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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Signalverarbeitungsschaltung einer
Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung, wobei ein Bildaufnehmerabschnitt derselben eine
Vielzahl von Festkörper-Bildsensoren enthält, wovon jeder ein
diskretes Pixelfeld und eine Kamera hat, die eine derartige
Signalverarbeitungsschaltung enthält.
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In einer Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung, deren
Bildaufnehmerabschnitt Festkörper-Bildsensoren enthält, wovon
jeder ein diskretes Pixelfeld hat, das durch
ladungsgekoppelte Einrichtungen (CCD's) gebildet ist, werden den
Bildaufnehmer-Ausgangssignalen der Festkärper-Bildsensoren
Rückfaltkomponenten aus der räumlichen Abtastfrequenz fs
beigemischt, wie dies durch Schraffurlinien in Fig. 1
gezeigt ist. Dies ist deswegen der Fall, weil die
Festkörper-Bildsensoren solche vom Abtastsystem sind.
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Die herkömmliche Praxis zur Verhinderung des Erzeugens und
Einwirkens der Rückfaltkomponenten in das Basisband des
Bildaufnehmer-Ausgangssignals hinein besteht darin, ein
optisches Doppelbrechungs-Tiefpaßfilter in dem optischen
Bildaufnahmesystem vorzusehen, um den Hochfrequenzanteil
der Basisbandkomponente des Bildaufnehmersignals zu
unterdrücken, um auf diese Weise die Nyquist-Bedingungen des
Abtastsystems durch den Festkörper-Bildsensor zu erfüllen.
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Auf dem Gebiet der Farb-Videokameras werden auf dem Markt
eine Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung vom
Mehrplattentyp, wie eine
Zwei-Platten-Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung, in der drei Primärfarbenbilder mittels eines
Festkörper-Bildsensors aufgenommen werden, der mit
Farbcodierungsfiltern für Rot- und Blau-Pixel und einem
Festkörper-Bildsensor für eine Grün-Bildaufnehmer versehen ist, oder eine
Drei-Platten-Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung zum
Aufnehmen
der Primärfarbenbilder mittels getrennter Farb-
Festkörper-Bildsensoren angeboten.
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Als eine Technik zum Verbessern der Auflösung in der Mehr-
Platten-Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung ist ein sog.
räumliches Pixelverschiebungsverfahren bekannt, gemäß dem
die Grenzfrequenz des optischen Tiefpaßfilters so gewählt
ist, daß sie fs ist, und wie in Fig. 3 gezeigt, sind die
Festkörper-Bildsensoren für die Rot-Bildaufnehmer und die
Blau-Bildaufnehmer mit einer Verschiebung angeordnet, die
gleich dem 1/2-fachen der räumlichen Pixelabtastperiode in
bezug auf den Festkörper-Bildsensor für die
Grün-Bildaufnahme ist.
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Durch Ausnutzung des Vorteils des räumlichen
Pixelverschiebungsverfahrens wird es mit der
Mehr-Platten-Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung mit analogem Ausgangssignal
möglich, eine hohe Auflösung zu verwirklichen, welche die
Grenze überschreitet, die durch die Pixelzahl des
Festkörper-Bildsensors vorgegeben ist.
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Bei digitalen Dienstleistungs-Video-Magnetbandrecordern,
die z. B. in einer Rundfunkstation benutzt werden, sind
Standardisierungen der sog. D1/D2-Formate in Vorbereitung,
und es sind digitale Schnittstellenschaltungen für auf
digitale Video-Techniken bezogene Einrichtungen, die mit
diesen Standards übereinstimmen, erforderlich, welche in
Farbfernsehkamera-Geräten zu benutzen sind. Gemäß den
Standards für digitale Schnittstellenschaltungen für auf
digitale Video-Techniken bezogene Einrichtungen wird die
Abtastrate so eingestellt, daß sie angenähert gleich der
Abtastrate fs der gerade benutzten Festkörper-Bildsensoren
ist.
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In der Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung, deren
Bildaufnahmeabschnitt Festkörper-Bildsensoren enthält, wovon jeder
ein diskretes Pixelfeld, wie die zuvor genannten
CCD-Bildsensoren,
hat, ist ein optisches
Doppelbrechungs-Tiefpaßfilter in dem optischen Bildaufnehmersystem vorgesehen, um
das Auftreten der Rückfaltkomponente und deren Einwirken in
das Basisband des Bildaufnehmersignals hinein durch die
Festkörper-Bildsensoren zu verhindern. Indessen ergibt
sich, da das optische Tiefpaßfilter nicht so ausgeführt
werden kann, daß es steile Grenzfrequenz-Charakteristika
hat, das Problem, daß die Modulationsübertragungsfunktion
oder MTF in dem Hochfrequenzbereich einer Verschlechterung
in dem Hochfrequenzbereich unterliegt, wie dies in Fig. 2
gezeigt ist.
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Demzufolge tritt in der
Mehr-Platten-Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung für Farbbildaufnehmern unvermeidbar eine
Signalverschlechterung, die durch die Rückfaltkomponente
oder MTF verursacht wird, auf, wenn eine gewöhnliche
Abtastung benutzt wird.
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Indessen ist, wenn eine digitale Schnittstellenschaltung
für eine auf eine digitale Videotechnik bezogene
Einrichtung auf einer Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung
angeordnet ist, deren Bildaufnehmerabschnitt
Festkörper-Bildsensoren enthält, wovon jeder ein diskretes Pixelfeld, wie die
CCD-Bildsensoren, hat, die Digitalisierungsrate mit der
Abtastrate der digitalen Schnittstellenschaltung zu hoch,
während die Übereinstimmung mit den Standards für digitale
Schnittstellenschaltungen nicht erreicht werden kann.
Andererseits wird, wenn die Rate des digitalen
Verarbeitungssystems, welche mit dem D1/D2-Format übereinstimmt,
übernommen wird, die Auflösung niedriger als diejenige der
herkömmlichen Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung für eine
analoge Anwendung, wenn das analoge Ausgangssignal
unmittelbar benutzt wird.
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Aus der Druckschrift GB-A-2 114 854 ist eine Festkörper-
Kamera bekannt, die umfaßt: ein Analog/Digital-Umsetzmittel
zum Digitalisieren von Bildaufnehmer-Ausgangssignalen,
welche bei einer Abtastrate fs aus einem
Festkörper-Bildsensor ausgelesen sind, und ein Interpolationsfiltermittel
zum Durchführen einer Abtastphasenumsetzung zum
Zusammenfallenlassen der Abtastung der
Bildaufnehmer-Ausgangssignale damit, die durch das Analog/Digital-Umsetzmittel
digitalisiert sind und eine Taktrate haben, welche das Zweifache
der Taktrate der Abtastrate der Festkörper-Sensoren
beträgt. Daher werden Bildaufnehmer-Ausgangssignale gebildet,
die eine zeitlich übereinstimmende Abtastphase bei einer
Taktrate haben, welche das Zweifache derjenigen des
Analog/Digital-Umsetzmittels beträgt.
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Aus der Druckschrift "Proceedings of the 1985 International
Symposium on Circuits and Systems" Kyoto, 5-7/6/1985. S.
1343 bis 1346, New York, US; L. Paris et al.: "an
Oversampling Digital Filter for Videocommunications" ist eine
digitale Filtereinrichtung bekannt, die mittels Filtern bis
hinauf zur 19. Ordnung eine Interpolation an
Leuchtdichte- und Farbdifferenz-Videosignalen durchführt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, zu
schaffen:
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eine Signalverarbeitungsschaltung zur Benutzung in der
Mehr-Platten-Festkörper-Farb-Bildaufnehmereinrichtung, die
das Durchführen einer Bildaufnehmer mit hoher Qualität
mittels einer Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung
gestattet, welche ein Analog/Digital-Umsetzmittel enthält zum
Digitalisieren von Bildaufnehmer-Ausgangssignalen bei einer
Taktrate, die gleich einer Abtastrate fs ist, wobei die
Bildaufnehmer-Ausgangssignale bei der Abtastrate fs aus dem
Festkörper-Bildsensor für die Grün-Farbbildaufnehmer und
den Festkörper-Bildsensoren für die Rot- u.
Blau-Farbbildaufnahmen des Bildaufnehmerabschnitts ausgelesen werden,
die mit einer räumlichen Verschiebung voneinander
angeordnet sind, welche gleich der Hälfte des Pixelrastermases
ist,
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eine Verarbeitungsschaltung zum Verarbeiten der digita
len Ausgangssignale des Analog/Digital-Umsetzmittels und
ein Farbcodiermittel, dem Ausgangssignale des
Verarbeitungsschaltungs-Ausgangssignals zugeführt werden, die
ausgezeichnete sog. MTF-Charakteristika haben und geringere
Mengen von Rückfaltkomponenten enthalten.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, eine Farb-Bildaufnehmereinrichtung zu schaffen, in
der eine digitale Schnittstellenschaltung, die mit den
Standards für die auf die digitale Schnittstellenschaltung
bezogene Einrichtung übereinstimmt, auf der Festkörper-
Bildaufnehmereinrichtung angeordnet ist, deren
Bildaufnahmeabschnitt Festkörper-Bildsensoren enthält, wovon jeder
ein diskretes Pixelfeld hat, wie CCD-Bildsensoren, um
zusammengesetzte Videosignale mit hoher Qualität erzeugen zu
können, welche zufriedenstellende MTF-Charakteristika haben
und geringere Mengen von Rückfaltkomponenten enthalten.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, eine Signalverarbeitungsschaltung zu schaffen und
digitale zusammengesetzte Videosignale zu erzeugen, wodurch
digitale zusammengesetzte Videosignale hoher Qualität
erzeugt werden können, die ausgezeichnete
MTF-Charakteristika haben und geringere Mengen von Rückfaltkomponenten
enthalten.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, eine Signalverarbeitungsschaltung einer Festkörper-
Bildaufnehmereinrichtung zu schaffen, die das Erzeugen von
digitalen zusammengesetzten Videosignalen hoher Qualität
und von analogen zusammengesetzten Videosignalen gestattet,
die ausgezeichnete MTF-Charakteristika haben und geringere
Mengen von Rückfaltkomponenten enthalten.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
eine Signalverarbeitungsschaltung für eine
Festkörperbildaufnahmeeinrichtung vorgesehen, wie sie in Anspruch 1
beansprucht ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine
Kamera vorgesehen, die eine Schaltung der zuvor angegebenen
Art enthält.
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Fig. 1 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung
des Frequenzgangs eines herkömmlichen Festkörper-
Bildsensors.
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Fig. 2 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung
des Frequenzgangs eines weiteren herkömmlichen
Festkörper-Bildsensors.
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Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung
der CCD-Bildsensoren gemäß dem
Pixelverschiebungsverfahren.
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Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild, das die
Signalverarbeitungsschaltung der
Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Fig. 5A bis Fig. 5F zeigen schematische
Frequenzgang-Diagramme zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der in
Fig. 4 gezeigten Signalverarbeitungsschaltung.
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Fig. 6 zeigt in ähnlicher Weise ein schematisches
Frequenzgang-Diagramm zur Verdeutlichung der
Arbeitsweise der in Fig. 4 gezeigten
Signalverarbeitungsschaltung.
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Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild, das einen
Interpolationsabschnitt darstellt, der in der in Fig. 4
gezeigten Signalverarbeitungsschaltung benutzt wird.
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Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung, welche die
Arbeitsweise des in Fig. 7 gezeigten
Interpolationsabschnitts
verdeutlicht.
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Im folgenden wird eine Signalverarbeitungsschaltung einer
Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren
im einzelnen beschrieben.
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Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild, das ein Beispiel
darstellt, bei dem die Signalverarbeitungsschaltung gemäß der
vorliegenden Erfindung auf eine Drei-Platten-Festkörper-
Bildaufnehmereinrichtung angewendet ist. Diese
Bildaufnehmereinrichtung ist derart eingerichtet und aufgebaut, daß
ein Bildaufnehmerlicht Li, welches auf diese von einer
Bildaufnehmerlinse 1 her durch ein optisches Tiefpaßfilters
2 auftrifft, mittels eines Farbtrennprismas 3 in drei
Primärfarbkomponenten unterteilt, um Drei-Farben-Bilder
eines Objekts zu erzeugen und um das Drei-Farben-Bild
mittels dreier CCD Bildsensoren 4R, 4G u. 4B zu bilden.
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Diese drei CCD-Bildsensoren 4R, 4G u. 4B, die den
Bildaufnehmerabschnitt der
Drei-Platten-Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung ausmachen, sind unter Zuhilfenahme des
räumlichen Pixelverschiebeverfahrens in einer Art und Weise, wie
in Fig. 3 gezeigt, angeordnet. Demzufolge sind der CCD
Bildsensor 4R zum Bilden des Rot-Bildes und der
CCD-Bildsensor 4B zum Bilden des Blau-Bildes mit einer
Verschiebung, die gleich dem 1/2-fachen der räumlichen
Pixelabtastperiode τs in bezug auf den CCD-Bildsensor 4G zum Bilden
des Grün-Bildes ist, angeordnet. Die CCD-Bildsensoren 4R,
4G u. 4B werden mittels einer CCD-Treiberschaltung (nicht
gezeigt) so getrieben, daß elektrische
Bildaufnehmerladungen jedes der Pixel mit Auslesetakten ausgelesen werden,
die eine Abtastfrequenz fs haben, welche viermal so hoch
wie die Farb-Hilfsträgerfrequenz fsc oder 4fsc ist.
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Die Drei-Farben-Bilder des Objekts werden einerseits in dem
CCD-Bildsensor 4G für die Grün-Bildaufnehmer und
andererseits
in den CCD-Bildsensoren 4R, 4B für die Rot- und
Blau-Bildaufnehmern in der Position, welche räumlich um τs/2
gegeneinander verschoben sind, einer räumlichen Abtastung
unterzogen. Demzufolge ist, wie dies aus den spektralen
Komponenten bei A in Fig. 5 ersichtlich ist, die Phasenlage
der Abtastfrequenzkomponente fs eines Grün-Bildaufnehmer-
Ausgangssignals SG aus dem Bildsensor 4G in bezug auf die
Abtastfrequenzkomponenten fs der Rot- und
Blau-Bildaufnehmer-Ausgangssignale SR bzw. SB aus den Bildsensoren 4R, 4B
entgegengesetzt.
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Die zeitlichen Lagen der Abtastung eines Rot-Bildaufnehmer-
Ausgangssignals SR mittels des Bildsensors 4R und diejenige
eines Blau-Bildaufnehmer-Ausgangssignals SB mittels des
CCD-Bildsensors 4B sind durch einen Kreis bei A in Fig.
6 gezeigt, während die zeitliche Lage der Abtastung eines
Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignals SG mittels des CCD-
Bildsensors 4G durch ein Quadrat bei B in Fig. 6 gezeigt
ist.
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Die Bildaufnehmer-Ausgangssignale SR, SG u. SB, die aus den
CCD-Bildsensoren 4R, 4G u. 4B mit Auslesetakten ausgelesen
sind, welche die zuvor genannte Abtastfrequenz fs haben,
die gleich 4fsc ist, werden A/D-Wandlern 6R, 6G u. 6B über
Pufferverstärker 5R, 5G bzw. 5B zugeführt.
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Den A/D-Wandlern 6R, 6G u. 6B werden Taktsignale aus einem
Zeitschaltsignalgenerator (nicht gezeigt) bei einer
Taktrate zugeführt, die gleich der Abtastrate jedes der
Bildaufnehmer-Ausgangssignale SR, SG u. SB, d. h. der Taktfrequenz
fs, ist, welche gleich 4fsc ist, wie es auch die
Auslesetaktignale der zuvor genannten CCD-Bildsensoren 4R, 4G u.
4B sind.
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Diese A/D-Wandler 6R, 6G u. 6B digitalisieren die
Bildaufnehmer-Ausgangssignals SR, SG u. SB direkt mit der Taktrate
fs, die gleich 4fsc ist, um Farbdaten DR, DG u. DB zu
bilden, welche dieselben Ausgangssignalspektren wie die
Bildaufnehmer-Ausgangssignale SR, SG u. SB haben, die bei A
in Fig. 5 gezeigt sind.
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Die Grün-Farbdaten DG, welche bei dem A/D-Wandler 6G für
die Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignals gewonnen sind,
werden einem Interpolationsabschnitt 7 zugeführt, wo sie
einer Interpolation unterzogen werden, um interpolierte
Grün-Farbdaten DG' zu erzeugen, die dann einem
Bildanreicherungsabschnitt 9 zugeführt werden, während sie
gleichzeitig einem Matrixverarbeitungsabschnitt 11 zugeführt
werden. Die Rot-Farbdaten DR, welche von dem A/D-Wandler 6R
für Rot-Bildaufnehmer-Ausganggssignale erzeugt sind, und
die Blau-Farbdaten DB, welche aus den
Blau-Bildaufnehmer-Ausgangssignalen erzeugt sind, werden zunächst durch
Verzögerungsabschnitte 8R, 8G mit einer Verzögerungszeit
verzögert, welche gleich dem Zeitintervall ist, das beim
Durchführen der Interpolation in dem Interpolationsabschnitt 7
erforderlich ist, und werden dann dem
Bildanreicherungsabschnitt 9 zugeführt, während sie gleichzeitig über
Verarbeitungsabschnitte 10R, 10B an den
Matrixverarbeitungsabschnitt 11 gelegt werden.
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Die Grün-Farbdaten DG, welche aus dem Grün-Bildaufnehmer-
Ausgangssignal SG digitalisiert sind, werden in dem
Interpolationsabschnitt 7 einer arithmetischen
Interpolationsoperation unterzogen, um sie mit
Interpolations-Filterungscharakteristika auszustatten, die eine einzige Nullstelle
bei fs/2 und ein Paßband in dem Bereich von 0 bis fs/2
haben, so daß eine Phasenkorrektur für die Verschiebung
der Abtastphase des Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignals SG
um Ts/2 ohne eine kollektive Signalverzögerung erreicht
wird. Durch eine derartige Phasenkorrekturoperation für das
Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SG bildet der
Interpolationsabschnitt 7 Grün-Jnterpolationsdaten, die dem
phasenkorrigierten Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SG'
entsprechen und dieselbe Phase wie die Abtastphase jedes der Rot-
Bildaufnehmer-Ausgangssignale SR und der
Blau-Bildaufnehmer-Ausgangssignale SB haben.
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Der Interpolationsabschnitt 7 ist durch ein digitales
Filter gebildet, das durch die Taktrate fs des A/D-Wandlers
6G für das Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignal definiert ist.
Das bedeutet, wie in Fig. 7 gezeigt, daß dieser
Interpolationsabschnitt hauptsächlich gebildet ist aus 2n
Verzögerungsschaltungen DL&sub1; bis DL2N, wovon jede eine Ein-Takt-
Verzögerung Z-1 in Form der Taktrate fs des A/D-Wandlers
6G, wie durch
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Z&supmin;¹ = 1/fs (1)
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ausgedrückt hat, n Addierer ADD&sub1; bis ADDn zum Addieren der
Ausgangssignale der Verzögerungsschaltungen DL&sub1; bis DL2n,
Wichtungsschaltungen W&sub1; bis Wn, die den Ausgangssignalen
der Addierer ADD&sub1; bis ADDn Gewichte h, bis hn zuweisen, und
einen Addierer AND&sub0;, der mit Ausgangssignalen der Addierer
ADD&sub1; bis ADDn über die Wichtungsschaltungen W&sub1; bis Wn
versorgt wird, zum Schaffen von
Impuls-Frequenzgangcharakteristika HIP(Z), die in Fig. 8 gezeigt sind und
repräsentiert werden durch
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HIP(Z) = {(1+Z&supmin;¹)/2}H¹(Z) (2)
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Das phasenkorrigierte Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignal
SG', welches in dem Interpolationsabschnitt 7 erzeugt ist
und als die Grün-Interpolationsdaten DG' bezeichnet wird,
repräsentiert ein Abtastsignal, das die Frequenz fs hat und
in Phase mit sowohl dem Rot-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SR
als auch dem Blau-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SB liegt.
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Demzufolge kann das Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SG'
digital, beispielsweise durch eine sog. Gamma-Korrektur,
bei der Taktfrequenz fs unter Benutzung der Farbdaten DR,
DB, die das Rot-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SR und das
Blau-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SB bezeichnen, und der
Grün-Interpolationsdaten DG' verarbeitet werden.
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Das bedeutet, daß der Bildanreicherungsabschnitt 9 bei dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel im Verlaufe der
Datenverarbeitung für die Grün-Interpolationsdaten DG', die Rot-
Farbdaten DR und die Blau-Farbdaten DB das
phasenkorrigierte Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SG' einerseits und
das Rot-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SR und das
Blau-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SB andererseits bei einem
Verhältnis von 1:1 summiert. Auf diese Weise ist es möglich,
Rückfaltkomponenten, die eine Frequenz in dem Bereich von
bis fs/2 haben, wie bei D in Fig. 5 gezeigt, auszulöschen.
Aus diesem Summationssignal wird ein
Bildanreicherungssignal S1E gebildet, welches das Frequenzspektrum hat, wie es
bei E in Fig. 5 gezeigt ist.
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In den Verarbeitungsabschnitten 10R, 10G u. 10B werden die
Grün-Interpolationsdaten DG', die Rot-Farbdaten DR und die
Blau-Farbdaten vor allem einer Gamma-Korrektur und einer
Profilanreicherung mittels des Bildanreicherungssignals S1E
unterzogen.
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In dem Matrixverarbeitungsabschnitt 11 werden Daten eines
Leuchtdichtesignals Y und von Farbdifferenzsignalen 1 u. Q
auf der Grundlage der Grün-Interpolationsdaten DG', der
Rot-Farbdaten DR und der Blau-Farbdaten DB gebildet, die
von den Verarbeitungsabschnitten 10R, 10G u. 10B zugeführt
werden, um diese Daten dann einem Codierer 12 zuzuführen.
Aus den Daten des Leuchtdichtesignals Y und der
Farbdifferenzsignale I u. Q&sub1; bildet der Codierer 12 Farb-Videodaten,
die beispielsweise mit einem sog. D2-Format übereinstimmen,
und gibt diese dann aus.
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Es sei angemerkt, daß das Leuchtdichtesignal Y, welches
durch Aufsummieren des phasenkorrigierten
Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignals SG' auf das
Rot-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SR
und das Blau-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SB bei
dem vorbestimmten Verhältnis gebildet wird, eine
geringfügige Menge der Rückfaltkomponenten in dem Frequenzbereich
von 0 bis fs/2 enthält, wie dies bei F in Fig. 5 gezeigt
ist. Die Signalverschlechterung kann jedoch mittels der
Bildanreicherungsoperation durch das
Bildanreicherungssignal S1E verringert werden, das frei von
Rückfaltkomponenten in dem Frequenzbereich von 0 bis fs/2 ist, wie dies
zuvor erläutert wurde.
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In dem zuvor genannten Bildanreicherungsabschnitt 9 können
das phasenkorrigierte Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SG'
einerseits und das Rot-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SR und
das Blau-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SB andererseits in
eignem derartigen Pegelverhältnis summiert werden, daß die
Rückfaltkomponenten in dem Leuchtdichtesignal Y in dem
Frequenzbereich von 0 bis fs/2 ausgelöscht werden können,
und das Bildanreicherungssignal S1E kann aus diesem
Summationssignal gebildet werden.
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In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die
Grün-Interpolationsdaten DG', welche dem phasenkorrigierten
Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SG' entsprechen, das
dieselbe Phase wie die Abtastphase jedes der
Rot-Bildaufnehmer-Ausgangssignale SR und
Blau-Bildaufnehmer-Ausgangssignale SB hat, aus den Grün-Farbdaten DG gebildet, die aus
dem Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SG mittels der zuvor
beschriebenen Phasenkorrektur digitalisiert werden, die in
dem Interpolationsabschnitt 7 durchgeführt wird. Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das zuvor
beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann
ein Interpolationsabschnitt zum Unterziehen der
Rot-Farbdaten DR, die aus dem Rot-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SR
digitalisiert sind, und der Blau-Farbdaten DB, die aus dem
Blau-Bildaufnehmer-Ausgangssignal SB digitalisiert sind,
einer Interpolation, die ähnlich der zuvor erläuterten
Phasenkorrektur für die Grün-Farbdaten DG ist, vorgesehen
sein, um die Interpolationsdaten für die jeweiligen Farben
zu bilden, die den phasenkorrigierten Rot- u.
Blau-Bildaufnehmer-Ausgangssignalen entsprechen, welche dieselbe Phase
wie die
Abtastphase des Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignals SG
haben.
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In der zuvor beschriebenen Signalverarbeitungsschaltung
gemäß der vorliegenden Erfindung kann bewirkt werden, daß
das Verarbeitungssystem in seiner Gesamtheit bei einer
niedrigeren Taktrate fs arbeitet, die der räumlichen
Abtastfrequenz jedes der CCD-Bildsensoren 4R, 4G u. 4B
entspricht, die den Bildaufnehmerabschnitt der Festkörper-
Bildaufnehmereinrichtung ausmachen. Der
Interpolationsabschnitt 7, welcher eine Phasenkorrektur durchführt, führt
eine Digitaldatenverarbeitung der Farbdaten durch, die aus
dem Bildaufnehmer-Ausgangssignal digitalisiert sind, was zu
äußerst zufriedenstellenden Verzögerungs- und
Gruppenverzögerungs-Charakteristika führt. Die CCD-Bildsensoren 4R, 4G
u. 4B, welche den Bildaufnehmerabschnitt ausmachen, können
vom sog. Subnyquist-System sein, um die MTF
(Modulationsübertragungsfunktion) in dem Frequenzbereich von 0 bis fs/2
zu verbessern. Darüber hinaus können die
Rückfaltkomponenten in dem zuvor genannten Frequenzbereich von 0 bis
fs/2 ausgelöscht werden, um ein
Bildaufnehmer-Ausgangssignal von äußerst hoher Bildqualität durch die
Verarbeitung entsprechend dem räumlichen
Pixelverschiebungsverfahren zu erzeugen.
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In der Signalverarbeitungsschaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung werden die Bildaufnehmer-Ausgangssignale, welche
bei der Abtastrate fs aus den Festkörper-Bildsensoren für
eine Grün-, Rot- u. Blau-Bildaufnehmer des
Bildaufnehmerabschnitts, in dem die drei zuvor beschriebenen Festkörper-
Bildsensoren mit einer räumlichen Verschiebung um eine
Hälfte des sich wiederholenden Rastermaßes der Pixel
plaziert sind, ausgelesen werden, durch
Analog/Digital-Umsetzmittel
bei der Taktrate, die gleich der Abtastrate fs ist,
digitalisiert. Das Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignal oder
das Rot-Bildaufnehmer-Ausgangssignal und das
Blau-Bildaufnehmer-Ausgangssignal, die auf diese Weise durch die
Analog/Digital-Umsetzmittel digitalisiert sind, werden einer
Abtastphasenumsetzung durch ein Interpolationsfiltermittel
unterzogen, das eine einzige Nullstelle bei fs/2 hat und
Filtercharakteristika aufweist, die ein Paßband in der
Nachbarschaft von 0 bis fs/2 aufweist, um ein
Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignal zu erzeugen, das dieselbe Phase wie
die Abtastphase des Rot-Bildaufnehmer-Ausgangssignals und
des Blau-Bildaufnehmer-Ausgangssignals oder der Rot- u.
Blau-Bildaufnehmer-Ausgangssignale hat, welche dieselbe
Phase wie die Abtastphase des
Grün-Bildaufnehmer-Ausgangssignals haben.
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In der Signalverarbeitungsschaltung der
Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die
Modulationsübertragungsfunktion (MTF) in dem
Frequenzbereich von 0 bis fs/2 mit dem Festkörper-Bildaufnehmersensor
verbessert werden, der das diskrete Pixelfeld hat und zum
Durchführen der räumlichen Abtastung des Bildobjekts als
das Subnyquist-System bestimmt ist. Außerdem können die
Rückfaltkomponenten in dem Frequenzbereich von 0 bis fs/2
mittels der Verarbeitung ausgelöscht werden, die mit dem
räumlichen Pixelverschiebungsverfahren übereinstimmt, um
Bildaufnehmer-Ausgangssignale zu erzeugen, die eine
ausgezeichnete Bildqualität haben.
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Demzufolge ist es durch Anwenden der
Signalverarbeitungsschaltung auf die
Mehr-Platten-Festkörper-Bildaufnehmereinrichtung für Farb-Bildaufzeichnungen möglich, ein Farb-
Bildaufnehmer-Ausgangssignal mit hoher Qualität zu
erzeugen, das geringere Mengen von Rückfaltkomponenten enthält.