittelwert bildenden Tiefpaßfilters zur Verwendung bei der Ausführungsform von Fig. 4;
Fig. 7 ist ein Diagramm der Frequenzcharakteristik zur Verwendung bei der Erklärung der Wirkungsweise des einen Mittelwert bildenden Tiefpaßfilters von Fig. 6;
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild einer Filterschaltung, welche in der Ausführungsform von Fig. 4 verwendet wird;
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild einer Filterschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ist eine graphische Darstellung der Frequenzcharakteristik zur Verwendung bei der Erklärung der Wirkungsweise der Ausführungsform von Fig. 9;
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild einer Filterschaltung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 ist ein Blockschaltbild einer Filterschaltung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 ist ein Blockschaltbild einer Filterschaltung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ist eine graphische Darstellung einer Frequenzcharakteristik zur Verwendung bei der Erklärung der Wirkungsweise der Ausführungsform von Fig. 13;
Fig. 15 ist ein Blockschaltbild einer Filterschaltung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 16 ist ein Blockschaltbild einer Filterschaltung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 17 ist ein Blockschaltbild einer Filterschaltung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 18A bis 18C sind Kurvenbilder zur Erklärung der Wirkungsweise eines Fokussierungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 19 und 20 sind Bildmusterdarstellungen, welche verwendet werden, um Objekte darzustellen, welche bei der Erzeugung der Kurvenbilder der Fig. 18A bis 18C verwendet worden sind.
Zuerst wird Bezug auf Fig. 4 genommen, in welcher ein Fokussiersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, bei welchem ein Objektiv 1 zur Fokussierung eines Bildes bezüglich einer CCD-Bildsignalumformereinrichtung 3 mittels eines Antriebsmotors 2 bewegbar ist. Ein optisches Bild, welches durch das Objektiv 1 hindurchgeleitet worden ist, trifft auf eine Bildsignalumformereinrichtung 3, welche wirksam ist, um ein entsprechendes elektrisches Signal an ihrem Ausgang zu erzeugen. Das Ausgangssignal der CCD-Bildsignalumformereinrichtung wird einer Signalverarbeitungsschaltung 4 zugeführt, welche daraus ein Luminanzsignal Y erzeugt. Das Luminanzsignal Y wird einem A/D- Umsetzer 5 zugeführt, welcher es in ein digitales Signal umsetzt, welches dann einer Filterschaltung 6 zugeführt wird.
Die Filterschaltung 6 umfaßt ein Unschärfe(out-of-focus)- Näherungstiefpaßfilter 7 und eine Subtraktionsschaltung 8. Das Unschärfe-Näherungstiefpaßfilter 7 besitzt eine Übertragungs charakteristik, welche jener eines Linsensystems angenähert ist, welches unscharf eingestellt ist, so daß ein Bild, welches dieses durchläuft, seine hohen Frequenzkomponenten verliert. Dementsprechend ist das Tiefpaßfilter 7 wirksam, um die Hochfrequenzkomponenten des Luminanzsignals Y abzuschwächen, um ein tiefpaßgefiltertes Signal zu erzeugen, welches Komponenten des optischen Bildes darstellt, welche auf die Bildsignalumformereinrichtung 3 auftreffen, wenn die Linse 1 derartig positioniert ist, daß sie außerhalb des Brennpunktes liegt. Wenn das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 7 durch die Subtraktionsschaltung 8 von dem Luminanzsignal Y subtrahiert wird, sind dessen niedrige Frequenzkomponenten, welche die Bildkomponenten darstellen, welche vorhanden sind, wenn sich die Linse außerhalb des Brennpunkts befindet, im wesentlichen aus dem Luminanzsignal Y eliminiert. Es werden anschließend verschiedene Ausführungsformen der Filterschaltung 6 detaillierter beschrieben.
Ein Ausgangssignal der Filterschaltung 6 wird einer Detektionsschaltung 9 zugeführt, welche den Pegel des Ausgangssignals feststellt und ein entsprechendes Detektionsausgangssignal für eine Integrationsschaltung 10 zur Verfügung stellt, welche wirksam ist, jene Teile eines derartigen Detektionsausgangssignals zu integrieren, welche einem vorgegebenen Bereich des optischen Bildes entsprechen, welches in der Bildsignalumformereinrichtung vorhanden ist.
Ein Ausgangssignal der Integrationsschaltung 10 ist ein Bewertungssignal, welches einer Steuerung 11 zugeführt wird. Der Treiber 12 ist wirksam, um dem Antriebsmotor 2 Energie auf der Grundlage eines Steuersignals von der Steuerung 11, welches durch das Bewertungssignal von der Integrationsschaltung 10 bestimmt wird, zuzuführen.
Die Steuerung 11 stellt die Position des Objektivs derart ein, daß das Bewertungssignal, welches von der Integrationsschaltung 10 ausgegeben wird, ein Maximum erreicht. Die Steuerung 11 verwendet eine Spitzendetektionssteuerungstechnik gemäß welcher, wenn die Linse in eine Richtung bewegt wird, die Bewertungssignale für aufeinanderfolgende Objektivpositionen verglichen werden, um dadurch die Linsenposition festzustellen, bei welcher die Bewertungssignale von einem Zustand der Zunahme in einen Zustand der Abnahme wechseln, um dadurch anzuzeigen, daß das System scharf eingestellt ist.
Bei einer derartigen Spitzendetektionssteuervorrichtung ist es erwünscht, daß die Neigung der charakteristischen Kurve des Bewertungssignals beinahe konstant ist. Eine derartige erwünschte charakteristische Kurve ist in Fig. 5 gezeigt, bei welcher die Abszisse die Objektivposition kennzeichnet, während die Ordinate den entsprechenden Bewertungssignalpegel anzeigt und lf eine Scharfeinstellung des Objektivs darstellt.
Gemäß gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfaßt das Unschärfe-Näherungstiefpaßfilter 7 der Filterschaltung 6 vorteilhafterweise ein digitales, einen Mittelwert bildendes Tiefpaßfilter, aber es wird richtig erkannt, daß das Filter 7 ebensogut andere Formen aufweisen kann. In dem Fall, in welchem das Bewertungssignal mit Hilfe des Filters 6 erhalten wird, welches das Unschärfe-Näherungstiefpaßfilter 7 und die Subtraktionsschaltung 8 umfaßt, nähert sich die charakteristische Kurve des sich ergebenden Bewertungssignals einer idealen Kurve an, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, d. h. die charakteristische Kurve ist eine Kurve, bei welcher die Neigung fast konstant ist.

Erste Ausführungsform einer Filterschaltung

Es ist nun mit Bezug auf Fig. 6 zu erkennen, daß gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung das Autofokus-Näherungstiefpaßfilter 7 der Filterschaltung 6 dargestellt ist als ein N-stufiges (2m) digitales Tiefpaßfilter. Eine Ubertragungs funktion H(z) des N-stufigen (2m) digitalen Tiefpaßfilter 7 kann wie folgt ausgedrückt werden:
Das einen Mittelwert bildende Tiefpaßfilter 7 führt die oben genannte Übertragungsfunktion der Gleichung (1) durch, indem sie den Gruppenverzögerungskorrekturfaktor zm eliminiert. In der Ausführungsform von Fig. 6 sind eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltungen 22l bis 222m, welche insgesamt 2m- Stufen ergeben, in Form einer Kaskade miteinander verbunden, wobei (m) eine ganze Zahl ist. An einem Ende der Kaskadenverbindung ist ein Eingangsanschluß 21 vorgesehen. Ausgangssignale der Verzögerungsschaltungen 22l bis 222m werden einer Additionsschaltung 23 als Eingangssignale zugeführt. Ein Ausgangssignal von der Additionsschaltung 23 wird einer Multiplizierungsschaltung 24 zugeführt, welche wirksam ist, um das Signal mit einem Faktor (1/(2m+1)) zu multiplizieren und das multiplizierte Signal einem Ausgangsanschluß 25 der Multiplikationsschaltung 24 zuzuführen.
Fig. 7 zeigt die typischen Frequenzcharakteristiken eines derartigen einen Mittelwert bildenden Tiefpaßfilters. In diesem zeichnet eine durchgezogene Linie eine Amplitudencharakteristik, während eine gestrichelte Linie eine Phasencharakteristik zeigt.
Es wird nun Bezug auf Fig. 8 genommen, aus welcher zu sehen ist, daß, wenn die Filterschaltung 6 von Fig. 4 das in Fig. 6 gezeigte digitale einen Mittelwert bildende Tiefpaßfilter 7 enthält, eine derartige Filterschaltung 6 durch eine subtraktive Verbindung der Ein- und Ausgangssignale des Filters 7 einfach vervollständigt werden kann. Genauer gesagt, bei der Filterschaltung 6 von Fig. 8 wird ein Signal von dem Eingangsanschluß 21 des Filters 7 einem nichtinvertierenden Eingangsanschluß der Subtraktionsschaltung 8 und dem Eingang der Fil terschaltung 7 zugeführt, deren Ausgangssignal einem invertierenden Eingangsanschluß der Subtraktionsschaltung 8 zugeführt wird. Entsprechend subtrahiert die Subtraktionsschaltung 8 ein Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 7 von dem Signal, welches dem Eingangsanschluß 21 zugeführt worden ist, und ein Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 8 wird einem Ausgangsanschluß 27 der Filterschaltung 6 zugeführt.

Zweite Ausführungsform einer Filterschaltung

Bei dem digitalen einen Mittelwert bildenden Filter, welches in Fig. 6 gezeigt ist, sind (2m) Verzögerungsschaltungen 22l bis 222m zusammen mit einer Additionsschaltung 23 erforderlich, um die Ausgangssignale von den Verzögerungsschaltungen 22l bis 222m zu addieren, was zu einer wesentlichen Schaltungskomplexität führt. Ein verhältnismäßig weniger komplexes Hochpaßfilter, welches für die Verwendung als Filterschaltung 6 von Fig. 4 geeignet ist, kann durch Ausführung einer Übertragungsfunktion erhalten werden, welche durch Subtraktion der Ausdrücke auf der rechten Seite von Gleichung (1) von 1 wie folgt hergeleitet wird
Die Gleichung (2) kann in die folgende Form zurückgeführt werden:
Es wird Bezug auf Fig. 9 genommen, in welcher ein Hochpaßfilter 30 dargestellt ist, welches die Übertragungsfunktion von Gleichung (3) ausführt und in einer vorteilhaften Ausführungsform für die Filterschaltung 6 des Fokussierungssystems, welches in Fig. 4 dargestellt ist, eingesetzt wird. Bei dem Hochpaßfilter 30 von Fig. 9 wird ein digitales Signal von einem Eingangsanschluß 31 einer m Abtastproben langen Verzögerungsschaltung 32 sowie einer (2m+1) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung 33 und einem nichtinvertierenden Eingang einer Subtraktionsschaltung 34 zugeführt.
Ein Ausgangssignal der (2m+1) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung 33 wird einem invertierenden Eingang einer Subtraktionsschaltung 34 zugeführt. Ein Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 34 wird einem ersten Eingang einer Additionsschaltung 35 zugeführt. Ein Ausgangssignal der Additionsschaltung 35 wird einem invertierenden Eingang einer Subtraktionsschaltung 36 zugeführt und außerdem wieder zu einem zweiten Eingang der Additionsschaltung 35 über eine eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung 37 zurückgeführt. Dementsprechend arbeiten die Additionsschaltung 35 und die Verzögerungsschaltung 37 zusammen, um das Signal, welches dem ersten Eingang der Additionsschaltung 35 zugeführt wird, zu integrieren.
Ein Ausgangssignal der m Abtastproben langen Verzögerungsschaltung 32 wird einem Eingang einer (2m+1)-Multiplikations schaltung 38 zugeführt. Ein Ausgangssignal der (2m+ 1)-Multiplikationsschaltung 38 wird einem nichtinvertierenden Eingang der Subtraktionsschaltung 36 zugeführt. Ein Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 36 wird einem Eingang einer (1/(2m+1))- Multiplikationsschaltung 39 zugeführt, welche ein Ausgangssignal an einem Ausgangsanschluß 40 des Filters 30 bereitstellt.
Es wird nun Bezug auf Fig. 10 genommen, bei der die Charakteristiken eines digitalen Hochpaßfilters mit der Übertragungsfunktion von Gleichung (2) oder (3) dargestellt sind, wobei angenommen ist, daß (2+1) = 33 ist. in Fig. 10 kennzeichnet eine durchgezogene Linie die Amplitudencharakteristiken und eine gestrichelte Linie stellt die Phasencharakteristiken dar.

Dritte Ausführungsform einer Filterschaltung

Es wird Bezug auf Fig. 11 genommen, in welcher eine weitere vereinfachte Ausführungsform eines Hochpaßfilters in der Form eines Filters 50 dargestellt ist, welches eine m Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 52 und eine (m+1) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 53, welche als Kaskade miteinander verbunden sind, umfaßt. Ein digitales Eingangssignal von einem Eingangsanschluß 51 des Filters 50 wird dem Eingang der Verzögerungsschaltung 52 zugeführt und einem nichtinvertierenden Eingang einer Subtraktionsschaltung 54. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 53 wird einem invertierenden Eingang der Subtraktionsschaltung 54 zugeführt.
Ein Ausgangssignal von der m Abtastproben langen Verzögerungsschaltung 52 wird einem ersten Eingang einer Additions schaltung 56 und dem Eingang einer Multiplikationsschaltung 55, welche wirksam ist, um das Eingangssignal mit einem Koeffizienten (2m) zu multiplizieren, zugeführt. Die 2m-Multiplikationsschaltung 55 umfaßt eine Bitschiebeschaltung. Ein Ausgangssignal der Multiplikationsschaltung 55 wird einem zweiten Eingang der Additionsschaltung 56 zugeführt. Ein Ausgangssignal der Additionsschaltung 56 wird einem nichtinvertierenden Eingang einer Subtraktionsschaltung 58 zugeführt.
Ein Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 54 wird einem ersten Eingang einer Additionsschaltung 57 zugeführt. Ein Ausgangssignal der Additionsschaltung 57 wird einem invertierenden Eingang der Subtraktionsschaltung 58 zugeführt und außerdem auf einen zweiten Eingang der Additionsschaltung 57 über eine eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung 59 zurückgeführt, so daß die Additionsschaltung 57 und die Verzögerungsschaltung 59 zusammen als ein Integrator wirken. Es sind Register (zum Zwecke der Vereinfachung und Klarheit nicht gezeigt) zum Sperren der Ausgangssignale der Subtraktionsschaltung 54 und der Additionsschaltungen 56 und 57 vorgesehen. Ein Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 58 wird an einem Ausgangsanschluß 60 des Filters 50 bereitgestellt.
Das Filter 50 von Fig. 11 ist verhältnismäßig weniger komplex als das Filter 30 von Fig. 9 und ist besser geeignet zur Erzielung einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit. Die Filteranordnung 50 von Fig. 11 erfordert keinen (1/(2m+1))-Multiplizierer 39, da dieser lediglich den Gesamtverstärkungsfaktor der Schaltung 30 beeinflußt. Jedoch ist im Gegensatz zu der Multiplikationsschaltung 39 die Multiplikationsschaltung 38 nur in einem Zweig des Filters 30 angeordnet. Multiplizierer sind relativ komplexe Schaltungen und tendieren dazu, geringe Arbeitsgeschwindigkeiten zu besitzen. Trotzdem erzielt das Filter 50 von Fig. 11 eine verbesserte Arbeitsgeschwindigkeit und verringert die Schaltungskomplexität durch das Ersetzen der (2m+1)-Multiplikation der Schaltung 38 durch die Kombination einer 2m-Bitverschiebungsschaltung 55 und einer Additionsschaltung 56.
Die (2m+1) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 33 des Filters 30 ist in dem Filter 50 durch die Hintereinanderschaltung der m Abtastproben langen Verzögerungsschaltung 52 und der (m+1) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung 53 ersetzt. Entsprechend wird durch Zuführung eines Ausgangssignals an den Punkt, an welchem die m Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 52 mit der (m+1) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung 53 verbunden ist, das geforderte Eingangssignal für die (2m+1)-Multiplikationsschaltung bereitgestellt und die m Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 32 des Filters 30 ist in dem Filter 50 weggelassen, wodurch diese weiterhin vereinfacht wird.

Vierte Ausführungsform einer Filterschaltung

Es wird nun Bezug auf Fig. 12 genommen, in welcher noch eine weitere Ausführungsform eines digitalen Hochpaßfilters in der Form einer Filterschaltung 75 dargestellt ist. Bei der Filterschaltung 75 sind eine (m+1) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 62 und eine m Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 63 als Kaskade miteinander verbunden. Ein digitales Eingangssignal von einem Eingangsanschluß 61 wird einem nichtinvertierenden Eingang einer Subtraktionsschaltung 64 zugeführt und wird außerdem einem invertierenden Eingang der Subtraktionsschaltung 64 über die (m+1) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 62 und die m Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 63 zugeführt.
Ein Ausgangssignal von der (m+1) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung 62 wird einem ersten Eingang einer Additionsschaltung 66 und einer 2m-Multiplikationsschaltung 65 zugeführt, welche vorteilhafterweise eine Bitschiebeschaltung umfaßt. Ein Ausgangssignal der Multiplikationsschaltung 65 wird einem zweiten Eingang der Additionsschaltung 66 zugeführt. Ein Ausgangssignal der Additionsschaltung 66 wird einem Eingang einer eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 72 zugeführt und ein Ausgangssignal der eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 72 wird einem nichtinvertierenden Eingangsanschluß einer Subtraktionsschaltung 68 zugeführt.
Ein Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 64 wird einem Eingang einer eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 71 zugeführt. Ein Ausgangssignal der eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 71 wird einem ersten Eingang einer Additionsschaltung 67 zugeführt. Eine Ausgangssignal der Additionsschaltung 67 wird einem Eingang einer eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 69 zugeführt, ein Ausgangssignal der eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 69 wird auf einen zweiten Eingang der Additionsschaltung 67 zurückgeführt und wird außerdem einem invertierenden Eingang der Subtraktionsschaltung 68 zugeführt, so daß die Additionsschaltung 67 und die Verzögerungsschaltung 69 zusammen als Integrator wirken. Ein Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 68 wird an einem Ausgangsanschluß 70 der Filterschaltung 75 bereitgestellt.
Die Filterschaltung 75 von Fig. 12 erzielt eine weitere Hardware-Vereinfachung, verglichen mit der Filterschaltung 50 von Fig. 11. In der Filterschaltung 50 von Fig. 11 werden, wie oben erwähnt worden ist, Register angewendet, um die Ausgänge der Additions- und Subtraktionsschaltungen zu sperren. Entsprechend werden in der Filterschaltung 50 tatsächlich zusätzlich zu den in Fig. 11 gezeigten Komponenten eine eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung, welche am Ausgang der Subtraktionsschaltung 54 angeordnet ist, eine weitere eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung, welche am Ausgang der Additionsschaltung 56 angeordnet ist, und noch eine weitere eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung, welche am m Ausgang der Additionsschaltung 57 angeordnet ist, und welche tätig sind, die genannten Ausgänge zu sperren, vorgesehen. Wenn die eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung am Ausgang der Additionsschaltung 57 angeordnet ist, ist eine weitere eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung zur Verzögerungs anpassung an dem Ausgang der Additionsschaltung 56 erforderlich.
In der Filterschaltung 75 von Fig. 11 wird andererseits das Ausgangssignal der Additionsschaltung 67 der eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 69 zugeführt, und ein Ausgangssignal der eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 69 wird zu der Additionsschaltung 67 zurückgeführt und wird außerdem der Subtraktionsschaltung 68 zugeführt. Entsprechend werden in der Schaltung 75 von Fig. 12 die Tätigkeiten zum Verzögern und Rückführen des Ausgangssignals der Additionsschaltung 57 und zum Sperrens ihres Ausgangssignals mittels einer einzigen eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 69 vorgenommen, und die notwendige eine Abtastprobe lange Verzögerungsanpassung wird in der (m+1)-Abtastproben langen Verzögerungsschaltung 62 vorgenommen. Auf diese Weise wird die Komplexität der Ausführungsform von Fig. 11 in der Ausführungsform von Fig. 12 weiter verringert.
Wie die Filterschaltung so ist die Filterschaltung 75 der Ausführungsform von Fig. 12 für die Verwendung anstelle des Filters 6 in dem Fokussierungssystem von Fig. 4 geeignet.

Fünfte Ausführungsform einer Filterschaltung

Es wird Bezug auf Fig. 13 genommen, in welcher noch eine andere Ausführungsform eines Hochpaßfilters gemäß der vorliegenden Erfindung in der Form einer Filterschaltung 80 dargestellt ist. Bei der Filterschaltung 80 sind eine (m-1) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 82, eine eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung 83 und eine m Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 84 in dieser Reihenfolge in Form einer Kaskade miteinander verbunden. Ein digitales Eingangssignal, welches an einen Eingangsanschluß 81 der Filterschaltung 80 angelegt wird, wird einem nichtinvertierenden Eingang einer Subtraktionsschaltung 85 zugeführt und es wird über die als Kaskade miteinander verbundene (m-1) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 82, die eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung 83 und die m Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 84 nach einer (2m) Abtastproben langen Verzögerung einem invertierenden Eingang der Subtraktionsschaltung 85 zugeführt.
Ein Ausgangssignal der (m-1) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 82 wird einer Multiplikationsschaltung 86 zugeführt, welche tätig ist, dieses Ausgangssignal mit einem Koeffizienten (m) zu multiplizieren. Die Multiplikationsschaltung 86 umfaßt vorteilhafterweise eine Bitschiebeschaltung. Ein Ausgangssignal der Multiplikationsschaltung 86 wird einem ersten Eingang einer Additionsschaltung 87 zugeführt.
Ein Ausgangssignal von der eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 83 wird einer Multiplikationsschaltung 88 zugeführt, welche wirksam ist, um das Ausgangssignal mit einem Koeffizienten (m) zu multiplizieren. Die Multiplikationsschaltung 88 umfaßt, ähnlich wie die Multiplikationsschaltung 86, vorteilhafterweise eine Bitschiebeschaltung. Ein Ausgangssignal der Multiplikationsschaltung 88 wird einem zweiten Eingang der Additionsschaltung 87 zugeführt. Ein Ausgangssignal der Additionsschaltung 87 wird einem nichtinvertierenden Eingang einer Subtraktionsschaltung 89 zugeführt.
Ein Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 85 wird einem ersten Eingang einer Additionsschaltung 90 zugeführt. Ein Ausgangssignal der Additionsschaltung 90 wird einem invertierenden Eingang der Subtraktionsschaltung 89 zugeführt und wird außerdem über eine eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung 91 auf einen zweiten Eingang der Additionsschaltung 90 derart zurückgeführt, daß die Additionsschaltung 90 und die Verzögerungsschaltung 91 zusammen als ein Integrator wirken. Es sind Register (zum Zwecke der Vereinfachung und Klarheit nicht gezeigt) zum Sperren der Ausgänge der Subtraktionsschaltung 85 und der Additionsschaltungen 87 und 90 vorgesehen. Ein Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 89 wird an einem Ausgangsanschluß 92 der Filterschaltung 80 bereitgestellt.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen der Fig. 11 und 12 werden jeweils ein mit einem Faktor 2m multipliziertes Signal und das gleiche Signal, welches nicht multipliziert worden ist, durch die Additionsschaltung 56 und 66 addiert. Die Multiplikationsschaltungen 55 und 65 führen mittels Bitverschiebungen Multiplikationen mit (2m) durch und als eine Konsequenz wird die Wortlänge des multiplizierten Signals länger als jene des nicht multiplizierten Signals, zu welchem es um den Betrag der Bitverschiebung addiert wird, welche ausgeführt wird, um die Multiplikation durchzuführen. Z. B. beträgt, wenn m = 16 ist, der Koeffizient (2m) 32, so daß das multiplizierte Signal um fünf Bit verschoben wird und die Datenmenge gleichfalls um fünf Bit anwächst. Entsprechend muß jede der Additionsschaltungen 55 und 65 Signale mit unterschiedlichen Wortlängen addieren, wodurch die Komplexität der Filterschaltungen 50 und 75 anwächst.
In der Ausführungsform von Fig. 13 kann, da die Wortlängen der Signale, welche durch die Additionsschaltung 87 addiert werden, fast gleich sind, die Schaltung bezüglich jener der Schaltungen 50 und 75 der Fig. 11 und 12 weiterhin vereinfacht werden. Dies wird bei der Ausführungsform von Fig. 13 durch die Verwendung eines digitalen Hochpaßfilters erzielt, welches eine Ordnung aufweist, welche eine Stufe kleiner als die Ordnung der Filter 50 und 75 der Fig. 11 und 12 ist. Das digitale Hochpaßfilter von Fig. 13 basiert auf einem N-stufigen (2m) digitalen einen Mittelwert bildenden Tiefpaßfilter, welches eine Übertragungsfunktion H(z) besitzt, deren Ordnung eine Stufe geringer als die Übertragungsfunktion ist, welche durch die oben angeführte Gleichung (1) definiert worden ist, und welche folgende Form annimmt:
Das Hochpaßfilter 80 von Fig. 13 basiert auf der Tiefpaßfilterübertragungsfunktion von H(z) der Gleichung (4), um eine Hochpaßübertragungsfunktion durch Subtraktion der rechten Seite von Gleichung (4) von 1 wie folgt bereitzustellen:
Der Gruppenverzögerungsfaktor z (m- (1/2))) kann ignoriert werden, da er eine Gesamtschaltungsverstärkung darstellt. Der Ausdruck (2mz-((2m-2)/2) stellt teilweise eine Verzögerung von einer halben Abtastperiode dar, welche bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung durch den Mittelwert von zwei aufeinanderfolgenden Abtastproben angenähert wird und wie folgt gegeben ist:
Dieser Durchschnittswert stellt einen geschätzten Signalwert dar, welcher zu einer Zeit auftritt, welche zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Abtastproben liegt, welche verwendet werden, um den Mittelwert zu schätzen.
Die Ausführungsform von Fig. 13 führt die Annäherung der Gleichung (6) aus durch Multiplikation von jeweils jedem der Ausgangssignale der (m-1) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung 82 und der eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 83 mit einem Faktor m mittels der Multiplikationsschaltungen 86 und 88 und durch anschließende Addition der Ausgangssignale der Multiplikationsschaltungen 86 und 88 unter Verwendung der Additionsschaltung 87. Die Wortlängen der Ausgangssignale von den Multiplikationsschaltungen 86 und 88, welche als Eingangssignale für die Additionsschaltung 87 zur Verfügung gestellt werden, sind nahezu gleich, was den Aufbau der Additionsschaltung 87 vereinfacht, und es ist ausreichend, die Wortlänge der Additionsschaltung 87 auf lediglich ein Bit mehr als die Anzahl der Bits in den Eingangsdaten einzustellen.
Es wird nun Bezug auf Fig. 14 genommen, in welcher die Charakteristiken für ein derartiges Hochpaßfilter dargestellt sind, wobei angenommen wird, daß 2m = 32 ist. In Fig. 14 kennzeichnet eine durchgezogene Linie die Amplitudencharakteristiken und eine gestrichelte Linie stellt die Phasencharakteristiken dar. Es ist zu erkennen, daß gewisse hohe Frequenzkomponenten verlorengegangen sind. Jedoch sind die Frequenzcharakteristiken eines derartigen Filters für die Detektion mittelhoher Frequenzkomponenten des Videosignais, welches bei der Autofokusschaltung der vorliegenden Erfindung angewendet wird, akzeptabel. Entsprechend kann die Filterschaltung 80, wie jene der vorher beschriebenen Ausführungsformen, anstelle der Filterschaltung 6 in der Autofokusschaltung von Fig. 4 dienen.

Sechste Ausführungsform einer Filterschaltung

Es wird nun Bezug auf Fig. 15 genommen, in welcher zu sehen ist, daß bei einer Filterschaltung 100 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine (m-1) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 102, eine eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung 103, und eine m Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 104 in dieser Reihenfolge als Kaskade miteinander verbunden sind. Ein digitales Eingangssignal von einem Eingangsanschluß 101 der Filterschaltung 100 wird einem nichtinvertierenden Eingang einer Subtrak tionsschaltung 105 und außerdem über die (m-1) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 102, die eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung 103 und die m Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 104 nach einer (2m) Abtastproben langen Verzögerung einem invertierenden Eingang der Subtraktionsschaltung 105 zugeführt.
Ein Ausgangssignal der (m-1) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung 102 wird einem Eingang einer Additionsschaltung 107 zugeführt. Ein Ausgangssignal der eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 103 wird einem zweiten Eingang der Additionsschaltung 107 zugeführt. Ein Ausgangssignal der Additionsschaltung 107 wird einer Multiplikationsschaltung 106 zugeführt, welche tätig ist, um das genannte Ausgangssignal mit einem Koeffizienten (m) zu multiplizieren und welche vorteilhafterweise eine Bitschiebeschaltung umfaßt. Ein Ausgangssignal der Multiplikationsschaltung 106 wird dem nichtinvertierenden Eingang einer Subtraktionsschaltung 109 zugeführt.
Ein Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 105 wird einem ersten Eingang einer Additionsschaltung 110 zugeführt. Ein Ausgangssignal der Additionsschaltung 110 wird einem invertierenden Eingang der Subtraktionsschaltung 109 zugeführt und außerdem über eine eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung 111 auf einen zweiten Eingang der Additionsschaltung 110 zurückgeführt, so daß die Additionsschaltung 110 und die Verzögerungsschaltung 111 zusammen als ein Integrator wirken. Es sind Register (zum Zwecke der Vereinfachung und der Klarheit nicht gezeigt) zum Sperren der Ausgangssignale der Subtraktionsschaltung 105 und der Additionsschaltung 110 vorgesehen. Ein Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 109 wird an einem Ausgangsanschluß 112 der Filterschaltung 100 bereitgestellt.
Bei der Filterschaltung 100 werden die Tätigkeiten der Multiplikationsschaltungen 86 und 88 der Filterschaltung 80 von Fig. 13 durch die Multiplikationsschaltung 106 ausgeführt, wodurch die Menge der erforderlichen Schaltungen in der Schaltung 100 über jene der Schaltung 80 hinaus weiterhin reduziert wird.

Siebte Ausführungsform einer Filterschaltung

Es wird nun Bezug auf Fig. 16 genommen, in welcher noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Form einer Filterschaltung 115 gezeigt ist. Bei der Filterschaltung 115 sind eine m Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 122, eine eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung 123 und eine (m-1) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 124 in dieser Reihenfolge als Kaskade miteinander verbunden. Ein digitales Eingangssignal von einem Eingangsanschluß 121 der Filterschaltung 115 wird einem nichtinvertierenden Eingang einer Subtraktionsschaltung 125 und über die m Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 122, die eine Abtastprobe lange Verzögerungs schaltung 123 und die (m-l) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 124 nach einer m Abtastproben langen Verzögerung außerdem einem invertierenden Eingang der Subtraktionsschaltung 125 zugeführt.
Ein Ausgangssignal der m Abtastproben langen Verzögerungsschaltung 122 wird einer Multiplikationsschaltung 126 zugeführt, welche tätig ist, um das genannte Ausgangssignal mit einem Koeffizienten (m) zu multiplizieren. Ein Ausgangssignal der Multiplikationsschaltung 126 wird einem ersten Eingang einer Additionsschaltung 127 zugeführt.
Ein Ausgangssignal von der eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 123 wird einer Multiplikationsschaltung 128 zugeführt, welche tätig ist, das genannte Ausgangssignal mit einem Koeffizienten (m) zu multiplizieren. Ein Ausgangssignal der Multiplikationsschaltung 128 wird einem zweiten Eingang der Additionsschaltung 127 zugeführt.
Ein Ausgangssignal der Additionsschaltung 127 wird einer eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 133 zugeführt, und ein Ausgangssignal von dieser wird einem nichtinvertierenden Eingang einer Subtraktionsschaltung 129 zugeführt. Ein Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 125 wird einer eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 134 zurückgeführt, und ein Ausgangssignal von dieser wird einem ersten Eingang einer Additionsschaltung 130 zugeführt. Ein Ausgangssignal der Additionsschaltung 130 wird über eine eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung 131 einem invertierenden Eingang der Subtraktionsschaltung 129 zugeführt und außerdem auf einen zweiten Eingang der Additionsschaltung 130 in der Weise zurückgeführt, daß die Additionsschaltung 130 und die Verzögerungsschaltung 131 zusammen als ein Integrator wirken. Ein Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 129 wird an einem Ausgangsanschluß 132 der Filterschaltung 115 bereitgestellt. Die Filterschaltung 115 kann ebenfalls für die Filterschaltung 6 von Fig. 4 eingesetzt werden.
In der Filterschaltung von Fig. 16 werden die Tätigkeiten eines Registers, um das Ausgangssignal der Additionsschaltung 90 zu sperren, und die Tätigkeiten der Verzögerungsschaltung, um das Ausgangssignal der Additionsschaltung 90 um eine Abtastprobe zu verzögern, welche in Fig. 13 durch separate Schaltungselemente durchgeführt werden, durch die Verzögerungsschaltung 131 ausgeführt, wodurch die Schaltung 115, bezogen auf die Schaltung 80 von Fig. 13, vereinfacht wird.

Achte Ausführungsform einer Filterschaltung

Es wird nun Bezug auf Fig. 17 genommen, in welcher noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Form einer Filterschaltung 140 dargestellt ist. Bei der Filterschaltung 140 sind eine m Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 142, eine eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung 143 und eine (m-1) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 144 in dieser Reihenfolge in Form einer Kaskade miteinander verbunden. Ein digitales Eingangssignal von einem Eingangsanschluß 141 wird einem nichtinvertierenden Eingang einer Subtraktionsschaltung 145 zugeführt und außerdem über die m Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 142, die eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung 143 und die (m-1) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung 144 nach einer (2m) Abtastproben langen Verzögerung außerdem einem invertierenden Eingang der Subtraktionsschaltung 145 zugeführt.
Ein Ausgangssignal der m Abtastproben langen Verzögerungsschaltung 142 wird einem ersten Eingang einer Additionsschaltung 147 zugeführt und ein Ausgangssignal der eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 143 wird einem zweiten Eingang der Additionsschaltung 147 zugeführt. Ein Ausgangssignal der Additionsschaltung 147 wird einer Multiplikationsschaltung 146 zugeführt, welche tätig ist, um das genannte Ausgangssignal mit einem Koeffizienten (m) zu multiplizieren. Ein Ausgangssignal der Multiplikationsschaltung 146 wird einer eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 153 zugeführt, und ein Ausgangssignal von dieser wird einem nichtinvertierenden Eingang einer Subtraktionsschaltung 149 zugeführt.
Ein Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 145 wird einer eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 161 zugeführt, und ein Ausgangssignal von dieser wird einem ersten Eingang einer Additionsschaltung 150 zugeführt. Ein Ausgang der Additionsschaltung 150 wird einer eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 151 zugeführt. Ein Ausgangssignal der eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung 151 wird einem invertierenden Eingang der Subtraktionsschaltung 149 zugeführt und außerdem auf einen zweiten Eingang der Additionsschaltung 150 in der Weise zurückgeführt, daß die Additionsschaltung 150 und die Verzögerungsschaltung 151 zusammen als ein Integrator wirken. Ein Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 149 wird an einem Ausgangsanschluß 152 der Filterschaltung 140 bereitgestellt.
Es wird richtig gesehen, daß die Operationen eines Registers, um das Ausgangssignal der Additionsschaltung 110 zu sperren, und der Verzögerungsschaltung 111, um das Ausgangssignal der Additionsschaltung 110 um eine Abtastprobe zu verzögern, welche durch separate Schaltungselemente in Fig. 15 durchgeführt werden, in der Ausführungsform von Fig. 17 durch die gemeinsame Verzögerungsschaltung 151 ausgeführt werden, wodurch sich die Schaltung 140 bezogen auf die Schaltung 100 von Fig. 15 vereinfacht.
Die Fig. 18A bis 18C zeigen Vergleiche der Kurven von Bewertungssignalen, welche in einer herkömmlichen Autofokusschaltung erzeugt worden sind, in welcher das Bewertungssignal durch Verwendung eines analogen Hochpaßfilters erhalten worden ist, mit Kurven von Bewertungssignalen, welche gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten werden.
Fig. 18A zeigt Bewertungssignalcharakteristiken, welche in dem Fall erhalten worden sind, in welchem eine Puppe als ein abzubildender Gegenstand verwendet worden ist. In Fig. 18A bezeichnet A2 eine Kurve eines Bewertungssignals, welches bei der Verwendung einer herkömmlichen Autofokusschaltung erhalten wird, und A1 bezeichnet die Kurve eines Bewertungssignals, welches bei der Verwendung einer Autofokusschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird.
Fig. 18B stellt Bewertungssignalcharakteristiken dar, welche in dem Fall erhalten worden sind, in welchem ein flaches Bild, dessen linke Seite schwarz und dessen rechte Seite weiß ist, wie in Fig. 19 gezeigt ist, als ein abzubildender Gegenstand verwendet worden ist. In Fig. 18B bezeichnet B2 eine Kurve des Bewertungssignals, welches bei der Verwendung einer herkömmlichen Autofokusschaltung erhalten worden ist, und B1 bezeichnet eine Kurve des Bewertungssignals, welches bei der Verwendung einer Autofokusschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird.
Fig. 18C zeigt Bewertungssignalcharakteristiken in dem Fall, in welchem ein flaches Bild mit einem Strahlenmuster, wie in Fig. 20 gezeigt ist, als ein abzubildender Gegenstand verwendet worden ist. In Fig. 18C bezeichnet C2 die Kurve eines Bewertungssignals, welches bei der Verwendung einer herkömmlichen Autofokusschaltung erhalten worden ist, und C1 kennzeichnet die Kurve eines Bewertungssignals, welches bei der Verwendung einer Autofokusschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird.
In den Fig. 18A bis 18C wurden die charakteristischen Kurven der Bewertungssignale, welche mit A1, B1 und C1 gekennzeichnet sind, unter Verwendung einer Filterschaltung erzeugt worden, welche gemäß der vorliegenden Erfindung ein Unschärfefunktions-Näherungstiefpaßfilter und eine Subtraktionsschaltung umfaßt. Es ist zu erkennen, daß sich durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung die Neigung der charakteristischen Kurve des Bewertungssignals näher einem konstanten Wert annähert und sich dementsprechend einer idealen charakteristischen Kurve zur Ausführung eines Autofokussystems einer Videokamera annähert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Filterschaltung zum Herausziehen vorgegebener Frequenzkomponenten aus einem Videosignal bereitgestellt, welche ein Unschärfefunktions-Annäherungstiefpaßfilter und eine Subtraktionsschaltung umfaßt. Durch Verwendung einer derartigen Filterschaltung, um in einem Autofokussystem vorgegebene Frequenzkomponente in dem Videosignal herauszuziehen, nähert sich die Kurve der Bewertungssignalcharakteristiken beinahe einer idealen Konfiguration, so daß die Spitzendetektionssteuerung erleichtert wird und eine Scharfeinstellungsposition des Objektivs innerhalb eines weiten Bereichs erreicht werden kann.

Claims

1. Fokussiersteuervorrichtung für eine Videokamera, bei welcher mittlere und/oder hohe Frequenzkomponenten in einem Videosignal zur Fokussierung maximiert und detektiert werden, mit:

einer Linsenanordnung (1) zur Bildfokussierung;

Antriebsmitteln (2) zum Bewegen der Linsenanordnung; einer Bildsignalumformereinrichtung (3) zum Umsetzen des Lichtes der Linsenanordnung (1) in elekrische Signale;

Signalverarbeitungsmitteln (4) zur Verarbeitung der elektrischen Signale der Bildsignalumformereinrichtung (3), um analoge Luminanzsignale zu erhalten;

einer Analog-Digital-Umsetzeinrichtung (5) zum Umsetzen der analogen Luminanzsignale von den Signalverarbeitungsmitteln (4) in digitale Luminanzsignale;

gekennzeichnet durch

eine Filtereinrichtung (6), welche ein Tiefpaßfilter (7) mit einer Übertragungscharakteristik, welche sich der der Linsenanordnung nähert, wenn diese sich außerhalb des Brennpunkts befindet, und welchem das digitale Luminanzsignal zugeführt wird, und eine Subtraktionseinrichtung (8) zum Subtrahieren von Signalkomponenten, welche das Filter (6) durchlaufen haben, von den digitalen Luminanzsignalen, um ein gefiltertes Ausgangssignal zu erzeugen, enthält;

Detektionsmittel (9) zur Detektion des Pegels des gefilterten Ausgangssignals der Subtraktionseinrichtung (8) und Bereitstellung eines entsprechenden detektierten Ausgangssignals;

Ansteuerungsmittel (12) zur Ansteuerung der Antriebsmittel (2) entsprechend einem Steuersignal; und

eine Steuereinrichtung (11), welche auf das detektierte Ausgangssignal derart zur Bereitstellung des Steuersignals für die Ansteuerungsmittel (12) reagiert, daß die Linsenanordnung (1) positioniert wird, um das detektierte Ausgangssignal zu maximieren.

2. Fokussiersteuervorrichtung nach Anspruch 1, welche weiterhin eine Integrationseinrichtung (10) zur Integration des detektierten Ausgangssignals und zur Bereitstellung eines integrierten Ausgangssignals umfaßt.

3. Fokussiersteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Filtereinrichtung umfaßt:

eine Kaskadenschaltung einer (m) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (52) und einer (m+1) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (53);

eine erste Subtraktionsschaltungseinrichtung (54) zur Ausbildung eines Ausgangssignals, welches die Differenz des Luminanzsignals und eines vorhergehenden Wertes von diesem darstellt, welcher durch die Kaskadenschaltung der (m) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (52) und der (m+1) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (53) übertragen worden ist;

eine Multiplikationseinrichtung (55) zur Multiplikation eines Ausgangssignals von einem gemeinsamen Verbindungspunkt der (m) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (52) und der (m+1) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (53) mit einem Koeffizienten (2m);

eine erste Additionseinrichtung (56) zur Addition des Ausgangsignals von einem gemeinsamen Verbindungspunkt der (m) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (52) und der (m+1) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (53) und eines Ausgangssignals der Multiplikationseinrichtung (55);

eine zweite Additionseinrichtung (57), welche einen ersten Eingang, der verbunden ist, um das Ausgangssignal der ersten Subtraktionseinrichtung (54) zu empfangen, einen zweiten Eingang und einen Ausgang aufweist;

eine eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung (59) mit einem mit dem Ausgang der zweiten Additionseinrichtung (57) verbundenen Eingang und einem mit dem zweiten Eingang der zweiten Additionseinrichtung (57) verbundenen Ausgang; und

eine zweite Subtraktionseinrichtung (58) zur Subtraktion eines Ausgangssignals der ersten Additionseinrichtung (56) und eines Ausgangssignals der zweiten Additionseinrichtung (57), um das gefilterte Ausgangssignal bereitzustellen.

4. Fokussiersteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Filtereinrichtung umfaßt:

eine Kaskadenschaltung einer (m+1) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (62) und einer (m) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (63);

eine erste Subtraktionsschaltungseinrichtung (64) zur Subtraktion des digitalen Luminanzsignals und eines vorhergehenden Wertes von diesem, welcher durch die (m+1) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung (62) und die (m) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung (63) übertragen worden ist;

eine erste eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung (71) zum Zwischenspeichern eines Ausgangssignals der ersten Subtraktionsschaltungseinrichtung (64);

eine Multiplikationseinrichtung (65) zur Multiplikation eines Ausgangssignals von einem gemeinsamen Verbindungspunkt der (m+1) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (62) und der (m) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (63) mit einem Koeffizienten (2m);

eine erste Additionseinrichtung (66) zur Addition des Ausgangsignals von einem gemeinsamen Verbindungspunkt der (m+1) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (62) und der (m) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (63) und eines Ausgangssignals der Multiplikationseinrichtung (65);

eine zweite eine Abtastprobe lange Verzögerungseinrichtung (72) zum Zwischenspeichern eines Ausgangssignals der ersten Additionseinrichtung (66);

eine zweite Additionseinrichtung (67) zur Addition der an ihrem ersten und zweiten Eingang empfangenen Signale, um ein Ausgangssignal an einem Ausgang zu erzeugen, welches die Summe der Eingangssignale darstellt, wobei der erste Eingang das durch die erste eine Abtastprobe lange Verzögerungseinrichtung (71) zwischengespeicherte Signal empfängt;

eine dritte eine Abtastprobe lange Verzögerungseinrichtung (69), welche mit dem Ausgang der zweiten Additionseinrichtung (67) verbunden ist, um deren Ausgangssignal zwischenzuspeichern, und einen Ausgang aufweist, welcher mit dem zweiten Eingang der zweiten Additionseinrichtung (67) verbunden ist; und

eine zweite Subtraktionsschaltungseinrichtung (68) zur Subtraktion eines Ausgangssignals der dritten eine Abtastprobe langen Verzögerungseinrichtung (69) und eines Ausgangssignals der zweiten eine Abtastprobe langen Verzögerungseinrichtung (72), um das gefilterte Ausgangssignal bereitzustellen.

5. Fokussiersteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Filtereinrichtung umfaßt:

eine Kaskadenschaltung einer (m-1) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (82), einer ersten eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung (83) und einer (m) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung (84);

eine erste Multiplikationseinrichtung (86) zur Multiplikation eines Signals, welches an einem gemeinsamen Verbindungspunkt der (m-1) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (82) und der ersten eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung (83) bereitgestellt wird, mit einem Koeffizienten (m);

eine zweite Multiplikationseinrichtung (88) zur Multiplikation eines Signals, welches an einem gemeinsamen Verbindungspunkt der ersten eine Abtastprobe langen Verzögerungsschaltung (83) und der (m) Abtastproben langen Verzögerungsschaltung (84) bereitgestellt wird, mit einem Koeffizienten (m);

eine erste Subtraktionsschaltungseinrichtung (85) zur Subtraktion des digitalen Luminanzsignals und eines vorhergehenden Wertes von diesem, welcher durch die (m-1) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung (82), die erste eine Abtastprobe lange Verzögerungsschaltung (83) und die (m) Abtastproben lange Verzögerungsschaltung (84) übertragen worden ist;

eine erste Additionseinrichtung (87) zur Addition eines Ausgangssignals der ersten Multiplikationseinrichtung (86) und eines Ausgangssignals der zweiten Multiplikationseinrichtung (88),

eine zweite Additionseinrichtung (90) zur Addition der an ihrem ersten und zweiten Eingang empfangenen Signale, um ein Ausgangssignal an einem Ausgang zu erzeugen, welches die Summe der Eingangssignale darstellt, wobei der erste Eingang der zweiten Additionseinrichtung (90) verbunden ist, um ein Ausgangssignal der ersten Subtraktionseinrichtung (85) zu empfangen;

eine zweite eine Abtastprobe lange Verzögerungseinrichtung (91), welche mit dem Ausgang der zweiten Additionseinrichtung (90) zur Verzögerung von deren Ausgangssignal um eine Abtastperiode und zur Bereitstellung des um eine Abtastperiode verzögerten Ausgangssignals an dem zweiten Eingang der zweiten Additionseinrichtung (90) verbunden ist; und

eine zweite Subtraktionsschaltungseinrichtung (89) zur Subtraktion eines Ausgangssignals der ersten Additionseinrichtung (87) und eines Ausgangsignals der zweiten Additionseinrichtung (90), um das gefilterte Ausgangssignal bereitzustellen.

6. System zur Bereitstellung eine Fokussierungssignals für die Verwendung bei einer optischen Einrichtung mit einer Linse (1), welche geeignet ist, als Reaktion auf das Fokussierungssignal zur Fokussierung eines durch sie hindurchgeleiteten Bildes positioniert zu werden, wobei das System eine Bildsignalumformereinrichtung (3) zum Umsetzen eines Bildes der Linse (1) in ein Videosignal umfaßt;

gekennzeichnet durch

eine Signalfiltereinrichtung (6), welche ein Tiefpaßfilter (7) mit einer Übertragungscharakteristik, welche sich der der Linse (1) nähert, wenn sich diese außerhalb des Brennpunkts befindet, und welchem das Videosignal zugeführt wird, und eine Subtraktionseinrichtung (8) zur Subtraktion von Signalkomponenten, welche das Tiefpaßfilter (7) durchlaufen haben, von dem Videosignal, um ein Fokussierungssignal zu erzeugen, enthält.

7. System nach Anspruch 6, welches weiterhin eine Integrationseinrichtung (10) zur Integration des Fokusssierungssignals umfaßt.

8. System nach Anspruch 6 oder 7, bei welchem die Bildsignalumformereinrichtung wirksam ist, ein analoges Videosignal zu erzeugen; und welches weiterhin eine Analog-Digital-Umsetzeinrichtung (5) zum Umsetzen des analogen Videosignals in ein digitales Videosignal und Mittel umfaßt, um das digitale Videosignal der Tiefpaßfiltereinrichtung (7) und der Subtraktionseinrichtung (8) zuzuführen.

9. System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei welchem das Tiefpaßfilter (7) ein digitales mittelwertbildendes Tiefpaßfilter umfaßt, welches das digitale Signal empfängt.

10. System nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei welchem die Signalfiltereinrichtung (6) digitale Signalfiltereineinrichtungen zur Bereitstellung des Fokussierungssignals in einem digitalen Signalformat auf der Grundlage des digitalen Videosignals enthält.

11. System nach Anspruch 10, bei welchem die digitale Signalfiltereinrichtung enthält:

Mittel (33, 34) zur Erzeugung eines ersten digitalen Signals, welches proportional der Differenz zwischen dem digitalen Videosignal und einem vorhergehenden, zeitlich um (2m + 1) Abtastperioden bezüglich des digitalen Videosignals verzögerten Wert des digitalen Videosignals ist, wobei (m) eine ganze Zahl ist;

Mittel zur Integration des ersten digitalen Signals, um ein zweites digitales Signal zu erzeugen;

Mittel (32, 38) zur Erzeugung eines dritten digitalen Signals, welches proportional dem Wert des digitalen Videosignals ist, das zeitlich um (m) Abtastperioden bezüglich des digitalen Videosignals verzögert und mit einem Koeffizienten (2m + 1) multipliziert worden ist; und

Mittel (36) zur Addition des zweiten digitalen Signals und des dritten digitalen Signals, um das Fokussierungssignal zu erzeugen.

12. System nach Anspruch 10, bei welchem die digitale Signalfiltereinrichtung enthält:

Mittel (33, 34) zur Erzeugung eines ersten digitalen Signals, welches proportional der Differenz zwischen dem digitalen Videosignal und einem vorhergehenden, zeitlich um (2m + 1) Abtastperioden bezüglich des digitalen Videosignals verzögerten Wert des digitalen Videosignals ist;

Mittel zur Erzeugung eines dritten digitalen Signals, welches proportional dem Wert des zweiten digitalen Videosignals ist, das zeitlich um eine Abtastperiode verzögert ist;

Mittel zur Erzeugung eines vierten digitalen Signals, welches proportional einem Wert des digitalen Videosignals ist, das zeitlich um (m + 1) Abtastperioden bezüglich des digitalen Videosignals verzögert und mit einem Koeffizienten (2m + 1) multipliziert worden ist; und

Mittel zur Addition des dritten digitalen Signals und des vierten digitalen Signals, um das Fokussierungssignal zu erzeugen.

13. System nach Anspruch 10, bei welchem die digitale Signalfiltereinrichtung enthält:

Mittel (22) zur Erzeugung eines ersten digitalen Signals, welches proportional der Differenz zwischen dem digitalen Videosignal und einem vorhergehenden, zeitlich um (2m) Abtastperioden bezüglich des digitalen Videosignals verzögerten Wert des digitalen Videosignals ist, wobei (m) eine ganze Zahl ist;

Mittel (102, 103, 107) zur Erzeugung eines dritten digitalen Signals, welches proportional dem (m)-fachen einer Summe eines Wertes des digitalen Videosignals ist, das zeitlich um (m - 1) Abtastperioden verzögert worden ist, und eines Wertes des digitalen Videosignals, das zeitlich um (m) Abtastperioden verzögert worden ist; und

Mittel zur Addition des zweiten digitalen Signals und des dritten digitalen Signals, um das Fokussierungssignal zu erzeugen.

14. System nach Anspruch 10, bei welchem die digitale Signalfiltereinrichtung enthält:

Mittel (22) zur Erzeugung eines ersten digitalen Signals, welches proportional zu einer Differenz zwischen dem digitalen Videosignal und einem vorhergehenden, zeitlich um (2m) Abtastperioden bezüglich des digitalen Videosignals verzögerten Wert des digitalen Videosignals ist, wobei (m) eine ganze Zahl ist;

Mittel zur Erzeugung eines dritten Signals, welches proportional einem zeitlich um eine Abtastperiode verzögerten Wert des zweiten digitalen Signals ist;

Mittel zur Erzeugung eines vierten digitalen Signals, welches proportional einer Summe eines mit einem Koeffizienten (m) multiplizierten Wertes des digitalen Videosignals ist, das zeitlich um (m + 1) Abtastperioden verzögert worden ist, und (122, 126) eines mit einem Koeffizienten (m) multiplizierten Wertes des digitalen Videosignals, das zeitlich um (m) Abtastperioden verzögert worden ist; und

15. System nach einem der Ansprüche 5 bis 14, bei welchem die Mittel zur Erzeugung eines ersten digitalen Signals und die Mittel zur Erzeugung eines dritten Signals sich eine gemeinsame (m) Abtastproben lange Verzögerungseinrichtung (52) teilen; und bei welchem die Mittel zur Erzeugung des dritten Signals enthalten:

eine Bitverschiebungseinrichtung (55), welche mit der gemeinsamen (m) Abtastproben langen Verzögerungseinrichtung verbunden ist, um einen um (m) Abtastperioden verzögerten Wert des digitalen Eingangssignals zur Bereitstellung eines Ausgangssignals zu empfangen, welches proportional zu dem um (m) Abtastperioden verzögerten, mit einem Koeffizienten (2m) multiplizierten Wert ist; und

eine Additionseinrichtung (56) zur Addition des Ausgangssignals der Bitverschiebungseinrichtung (55) und des um (m) Abtastperioden verzögerten Wertes, um das dritte digitale Signal zu erzeugen.

16. System nach Anspruch 12, bei welchem die Mittel zur Erzeugung eines ersten digitalen Signals und die Mittel zur Erzeugung eines vierten Signals sich eine gemeinsame (m + 1) Abtastproben lange Verzögerungseinrichtung (62) teilen; und bei welchem die Mittel zur Erzeugung des vierten Signals enthalten:

eine Bitverschiebungseinrichtung (65), welche mit der gemeinsamen (m + 1) Abtastproben langen Verzögerungseinrichtung verbunden ist, um einen um (m + 1) Abtastperioden verzögerten Wert des digitalen Eingangssignals zur Bereitstellung eines Ausgangssignals zu empfangen, welches proportional zu dem um (m + 1) Abtastperioden verzögerten mit einem Koeffizienten (2m) multiplizierten Wert ist; und

eine zweite Additionseinrichtung (66) zur Addition des Ausgangssignals der Bitverschiebungseinrichtung und des um (m + 1) Abtastperioden verzögerten Wertes, um das dritte digitale Signal zu erzeugen.

17. System nach Anspruch 12, bei welchem die Mittel zur Erzeugung des zweiten und dritten Signals enthalten:

eine zweite Additionseinrichtung (67) zur Addition von digitalen Signalen, welche an dem ersten und zweiten Eingang von dieser bereitgestellt werden, wobei der erste Eingang der zweiten Additionseinrichtung verbunden ist, um das erste digitale Signal zu empfangen; und

eine Verzögerungseinrichtung (69) zur Bereitstellung eines Ausgangssignals an ihrem einen Ausgang, welches proportional einem Signal ist, das an ihrem einen Eingang zur Verfügung steht und um eine Abtastperiode verzögert ist;

wobei der Eingang der Verzögerungseinrichtung (69) mit dem Ausgang der zweiten Additionseinrichtung (67) verbunden ist, und der Ausgang der Verzögerungseinrichtung (69) mit dem zweiten Eingang der zweiten Additionseinrichtung (67) und mit der zuerst erwähnten Additionseinrichtung (68) verbunden ist, um dieser das Ausgangssignal der Verzögerungseinrichtung (69) als drittes digitales Signal zuzuführen.

18. System nach Anspruch 13, bei welchem die Mittel zur Erzeugung eines dritten digitalen Signals enthalten:

eine erste Verzögerungseinrichtung (82) zur Verzögerung des digitalen Eingangssignals um (m - 1) Abtastperioden, um ein viertes digitales Signal zu erzeugen;

eine erste Multiplikationseinrichtung (86) zur Multiplikation des vierten digitalen Signals mit einem Koeffizienten (m), um ein fünftes digitales Signal zu erzeugen;

eine zweite Verzögerungseinrichtung (83) zur Verzögerung des vierten digitalen Signals um eine Abtastperiode, um ein sechstes digitales Signal zu erzeugen;

eine zweite Multiplikationseinrichtung (88) zur Multiplikation des sechsten digitalen Signals mit einem Koeffizienten (m), um ein siebtes digitales Signal zu erzeugen; und

eine zweite Additionseinrichtung (87) zur Addition des fünften digitalen Signals und des siebten digitalen Signals, um das dritte digitale Signal zu erzeugen.

19. System nach Anspruch 13, bei welchem die Mittel zur Erzeugung eines dritten digitalen Signals enthalten:

eine erste Verzögerungseinrichtung (102) zur Verzögerung des digitalen Eingangssignals um (m - 1) Abtastperioden, um ein viertes digitales Signal zu erzeugen;

eine zweite Verzögerungseinrichtung (103) zur Verzögerung des vierten digitalen Signals um eine Abtastperiode, um ein fünftes digitales Signal zu erzeugen;

eine zweite Additionseinrichtung (107) zur Addition des vierten digitalen Signals und des fünften digitalen Signals, um ein sechstes digitales Signal zu erzeugen; und

eine Multiplikationseinrichtung (106) zur Multiplikation des sechsten digitalen Signals mit einem Koeffizienten (m), um das dritte digitale Signal zu erzeugen.

20. System nach Anspruch 14, bei welchem die Mittel zur Erzeugung des vierten digitalen Signals enthalten:

eine erste Verzögerungseinrichtung (122) zur Verzögerung des digitalen Eingangssignals um (m) Abtastperioden, um ein fünftes digitales Signal zu erzeugen;

eine erste Multiplikationseinrichtung (126) zur Multiplikation des fünften digitalen Signals mit einem Koeffizienten (m), um ein sechstes digitales Signal zu erzeugen;

eine zweite Verzögerungseinrichtung (123) zur Verzögerung des fünften digitalen Signals um eine Abtastperiode, um ein siebtes digitales Signal zu erzeugen;

eine zweite Multiplikationseinrichtung (128) zur Multiplikation des siebten digitalen Signals mit einem Koeffizienten (m), um ein achtes digitales Signal zu erzeugen; und

eine zweite Additionseinrichtung (127) zur Addition des sechsten digitalen Signals und des achten digitalen Signals, um das vierte digitale Signal zu erzeugen.

21. System nach Anspruch 14, bei welchem die Mittel zur Erzeugung des vierten digitalen Signals enthalten:

eine erste Verzögerungseinrichtung (142) zur Verzögerung des digitalen Eingangssignals um (m) Abtastperioden, um ein fünftes digitales Signal zu erzeugen;

eine zweite Verzögerungseinrichtung (143) zur Verzögerung des fünften digitalen Signals um eine Abtastperiode, um ein sechstes digitales Signal zu erzeugen;

eine zweite Additionseinrichtung (147) zur Addition des fünften digitalen Signals und des sechsten digitalen Signals, um ein siebtes digitales Signal zu erzeugen; und

eine Multiplikationseinrichtung (146) zur Multiplikation des siebten digitalen Signals mit einem Koeffizienten (m), um das vierte digitale Signal zu erzeugen.

22. System nach Anspruch 14, bei welchem die Mittel zur Integration des ersten digitalen Signals und die Mittel zur Erzeugung eines dritten digitalen Signals enthalten:

eine zweite Additionseinrichtung (130, 150) zur Addition von Signalen, welche an dem ersten und zweiten Eingang von dieser bereitgestellt sind, um ein Summensignal zu erzeugen, wobei der erste Eingang der zweiten Additionseinrichtung mit den Mitteln zur Erzeugung eines ersten digitalen Signals verbunden ist, um das erste digitale Signal von diesen zu empfangen; und

eine Verzögerungseinrichtung (131, 151) zur Verzögerung des Summensignals um eine Abtastperiode und Zuführung des sich ergebenden verzögerten Summensignals zu dem zweiten Eingang der zweiten Additionseinrichtung, wobei die Verzögerungseinrichtung außerdem mit der zuerst erwähnten Additionseinrichtung (129, 149) verbunden ist, um das um eine Abtastprobe verzögerte Summensignal als das dritte digitale Signal bereitzustellen.