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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildmischschaltung,
die in Vorrichtungen wie Videokameras verwendet wird.
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Es
wurden verschiedene Bildmischschaltungen zum Erhalten eines Bildsignals
mit einem breiten dynamischen Bereich von Bildsignalen, die bei
unterschiedlichen Belichtungsniveaus erhalten wurden, vorgeschlagen.
Eine typische Vorrichtung solcher Bildmischschaltungen wie in der
japanischen ungeprüften Patentoffenlegung
(Kokai) 63-306779 (entsprechend zu den
US-Patenten Nr. 5,162,914 und Nr.
5,638,118 , die beide für Koji Takahashi
et al. erteilt wurden) wird im Folgenden mit Bezug auf
15 und
16 beschrieben.
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15 ist
ein Blockdiagramm der herkömmlichen
Bildmischschaltung. Wie in 15 gezeigt, umfasst
diese Bildmischschaltung Schwellwertgeneratoren 101a und 101b,
Komparatoren 102a und 102b, einen Evaluator 103 und
einen Selektor 104.
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Die
Signalniveaus der Bildsignale Slong und Sshort, die für Bilder
erzeugt sind, die mit unterschiedlichen Belichtungsniveaus erhalten
wurden, werden mit getrennten spezifischen Schwellwerten Th1 und
Th2 verglichen. Das gemischte Bildsignal Smix wird dann durch den
Selektor 104 erzeugt, indem in geeigneter Weise Bildsignale
Slong und Sshort auf Basis der Ergebnisse dieses Vergleichs ausgewählt werden.
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16 ist
ein Wellenformdiagramm der Bildsignale Slong, Sshort und Smix, wenn
ein Bildsignal mit einer Farbmodulationskomponente von einer herkömmlichen
Bildmischschaltung erzeugt wird. Die Abszissen in 16 zeigen
die Pixelposition und die Ordinaten zeigen die Amplitude der Signalwelle.
Die Bildhelligkeit beträgt
null am Ursprung und steigt nach rechts an.
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Wie
in 16 gezeigt, ergibt sich eine Diskontinuität in der
Gradationscharakteristik des Ausgabesignalniveaus zum Einfalllichtniveau
an dem Punkt, an dem sich die Ausgabesignalwahl ändert, wenn die Bildsignalauswahlschaltung
dieser Bildmischschaltung die Ausgabesignalwahl ändert. Der Grund hierfür liegt
darin, dass das synthetisierte Bild unter Verwendung von Bildsignalen
erzeugt wird, die mit unterschiedlichen Niveaus belichtet wurden.
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Es
ergibt sich ebenso eine Diskontinuität in der Gradationscharakteristik
des Farbsignals, wenn Signale, die ein Farbsignal aufweisen, das
einem Luminanzsignal überlagert
ist, von einem einzelnen Bildelement gemischt werden.
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Die
Farbsignalnuancierungskomponente ändert sich ebenso, wenn eine
nichtlineare Gradationskorrektur, wie eine Knie-Korrektur, auf die
gemischten Luminanzsignalkomponenten angewendet wird, da das Verhältnis der
Luminanzsignalkomponente zu der Farbsignalkomponente nicht konstant
gehalten wird.
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Eine
nicht-lineare Änderung
in der Gradation der Luminanzsignalkomponente tritt ebenso auf, wenn
das Signal mit der überlagerten
Farbsignalkomponente gesättigt
ist, was zu einer Änderung
in der Nuancierung führt.
Wenn sich das Maß der
zeilenweisen Farbmodulationskomponente infolge der Anordnung von
Farbfiltern, die mit dem Aufnahmeelement verwendet werden, ebenso ändert, tritt
ebenso ein Unterschied im Luminanzsignalniveau zwischen Zeilen auf.
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Wenn
Signalniveaus durch Justieren der Verstärkung von Bildsignalen, die
bei unterschiedlichen Belichtungsniveaus erzeugt wurden, als ein
Mittel zum Erreichen einer kontinuierlichen Gradationscharakteristik
angepasst werden, verschlechtert sich darüber hinaus das Signal-Rausch-Verhältnis in Hoch-Luminanzbereichen
des Signals gemäß dem Belichtungsverhältnis der
Signale.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Lösung zu
den obigen Problemen zu erreichen, indem eine Bildmischschaltung
zum Mischen von einer Mehrzahl von Bildsignalen mit einer Farbsignalkomponente
und einer Luminanzsignalkomponente, die bei unterschiedlichen Belichtungsniveaus
erhalten wurden, vorzustellen, wobei die reproduzierbare Gradation
der jeweiligen Signal komponente kontinuierlich ist und wobei zeilenweise
Unterschiede im Luminanzsignalniveau unterdrückt sind.
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EP-A-0609592 und
WO-A-9418801 offenbaren
beide Bildmischschaltungen mit Aufnahmevorrichtungen und Farbtrennungsschaltungen.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
umfasst die vorliegende Erfindung ein Bildmischsystem mit einer Aufnahmevorrichtung,
die ausgestaltet ist, zumindest erste und zweite Bildsignale unterschiedlicher
Belichtungsniveaus zu erzeugen, und einer Schaltung zum Mischen
einer Mehrzahl von Bildsignalen unterschiedlicher Belichtungsniveaus,
wobei
die Schaltung aufweist:
eine Farbtrennschaltung, die ausgestaltet
ist, das erste Bildsignal in ein erstes Luminanzsignal und ein erstes
Farbsignal zu trennen, und die ausgestaltet ist, das zweite Bildsignal
in ein zweites Luminanzsignal und ein zweites Farbsignal zu trennen,
eine
Steuersignalerzeugungsschaltung, die ausgestaltet ist, ein zum Bildmischen
nötiges
Steuersignal aus dem einen der ersten und zweiten Bildsignale zu erzeugen,
das die größte Belichtung
aufweist und als Hoch-Belichtungsbildsignal
(Slong) bezeichnet wird,
eine Luminanzsignalmischungsschaltung,
die ausgestaltet ist, das erste und zweite Luminanzsignal entsprechend
dem Steuersignal zu mischen, und
eine Farbsignalmischungsschaltung,
die ausgestaltet ist, das erste und zweite Farbsignal entsprechend dem
Steuersignal zu mischen,
wobei die Luminanzsignalmischungsschaltung
das Gewicht des Mischens des ersten und zweiten Luminanzsignals
steuert, und wobei die Farbsignalmischungsschaltung das Gewicht
des Mischens des ersten und zweiten Farbsignals entsprechend dem Steuersignal
steuert,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aufnahmevorrichtung
ausgestaltet ist, jedes der ersten und zweiten Bildsignale als ein
Bildsignal zu erzeugen, bei dem ein erzeugtes Farbsignal einem erzeugten
Bildsignal als ein Modulationsbestandteil überlagert ist, und
die
Steuersignalerzeugungsschaltung ausgestaltet ist, das Steuersignal
unter Verwendung des Signals mit dem höchsten Luminanzniveau zu erzeugen,
das aus zwei Signalen mit einem überlagerten
Farbsignalbestandteil ausgewählt ist,
wobei eines das Hoch-Belichtungsbildsignal eines vorbestimmten Zielpixels
und das andere das Hoch-Belichtungsbildsignal ist, mit einer einzeiligen
Verzögerung
bezüglich
des Zielpixels oder einer Einpixelverzögerung bezüglich des Zielpixels.
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Die
vorliegende Erfindung wird vollständiger anhand der unten gegebenen
detaillierten Beschreibung und der beiliegenden Diagramme verstanden werden.
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1 ist
ein Blockdiagramm des grundlegenden Aufbaus einer Bildmischschaltung
gemäß einem
Beispiel des Standes der Technik.
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2 ist
ein Wellenformdiagramm der Signalwellen an verschiedenen Punkten
in der Steuersignalerzeugungsschaltung der Bildmischschaltung des
Beispiels des Standes der Technik.
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3 ist
ein Wellenformdiagramm der Luminanzsignalkomponenten an verschiedenen
Punkten in der Bildmischschaltung des Beispiels des Standes der
Technik.
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4 ist
ein Wellenformdiagramm der Farbsignalkomponenten an verschiedenen
Punkten in der Bildmischschaltung des Beispiels des Standes der Technik.
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5 ist
ein Blockdiagramm des grundlegenden Aufbaus einer Bildmischschaltung
gemäß einer
ersten Modifikation.
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6 ist
ein Wellenformdiagramm der Farbsignalkomponenten an verschiedenen
Punkten in der Bildmischschaltung der ersten Modifikation.
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7 ist
ein Blockdiagramm der Steuersignalerzeugungsschaltung einer Bildmischschaltung gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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8 ist
ein Wellenformdiagramm der Signalwellen an verschiedenen Punkten
in der Steuersignalerzeugungsschaltung der Bildmischschaltung der
Ausführungsform
der Erfindung.
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9 ist
ein Wellenformdiagramm der Luminanzsignalkomponenten an verschiedenen
Punkten in der Bildmischschaltung der Ausführungsform der Erfindung.
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10 ist
ein Wellenformdiagramm der Farbsignalkomponenten an verschiedenen
Punkten in der Bildmischschaltung der Ausführungsform der Erfindung.
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11 ist
ein Blockdiagramm der Luminanzsignalmischungsschaltung einer Bildmischschaltung gemäß einer
zweiten Modifikation.
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12 ist
ein Wellenformdiagramm der Luminanzsignalkomponenten an verschiedenen
Punkten in der Bildmischschaltung der zweiten Modifikation.
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13 ist
ein Blockdiagramm der Luminanzsignalmischungsschaltung einer Bildmischschaltung gemäß einer
dritten Modifikation.
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14 ist
ein Wellenformdiagramm der Luminanzsignalkomponenten an verschiedenen
Punkten in der Bildmischschaltung der dritten Modifikation.
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15 ist
ein Blockdiagramm einer herkömmlichen
Bildmischschaltung.
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16 ist
ein Wellenformdiagramm der Eingabe- und Ausgabesignale einer herkömmlichen Bildmischschaltung.
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
einer Bildmischschaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren
beschrieben.
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Beispiel des Standes der Technik
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Die
Aufgabe des Beispiels des Standes der Technik ist es, einen Bildsignalmischvorgang
anzuwenden, der für
die Luminanzsignalkomponenten und Farbsignalkomponenten von mehreren
Bildsignalen geeignet ist, um eine kontinuierliche Gradationscharakteristik
zu erreichen. Dies wird durch Trennen der mehreren Bildsignale in
mehrere Luminanzsignalkomponenten und mehrere Farbsignalkomponenten,
Erzeugen des Steuersignals, das für ein Bildmischen benötigt wird,
aus den mehreren Bildsignalen und ein anschließendes getrenntes Mischen der mehreren
Luminanzsignalkomponenten und Farbsignalkomponenten gemäß dem Steuersignal
erreicht.
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1 ist
ein Blockdiagramm des grundlegenden Aufbaus einer Bildmischschaltung.
Wie in 1 gezeigt, umfasst diese Bildmischschaltung 1 ein
Aufnahmegerät 2,
eine Farbtrennschaltung 3, eine Steuersignalerzeugungsschaltung 4,
eine Luminanzsignalmischungsschaltung 5, eine Farbsignalmischungsschaltung 6,
einen Signalprozessor 7, einen Luminanzsignalausgabeanschluss 8,
einen Farbsignalausgabeanschluss 9, Tiefpassfilter (LPF, "Low Pass Filters") 10a bis 10c,
Bandpassfilter 11a und 11b, Subtraktoren 12a bis 12c,
eine Schnittschaltung 13, Verstärker 14a bis 14d und
Addierer 15a und 15b.
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Zwei
Bildsignale Slong und Sshort, die bei unterschiedlichen Belichtungsniveaus
erzeugt wurden, werden von dem Aufnahmegerät
2 ausgegeben. Das
Aufnahmegerät
2 arbeitet
durch Betreiben eines einzelnen Aufnahmeelementes mit einer zweidimensionalen
Anordnung von Bildelementen mit Farbfiltern unterschiedlicher spektraler
Eigenschaften bei dem Doppelten der normalen Frequenz, um zwei Bilder
im normalen Zeitraum zur Aufnahme eines einzelnen Bildes aufzunehmen.
Ein elektronischer Verschluss wird zum Reduzieren der Belichtung
eines Bildes betrieben und die zwei Bildsignale, die bei unterschiedlichen
Belichtungsniveaus erhalten wurden, werden durch Justieren des Signalausgabetimings mittels
einer zeitbasierten Kompensation unter Verwendung eines Feldspeichers
justiert. Diese zwei Bildsignale werden durch die Anordnung und
spektralen Charakteristiken der Farbfilter, die an einem herkömmlichen
Aufnahmeelement verwendet werden, in dem Format einer Farbsignalkomponente ausgeben,
die einer Luminanzsignalkomponente überlagert ist. Aufnahmeelemente dieser
Art werden in Videokameras für
Endverbraucher verwendet. Ein Detail des Aufnahmegeräts
2 ist
in
US-Patenten Nr. 5,162,914 und
Nr.
5,638,118 offenbart,
die beide für Koji
Takahashi et al. erteilt wurden.
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Die
Bildmischschaltung 1 gibt zunächst das Hoch-Belichtungsbildsignal
Slong und das Kurz-Belichtungsbildsignal
Sshort, die von dem Aufnahmegerät 2 ausgegeben
werden, in die Farbtrennungsschaltung 3 ein.
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Die
Farbtrennungsschaltung 3 leitet das Hoch-Belichtungsbildsignal
Slong durch LPF 10a, um eine Hoch-Belichtungsluminanzkomponente Ylong
zu erhalten, und durch Bandpassfilter 11a, um eine Hoch-Belichtungsfarbkomponente
Clong zu erhalten. Das Kurz-Belichtungsbildsignal Sshort wird in ähnlicher
Weise durch LPF 10b geleitet, um eine Kurz-Belichtungsluminanzkomponente
Yshort zu erhalten, und durch einen Bandpassfilter 11b,
um eine Kurz-Belichtungsfarbkomponente Cshort zu erhalten.
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Das
Hoch-Belichtungsbildsignal Slong (A) wird ebenso in die Steuersignalerzeugungsschaltung 4 eingegeben,
wo die Modulationskomponente durch einen LPF 10c entfernt
wird. Eine Konstante const wird dann von der LPF-Ausgabe (B) durch
einen Subtraktor 12c subtrahiert und das Ergebnis (C) wird dann
durch die Schnittschaltung 13 geschnitten, um Steuersignale
Ycont und Ccont (D) zu erhalten. Die Änderung in der Wellenform des
Hoch-Belichtungsbildsignals Slong an den Punkten A, B, C und D in 1,
wie es von der Steuersignalerzeugungsschaltung 4 verarbeitet
wird, ist in 2 gezeigt.
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Die
Abszissen in 2 zeigen die Pixelposition [[und
die Ordinaten zeigen die Amplitude der Signalwelle]], wobei die
Bildhelligkeit am Ursprung null beträgt und nach rechts ansteigt.
Als ein Ergebnis dieses Signalverarbeitungsvorgangs erzeugt die Steuersignalerzeugungsschaltung 4 ein
Steuersignal, das sich gemäß dem Luminanzsignalkomponentenniveau
des Hoch-Belichtungsbildsignals Slong ändert, wenn die Luminanzsignalkomponente
eine Konstante const überschreitet,
und das konstant ist, wenn das Bildsignal Slong gesättigt ist.
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Sowohl
Kurz-Belichtungsluminanzkomponente Yshort als auch Hoch-Belichtungsluminanzkomponente
Ylong werden in die Luminanzsignalmi schungsschaltung 5 eingegeben,
wo ein Verstärker 14a Yshort
auf das gleiche Signalniveau wie Ylong verstärkt. Die resultierende Yshort' wird dann zu einem
Subtraktor 12a gegeben. Der Subtraktor 12a entfernt
Yshort von Ylong und das Ergebnis wird dann durch einen anderen
Verstärker 14c gemäß dem Steuersignal
Ycont verstärkt.
Als Nächstes
wird diese verstärkte
Ausgabe durch einen Addierer 15a mit der Hoch-Belichtungsluminanzkomponente Ylong
kombiniert, um die gemischte Luminanzsignalkomponente Ymix zu erhalten.
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Es
ist zu bemerken, dass die Beziehung zwischen Ylong, Yshort', Ycont und Ymix
durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden kann: Ymix
= Yshort'·Ycont
+ Ylong·(1 – Ycont)und
damit: Ymix = Ylong + (Yshort' – Ylong)·Ycont.
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Infolge
der Eigenschaften von Ycont steigt das Gewicht von Yshort' an Ymix mit dem
Steigen des Niveaus der Hoch-Belichtungsluminanzkomponente Ylong,
und wenn Ylong gesättigt
ist, ist Ymix vollständig
durch Yshort' ersetzt.
Die Beziehung zwischen den Wellenformen von Ylong, Yshort', Ycont und Ymix
in der Luminanzsignalmischungsschaltung 5 ist in 3 gezeigt.
Es sollte bemerkt werden, dass sich Ymix, wie in 3 gezeigt,
kontinuierlich ändert.
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Der
Betrieb der Farbsignalmischungsschaltung 6 ist identisch
zu dem der Luminanzsignalmischungsschaltung 5, mit der
Ausnahme, dass das Farbsignal die Modulationskomponente in der Farbsignalmischungsschaltung 6 ist.
Eine weitere Beschreibung davon ist daher im Folgenden ausgelassen.
Die Beziehung zwischen den Wellenformen der entsprechenden Clong-,
Cshort'-, Ccont-
und Cmix-Signale
ist in 4 gezeigt. Die Hüllkurve der Farbsignalmodulationskomponente
in 4 ist durch die gepunktete Linie angezeigt. Es
ist zu bemerken, dass die Hüllkurve
des Cmix-Signals ebenso kontinuierlich ist.
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Der
Signalprozessor 7 wendet dann Signalverarbeitungsoperationen,
wie Gamma-Korrektur, Apertur-Korrektur, Weißausgleichssteuerung und Matrixverarbei tung,
die normalerweise in Videokameras verwendet werden, auf das verarbeitete
Luminanzsignal Ymix und das verarbeitete Farbsignal Cmix an, um
das Luminanzsignal Y und das Farbsignal C zu erzeugen, die jeweils
von dem Luminanzsignalausgabeanschluss 8 und dem Farbsignalausgabeanschluss 9 ausgegeben
werden.
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Es
ist damit möglich,
mittels einer Bildmischschaltung gemäß diesem Beispiel des Standes
der Technik die mehreren Bildsignale in mehrere Luminanzsignalkomponenten
und mehrere Farbsignalkomponenten zu trennen, das Steuersignal aus
den mehreren Farbsignalen zu erzeugen, das zum Bildmischen benötigt wird,
und dann die mehreren Luminanzsignalkomponenten und die mehreren
Farbsignalkomponenten getrennt entsprechend dem Steuersignal zu
mischen, um eine kontinuierliche Gradation in der Luminanzsignalkomponente
und der Farbsignalkomponente des synthetisierten Bildsignals zu
erreichen.
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Erste Modifikation
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Eine
Bildmischschaltung gemäß einer
ersten Modifikation des obigen Beispiels des Standes der Technik
wird als Nächstes
im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben.
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Die
Aufgabe der ersten Modifikation ist es, einen Bildsignalmischvorgang
anzuwenden, der eine kontinuierliche Gradationscharakteristik in
der Farbsignalkomponente erreicht, auch wenn eine Gradationskorrektur
auf das Luminanzsignal angewendet wird. Dies wird durch Normalisieren
der Farbsignalkomponente auf Basis der Luminanzsignalkomponente
in der Farbtrennungsschaltung und anschließendes Gewichten der Farbsignalkomponente
gemäß dem Luminanzsignal
erreicht, nachdem der Mischungsvorgang der Farbsignalmischungsschaltung abgeschlossen
ist.
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5 ist
ein Blockdiagramm einer Bildmischschaltung gemäß der ersten Modifikation.
Wie in 5 gezeigt, stimmt diese Bildmischschaltung 1 im
Wesentlichen mit der des obigen Beispiels des Standes der Technik überein,
umfasst allerdings ferner Normalisierungsschaltungen 21a und 21b und eine
Gradationskorrekturschaltung 22.
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Zwei
Bildsignale Slong und Sshort, die zu unterschiedlichen Belichtungsniveaus
erzeugt sind, werden von dem Aufnahmegerät 2 ausgegeben. Die Bildmischschaltung 1 gibt
dann das Hoch-Belichtungsbildsignal Slong und das Kurz-Belichtungsbildsignal
Sshort, die von dem Aufnahmegerät 2 ausgegeben
sind, in die Farbtrennungsschaltung 3.
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Die
Farbtrennungsschaltung 3 leitet das Hoch-Belichtungsbildsignal
Slong und das Kurz-Belichtungsbildsignal Sshort durch LPF 10a und 10b und
durch Bandpassfilter 11a und 11b, um Hoch-Belichtungsluminanzkomponente
Ylong und Hoch-Belichtungsfarbkomponente Clong und Kurz-Belichtungsluminanzkomponente
Yshort und Kurz-Belichtungsfarbkomponente Cshort zu erhalten.
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Die
Farbsignale werden dann auf Basis des Luminanzsignals durch die
Normalisierungsschaltungen 21a und 21b der Farbtrennungsschaltung 3 normalisiert,
um die normalisierten Farbsignale Clong und Cshort' zu erhalten. Diese
normalisierten Farbsignale haben als ein Ergebnis dieses Normalisierungsvorganges
eine gleiche Amplitude, wenn das Farbsignal das gleiche ist.
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Die
Operationen der Steuersignalerzeugungsschaltung 4 und der
Luminanzsignalmischungsschaltung 5 sind die gleichen wie
bei dem obigen Beispiel des Standes der Technik und eine weitere
Beschreibung wird daher ausgelassen.
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Nachdem
die Luminanzsignalmischungsschaltung 5 die Hoch-Belichtungsluminanzkomponente
Ylong und die Kurz-Belichtungsluminanzkomponente Yshort wie in dem
obigen Beispiel des Standes der Technik beschrieben gemischt hat,
wird eine nicht-lineare Korrektur der Gradationscharakteristik durch
Gradationskorrekturschaltung 22 angewendet, um das gemischte
Luminanzsignal Ymix auszugeben.
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Nach
Abschließen
der gleichen Signalverarbeitungsoperation, wie sie in dem obigen
Beispiel des Standes der Technik beschrieben ist, justiert ein Verstärker 14e in
der Farbsignalmischungsschaltung 6 die Verstärkung des
verarbeiteten Farbsignals gemäß dem Ausgabesignal
Ymix der Luminanzsignalmischungsschaltung 5, um das gemischte
Farbsignal Cmix zu erzeugen. Mit anderen Worten dient der Verstärker 14e als
eine Gewichtungsschaltung zum Gewichten des Farbsignals gemäß dem Luminanzsignal Ymix,
nachdem der Farbsignalmischungsvorgang abgeschlossen ist.
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Die
Wellenform des gemischten Luminanzsignals Ymix (Punkt F), die verwendet
wird, um die Farbsignalverstärkung
zu justieren, und die Veränderung
in der Wellenform der Farbsignale, während diese verarbeitet und
ausgegeben werden, gezeigt an Punkten A bis E und G in 5,
sind in 6 gezeigt. Es ist zu bemerken,
dass die Hüllkurve
des Farbsignals Cmix sich in 6 kontinuierlich
mit einer Wellenformanpassung des Signalniveaus des Luminanzsignals
Ymix ändert.
Das Verhältnis
zwischen dem Luminanzsignal Ymix und dem Farbsignal Cmix bleibt
daher konstant, was in einer kontinuierlichen Farbsignalgradationscharakteristik
und einer konstanten Farbsignalnuancierung resultiert.
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Wie
in dem obigen Beispiel des Standes der Technik wendet dann der Signalprozessor 7 normale Videokamerasignalverarbeitungsoperationen
auf das gemischte Luminanzsignal Ymix und das gemischte Farbsignal
Cmix an und erzeugt damit jeweils das Luminanzsignal Y und das Farbsignal
C, die von dem Luminanzsignalausgabeanschluss 8 und dem
Farbsignalausgabeanschluss 9 ausgegeben werden.
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Es
ist daher möglich,
mittels dieser ersten Modifikation einer Bildmischschaltung gemäß dem obigen
Beispiel des Standes der Technik eine kontinuierliche Gradationscharakteristik
in der Farbsignalkomponente zu erreichen, ohne eine Änderung
in der Nuancierung, auch wenn eine Gradationskorrektur auf das Luminanzsignal
angewendet wird, indem die Farbsignalkomponente auf Basis der Luminanzsignalkomponente
in der Farbtrennungsschaltung normalisiert wird und anschließend die
Farbsignalkomponente gemäß dem Luminanzsignal
gewichtet wird, nachdem der Mischvorgang der Farbsignalmischungsschaltung
abgeschlossen ist.
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Ausführungsform
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Eine
Bildmischschaltung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung wird als Nächstes
im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben.
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Die
Aufgabe der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist es, einen Bildsignalmischvorgang
anzuwenden, wobei zeilenweise Unterschiede im Luminanzsignalniveau
unterdrückt
werden und eine kontinuierliche Gradationscharakteristik bei der Farbsignalkomponente
erreicht wird. Dies wird durch die Steuersignalerzeugungsschaltung
erreicht, die ein Farbsignal unter Verwendung des Signals mit dem
höchsten
Luminanzniveau verwendet, das ausgewählt ist aus den Signalen mit
einer überlagerten Farbsignalkomponente
in der Nähe
eines bestimmten Zielpixels.
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7 ist
ein Blockdiagramm der Steuersignalerzeugungsschaltung 4 in
einer Bildmischschaltung gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Diese Steuersignalerzeugungsschaltung 4 umfasst,
wie in 7 gezeigt, eine Verzögerungsschaltung 31 und
einen Maximalwertselektor 32.
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Der
Aufbau und der Betrieb der Komponenten der Bildmischschaltung gemäß dieser
Ausführungsform
sind identisch zu denen des obigen Beispiels des Standes der Technik,
mit der Ausnahme der Steuersignalerzeugungsschaltung 4.
Eine weitere Beschreibung davon ist daher im Folgenden ausgelassen.
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Das
Hoch-Belichtungsbildsignal Slong wird in die Steuersignalerzeugungsschaltung 4 zu
der Verzögerungsschaltung 31 und
zu dem Maximalwertselektor 32 eingegeben. Die Verzögerungsschaltung 31 verzögert das
Eingabesignal um ein Pixel. Der Maximalwertselektor 32 vergleicht
dann das verzögerte
Signal mit dem derzeitig eingegebenen Signal, um das Signal (B in 7)
mit dem höheren
Signalniveau auszuwählen.
Der Subtraktor 12c subtrahiert dann die Konstante const
von der Ausgabe (B) des Maximalwertselektors 32 und das
Ergebnis (C) wird dann durch Schnittschaltung 13 geschnitten,
um Steuersignale Ycont und Ccont (D) zu erhalten. Die Änderung
in der Wellenform des Hoch-Belichtungsbildsignals Slong an den Punkten
A, B, C und D in 7, wie es von der Steuersignalerzeugungsschaltung 4 verarbeitet
wird, ist in 8 gezeigt.
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Die
Abszissen in 8 zeigen die Pixelposition [[und
die Ordinaten zeigen die Amplitude der Signalwelle]], wobei die
Bildhelligkeit am Ursprung null ist und nach rechts ansteigt. Als
ein Ergebnis dieses Signalverarbeitungsvorgangs erzeugt die Steuersignalerzeugungsschaltung 4 ein
Steuersignal, das gemäß dem Luminanzsignalkomponentenniveau
des Hoch-Belichtungsbildsignals Slong mit einer Modulationskomponente
variiert, wenn die Luminanzsignalkomponente eine Konstante const überschreitet,
und das konstant ist, wenn das höhere
Luminanzniveaubildsignal Slong mit einer Modulationskomponente gesättigt ist.
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Die
Wellenformen der Ylong-, Yshort-, Yshort'- und Ymix-Signale sind in 9 gezeigt
und die Wellenformen der Clong-, Cshort-, Cshort'- und Cmix-Signale sind in 10 gezeigt.
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Das
Luminanzsignalniveau wird durch eine Sättigung der Farbmodulationskomponente
beeinflusst. In Abhängigkeit
von der Anordnung der Farbfilter im Aufnahmeelement kann dies einen
zeilenweisen Unterschied im Luminanzniveau erzeugen. Dieser zeilenweise
Unterschied im Luminanzniveau wird durch die Bildmischschaltung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
jedoch verhindert, da der Bildsignalmischvorgang vor einer Sättigung
der Farbmodulationskomponente abgeschlossen wird.
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Es
ist daher möglich,
mittels dieser Ausführungsform
einer Bildmischschaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Bildsignalmischvorgang anzuwenden, wobei eine kontinuierliche
Gradationscharakteristik in der Farbsignalkomponente und der Luminanzsignalkomponente
erreicht wird, während zeilenweise
Unterschiede im Luminanzsignalniveau unterdrückt werden. Dies wird durch
die Steuersignalerzeugungsschaltung erreicht, die ein Farbsignal unter
Verwendung des Signals mit dem höchsten
Luminanzniveau erzeugt, das ausgewählt ist, aus den Signalen mit
einer überlagerten
Farbsignalkomponente in der Nähe
eines bestimmten Zielpixels.
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Es
sollte bemerkt werden, dass der Verzögerungszeitraum, der durch
die Verzögerungsschaltung 31 der
vorliegenden Ausführungsform
eingeführt wird,
als ein Pixel beschrieben ist, obwohl die Erfindung nicht derartig
begrenzt sein soll. Insbesondere können durch Anordnen von mehreren
Verzögerungsschaltungen
mit einer Verzögerungsschaltung, die
eine Ein-Zeilen-Verzögerung
einführt,
zeilenweise Unterschiede im Luminanzsignalniveau komplett unterdrückt werden,
da Unterschiede von Zeilen zu Zeile in dem Steuersignalniveau auf
Basis eines zei lenweisen Unterschieds in der Farbmodulationskomponente
eliminiert werden können.
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Zweite Modifikation
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Eine
Bildmischschaltung gemäß einer
zweiten Modifikation wird als Nächstes
im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben.
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Die
Aufgabe der zweiten Modifikation ist es, einen Bildsignalmischvorgang
anzuwenden, wobei eine kontinuierliche Gradationscharakteristik
in der Luminanzsignalkomponente erreicht wird und die Signal-Rausch-Verhältnisverschlechterung
gering ist, durch Erzeugen eines der Signale, die für den Luminanzsignalmischungsvorgang
der Luminanzsignalmischungsschaltung durch einfaches Addieren von mehreren
Signalen mit unterschiedlichen Belichtungsniveaus.
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11 ist
ein Blockdiagramm der Luminanzsignalmischungsschaltung 5 in
einer Bildmischschaltung gemäß der zweiten
Modifikation.
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Der
Aufbau und der Betrieb der Komponenten der Bildmischschaltung gemäß dieser
zweiten Modifikation sind identisch zu denen der oben beschriebenen
ersten Modifikation, mit der Ausnahme der Luminanzsignalmischungsschaltung 5.
Eine weitere Beschreibung davon ist daher im Folgenden ausgelassen.
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Die
Hoch-Belichtungsluminanzkomponente Ylong und die Kurz-Belichtungsluminanzkomponente Yshort
werden durch Addierer 15c der Luminanzsignalmischungsschaltung 5 addiert
und die Verstärkung
wird dann durch Verstärker 14a justiert,
um Yshort' zu erhalten.
Eine nachfolgende Operation ist identisch zu der der Luminanzsignalmischungsschaltung 5 in
dem obigen Beispiel des Standes der Technik.
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Die
Wellenformen von Ylong, Yshort, Yshort' und Ymix in dieser zweiten Modifikation
sind in 12 gezeigt.
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Wenn
das Signal Yshort' für Hoch-Luminanzbildbereiche
durch eine Verstärkungskontrolle
wie in der Luminanzsignalmischungsschaltung 5 der Ausführungsform
der Erfindung erhalten wird, muss die Verstärkung des Kurz-Belichtungsluminanzsignals an
das Belichtungsverhältnis
angepasst werden. Die benötigte
Verstärkung
kann in diesem Fall minimiert werden und die Signal-Rausch-Verhältnisverschlechterung
daher unterdrückt
werden, indem das Signal Yshort' für Hoch-Luminanzbildbereiche
durch Addieren der Hoch-Belichtungsluminanzkomponente Ylong
und der Kurz-Belichtungsluminanzkomponente Yshort wie in der vorliegenden
zweiten Modifikation erhalten wird.
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Es
ist daher mittels dieser zweiten Modifikation einer Bildmischschaltung
möglich,
einen Bildsignalmischvorgang anzuwenden, wobei eine kontinuierliche
Gradationscharakteristik in der Luminanzsignalkomponente erreicht
wird und eine Signal-Rausch-Verhältnisverschlechterung
gering ist, indem eines der Signale, die für die Luminanzsignalmischoperation
der Luminanzsignalmischungsschaltung durch einfaches Addieren mehrerer
Signale mit unterschiedlichen Belichtungsniveaus erzeugt wird.
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Dritte Modifikation
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Eine
Bildmischschaltung gemäß einer
dritten Modifikation der Erfindung ist als Nächstes mit Bezug auf die beiliegenden
Figuren beschrieben.
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Die
Aufgabe der dritten Modifikation ist es, einen Bildsignalmischvorgang
anzuwenden, wobei eine kontinuierliche Gradationscharakteristik
in der Luminanzsignalkomponente erreicht wird und eine Signal-Rausch-Verhältnisverschlechterung
gering ist, durch Erzeugen eines der Signale, die für die Luminanzsignalmischoperation
der Luminanzsignalmischungsschaltung verwendet werden, durch Addieren
eines Versatzwertes auf mehrere Signale mit unterschiedlichen Belichtungsniveaus.
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13 ist
ein Blockdiagramm der Luminanzsignalmischungsschaltung 5 in
einer Bildmischschaltung gemäß der dritten
Modifikation.
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Der
Aufbau und der Betrieb der Komponenten der Bildmischschaltung gemäß dieser
dritten Modifikation sind identisch zu denen der ersten Modifikation,
die oben beschrieben ist, mit Ausnahme der Luminanzsignalmischungsschaltung 5.
Eine weitere Beschreibung davon ist daher im Folgenden ausgelassen.
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Der
Addierer 15c der Luminanzsignalmischungsschaltung 5 in
dieser Ausführungsform
fügt einen
konstanten Wert zu der Eingabe-Kurz-Belichtungsluminanzkomponete
Yshort hinzu, um Yshort' zu
erhalten. Eine nachfolgende Operation ist identisch zu der der Luminanzsignalmischungsschaltung 5 der
obigen ersten Ausführungsform.
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Die
Wellenformen von Ylong, Yshort, Yshort' und Ymix in dieser dritten Modifikation
sind in 14 gezeigt.
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Es
ist daher mittels dieser dritten Modifikation einer Bildmischschaltung
möglich,
einen Bildsignalmischvorgang anzuwenden, wobei eine kontinuierliche
Gradationscharakteristik in der Luminanzsignalkomponente erreicht
wird und eine Signal-Rausch-Verhältnisverschlechterung
gering ist, indem eines der Signale, die für die Luminanzsignalmischungsoperation
der Luminanzsignalmischungsschaltung durch einfaches Addieren eines
Versatzwertes zu mehreren Signalen mit unterschiedlichen Belichtungsniveaus
erzeugt wird.
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Wie
oben beschrieben, ist es mit Hilfe des Beispiels des Standes der
Technik möglich,
die mehreren Bildsignale in mehrere Luminanzsignalkomponenten und
mehrere Farbsignalkomponenten zu trennen, das Steuersignal, das
zum Bildmischen benötigt
wird, aus den mehreren Bildsignalen zu erzeugen, und dann die mehreren
Luminanzsignalkomponenten und die mehreren Farbsignalkomponenten gemäß dem Steuersignal
getrennt zu mischen, um eine kontinuierliche Gradation in der Luminanzsignalkomponente
und der Farbsignalkomponente des synthetisierten Bildsignals zu
erreichen.
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Es
ist ferner mittels der ersten Modifikation möglich, eine kontinuierliche
Gradationscharakteristik in der Farbsignalkomponente zu erreichen,
auch wenn eine Gradationskorrektur auf das Luminanzsignal angewendet
wird, indem die Farbsignalkomponente auf Basis der Luminanzsignalkomponente
in der Farbtren nungsschaltung normalisiert wird und dann die Farbsignalkomponente
gemäß dem Luminanzsignal
gewichtet wird, nachdem der Mischungsvorgang der Farbsignalmischungsschaltung
abgeschlossen ist.
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Es
ist ferner mittels der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung möglich,
einen Bildsignalmischvorgang anzuwenden, wobei eine kontinuierliche
Gradationscharakteristik in der Farbsignalkomponente und der Luminanzsignalkomponente
erreicht wird, während
zeilenweise Unterschiede im Luminanzsignalniveau unterdrückt werden,
indem ein Farbsignal unter Verwendung des Signals mit dem höchsten Luminanzniveau
erzeugt wird, das ausgewählt
ist von den Signalen mit einer überlagerten Farbsignalkomponente
in der Nähe
eines bestimmten Zielpixels.
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Es
ist ferner mit Hilfe der zweiten Modifikation möglich, eine kontinuierliche
Gradationscharakteristik in der Luminanzsignalkomponente mit einer
geringen Signal-Rausch-Verhältnisverschlechterung durch
Erzeugen eines der Signale, die für die Luminanzsignalmischungsoperation
der Luminanzsignalmischungsschaltung verwendet werden, zu erreichen,
indem einfach mehrere Signale mit unterschiedlichen Belichtungsniveaus
addiert werden.
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Es
ist ferner mit Hilfe der dritten Modifikation möglich, eine kontinuierliche
Gradationscharakteristik in der Luminanzsignalkomponente mit einer
geringen Signal-Rausch-Verhältnisverschlechterung durch
Erzeugen eines der Signale, die für die Luminanzsignalmischungsoperation
der Luminanzsignalmischungsschaltung verwendet werden, zu erreichen,
indem ein Versatzwert auf mehrere Signale mit unterschiedlichen
Belichtungsniveaus addiert wird.