專(zhuān)利名稱(chēng)：圖像拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像拾取裝置。具體而言，本發(fā)明涉及一種適合于在執(zhí)行信號(hào)處理之后通過(guò)改變圖像信號(hào)的幀速度而進(jìn)行成像的圖像拾取裝置，更具體而言，涉及一種以幀加法器的幀相加周期為單位改變信號(hào)處理操作的設(shè)置的圖像拾取裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，在電影制造時(shí)，為了獲得特殊視頻效果，在拍攝時(shí)改變電影攝像機(jī)的拍攝速度，即改變每秒的幀數(shù)。例如，當(dāng)拍攝速度比正常速度快，且以正常速度進(jìn)行播放時(shí)，可以獲得慢動(dòng)播放圖像。通過(guò)這種技術(shù)，可容易且細(xì)致地觀察到高速操作，如水滴落到水面上的情景。相反，當(dāng)?shù)陀谡Ｋ俣扰臄z，且以正常速度進(jìn)行播放操作時(shí)，可以獲得快動(dòng)播放圖像。通過(guò)這種技術(shù)，可以增大例如戰(zhàn)場(chǎng)或賽車(chē)場(chǎng)景的速度感，使場(chǎng)面更加逼真，并具有更大沖擊力。
在電視節(jié)目制作過(guò)程中，將節(jié)目的成像、剪輯和傳輸進(jìn)行數(shù)字化。由于數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，圖像質(zhì)量日益提高，用于制造節(jié)目的裝置的成本越來(lái)越低，并且電影產(chǎn)品的數(shù)字化也得到了提高。
當(dāng)根據(jù)數(shù)字化電影產(chǎn)品用圖像拾取裝置(攝像機(jī))進(jìn)行成像時(shí)，為了獲得特殊視頻效果，不僅用正常速度拍攝得到的圖像信號(hào)，而且用更高速度或更低速度拍攝獲得的圖像信號(hào)也都記錄在存儲(chǔ)裝置如服務(wù)器中。然后，從存儲(chǔ)裝置中讀出表示獲得特殊視頻效果所需的幀圖像的圖像信號(hào)，并且對(duì)讀出的圖像信號(hào)進(jìn)行圖像處理，從而產(chǎn)生特殊視頻效果。
為了獲得特殊視頻效果，如快動(dòng)播放圖像和慢動(dòng)播放圖像，有些圖像拾取裝置可改變拍攝操作期間的幀速度。在例如日本未審專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第2000-125210號(hào)中公開(kāi)了這樣的圖像拾取裝置。通過(guò)使用這種圖像拾取裝置，當(dāng)以低于預(yù)定幀速度的幀速度成像，并且以預(yù)定的幀速度播放時(shí)，易于獲得快動(dòng)播放圖像。相反，當(dāng)以高于預(yù)定幀速度的幀速度成像，且以預(yù)定的幀速度播放時(shí)，易于獲得慢動(dòng)播放圖像。
還可以通過(guò)執(zhí)行幀相加處理改變幀速度。例如，當(dāng)增加n幀圖像信號(hào)時(shí)，幀速度變?yōu)?/n。
當(dāng)使用圖像拾取裝置進(jìn)行成像操作時(shí)，執(zhí)行多種信號(hào)處理操作，如白平衡控制、增益控制和陰影校正，以獲得表現(xiàn)出低噪聲、高度靈敏性和高色彩再現(xiàn)性的成像信號(hào)。當(dāng)用戶改變這些信號(hào)處理操作的設(shè)置時(shí)，以幀為單位改變?cè)O(shè)置(即在幀開(kāi)始或結(jié)束處)，從而在同一幀圖像期間設(shè)置不會(huì)發(fā)生改變。
不過(guò)，如上所述，可通過(guò)幀相加處理改變幀速度。在該處理期間，如果在增加幀的同時(shí)改變信號(hào)處理操作，則幀相加處理之后的圖像信號(hào)沒(méi)有反映設(shè)置的改變，從而所產(chǎn)生的圖像變得不自然。例如，如果在兩幀相加期間，在增加圖像信號(hào)的第二幀時(shí)改變信號(hào)處理操作的設(shè)置，則幀相加處理之后所產(chǎn)生的圖像信號(hào)不反映新設(shè)置。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種圖像拾取裝置，即使幀相加處理期間幀速度改變，該圖像拾取裝置也能產(chǎn)生反映圖像處理操作的新設(shè)置的圖像信號(hào)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種圖像拾取裝置，包括圖像拾取部分，用于拾取物體圖像以產(chǎn)生圖像信號(hào)；信號(hào)處理部分，用于通過(guò)使用圖像拾取部分所產(chǎn)生的圖像信號(hào)來(lái)執(zhí)行信號(hào)處理操作；幀相加部分，用于通過(guò)使用由圖像處理部分所產(chǎn)生的圖像信號(hào)來(lái)執(zhí)行幀相加；以及控制部分，用于設(shè)置信號(hào)處理部分的操作。信號(hào)處理部分以幀相加部分的幀相加周期為單位改變信號(hào)處理操作。
在本發(fā)明中，通過(guò)使用拾取物體圖像時(shí)所產(chǎn)生的圖像信號(hào)來(lái)執(zhí)行信號(hào)處理操作。然后，將通過(guò)執(zhí)行信號(hào)處理操作所獲得的圖像信號(hào)幀相加，以改變幀速度。當(dāng)發(fā)出改變信號(hào)處理操作的設(shè)置的指令時(shí)，在指令發(fā)出之后使用來(lái)自幀相加周期中的圖像信號(hào)的新設(shè)置來(lái)重新開(kāi)始信號(hào)處理操作?；蛘?，向信號(hào)處理部分發(fā)出指令，以在幀相加周期開(kāi)始或結(jié)束處時(shí)改變信號(hào)處理操作的設(shè)置。
通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，在幀相加時(shí)信號(hào)處理操作不發(fā)生改變，并且所產(chǎn)生的圖像反映出信號(hào)處理操作的新設(shè)置。
為了執(zhí)行快門(mén)操作，在幀相加周期中連續(xù)設(shè)置快門(mén)打開(kāi)周期，從而防止產(chǎn)生偽輪廓(pseudo-contour)。


圖1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的圖像拾取裝置的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的方塊圖；圖2說(shuō)明相加幀數(shù)與成像幀速度對(duì)設(shè)置幀速度之間的關(guān)系；圖3說(shuō)明公共數(shù)據(jù)速率(CDR)系統(tǒng)；圖4說(shuō)明圖像拾取裝置的操作；圖5說(shuō)明圖像拾取裝置的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)示例；以及圖6說(shuō)明快門(mén)操作。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)參照

優(yōu)選實(shí)施例，詳細(xì)地描述本發(fā)明。
首先參照?qǐng)D1，圖1表示圖像拾取裝置10。在形成圖像拾取單元12的圖像拾取設(shè)備(未示出)的成像表面上，形成由通過(guò)成像透鏡11入射在成像表面上的光產(chǎn)生的物體的圖像。圖像拾取設(shè)備將物體的圖像光電轉(zhuǎn)換成成像電荷，并根據(jù)下面所述的驅(qū)動(dòng)器25提供的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)DR進(jìn)一步將成像信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。然后，圖像拾取設(shè)備將該電壓信號(hào)提供給前置放大器13，作為成像信號(hào)Spa。
前置放大器13放大成像信號(hào)Spa，然后執(zhí)行處理以去除噪聲，如相關(guān)的復(fù)式采樣(double sampling)。前置放大器13將成像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行反饋箝位(feedback clamping)，以產(chǎn)生具有所需信號(hào)電平和穩(wěn)定黑電平的圖像信號(hào)。前置放大器13還進(jìn)行雜散光校正(flare correction)，以校正圖像信號(hào)的信號(hào)電平。前置放大器13還對(duì)圖像拾取設(shè)備的缺陷予以校正。前置放大器13根據(jù)驅(qū)動(dòng)器25提供的同步信號(hào)SYe執(zhí)行上述處理，并且將經(jīng)過(guò)處理的圖像信號(hào)DVa與同步信號(hào)一起輸送給預(yù)處理器14，還將圖像信號(hào)DVa輸送給聚焦/光圈調(diào)節(jié)器28。
預(yù)處理器14、幀加法器15、主線信號(hào)處理器(main-line signal processor)16和監(jiān)控信號(hào)處理器17還根據(jù)相應(yīng)的同步信號(hào)(未示出)執(zhí)行處理，并將所產(chǎn)生的圖像信號(hào)與相應(yīng)的同步信號(hào)提供給后續(xù)元件。
預(yù)處理器14對(duì)圖像信號(hào)DVa執(zhí)行信號(hào)處理操作，例如白平衡控制、增益校正和白陰影校正，以產(chǎn)生圖像信號(hào)DVb。然后，圖像信號(hào)DVb被提供給幀加法器15。根據(jù)下面所述的控制器30的操作設(shè)置器32所提供的設(shè)置信號(hào)CT，設(shè)置預(yù)處理器14所執(zhí)行的信號(hào)處理操作。如果通過(guò)來(lái)自操作設(shè)置器32的設(shè)置信號(hào)CT改變信號(hào)處理操作，則在幀加法器15使用信號(hào)發(fā)生器31的脈沖產(chǎn)生電路315輸送的確定信號(hào)TM執(zhí)行幀相加處理之后，這種改變會(huì)反映在圖像信號(hào)中。信號(hào)發(fā)生器31構(gòu)成控制器30。
幀加法器15通過(guò)使用隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)對(duì)圖像信號(hào)DVb進(jìn)行幀相加，以改變圖像信號(hào)DVb的幀速度。如果，例如3幀相加，則圖像信號(hào)DVb的第一幀保存在RAM-1中。然后，存儲(chǔ)在該RAM-1中的信號(hào)被讀出，并與圖像信號(hào)DVb的第二幀相加，所產(chǎn)生的相加信號(hào)存儲(chǔ)在RAM-2中。然后存儲(chǔ)在該RAM-2中的相加信號(hào)被讀出，并與圖像信號(hào)DVb的第三幀相加，并將所產(chǎn)生的相加信號(hào)保存在RAM-3中。存儲(chǔ)在該RAM-3中的信號(hào)是將圖像信號(hào)DVb的三幀相加得到的信號(hào)，并且如果該信號(hào)的電平乘以1/3，則可得到具有1/3幀速度的所需電平的信號(hào)。
同樣，圖像信號(hào)DVb的第四幀保存在RAM-1中。然后，存儲(chǔ)在RAM-1中的信號(hào)被讀出，并與圖像信號(hào)DVb的第五幀相加，之后將所產(chǎn)生的相加信號(hào)保存在RAM-2中。存儲(chǔ)在RAM-2中的相加信號(hào)被讀出，并與圖像信號(hào)DVb的第六幀相加，然后將所產(chǎn)生的相加信號(hào)存儲(chǔ)到RAM-3中。存儲(chǔ)到RAM-3中的信號(hào)是將圖像信號(hào)DVb的三幀相加得到的信號(hào)，并且，如果該信號(hào)的電平乘以1/3，則可得到具有1/3幀速度的所需電平的信號(hào)。通過(guò)這種方式，可以產(chǎn)生通過(guò)將圖像信號(hào)DVb的三幀相加獲得的具有所需信號(hào)電平的圖像信號(hào)DVc。
也可以使用幀延遲電路執(zhí)行上述的幀相加。例如，在幀延遲電路中將圖像信號(hào)DVb的第一幀延遲兩個(gè)幀周期，然后在幀延遲電路中將圖像信號(hào)DVb的第二幀延遲一個(gè)幀周期。然后，將圖像信號(hào)DVb的經(jīng)過(guò)延遲的第一幀和第二幀與圖像信號(hào)DVb的第三幀相加，從而得到圖像信號(hào)DVb的三個(gè)相加幀。如果該信號(hào)的電平乘以1/3，則可得到具有圖像信號(hào)DVb的1/3幀速度的所需電平的信號(hào)DVc。
通過(guò)執(zhí)行如上所述的幀相加，當(dāng)圖像信號(hào)DVb的幀速度為60P(表明每秒60幀，且P表示逐行掃描信號(hào)(progressive-scanning signal)，這同樣適用于其他表示)，如果相加幀數(shù)為2，則可以獲得具有幀速度30P的圖像信號(hào)DVc。如果相加幀數(shù)為4，則可以得到具有幀速度15P的圖像信號(hào)DVc。
除了轉(zhuǎn)換相加幀數(shù)量以外，可以控制將從圖像拾取設(shè)備讀出的信號(hào)，以改變圖像信號(hào)Spa的幀速度。從而，可以順序改變圖像信號(hào)DVc的幀速度。
幀加法器15中得到的具有所需幀速度的圖像信號(hào)DVc，提供給主線信號(hào)處理器16和監(jiān)控信號(hào)處理器17。
主線信號(hào)處理器16對(duì)于幀加法器15提供的圖像信號(hào)DVc執(zhí)行處理操作，如伽馬(γ)校正、輪廓補(bǔ)償(contour compensation)和拐點(diǎn)校正(knee correction)。所產(chǎn)生的圖像信號(hào)DVd被提供給信號(hào)輸出部件18。
監(jiān)控信號(hào)處理器17執(zhí)行與圖像拾取裝置10連接的圖像顯示裝置相應(yīng)的處理操作，以便用戶檢測(cè)圖像。例如，如果圖像被使用陰極射線管或液晶顯示器顯示在圖像顯示裝置上，則監(jiān)控信號(hào)處理器17根據(jù)陰極射線管或液晶顯示器的γ特性和灰度顯示性質(zhì)進(jìn)行處理操作。監(jiān)控信號(hào)處理器17中得到的圖像信號(hào)DVe被提供給信號(hào)輸出部件19。
信號(hào)輸出部件18將圖像信號(hào)DVd轉(zhuǎn)換成信號(hào)CMout，所述信號(hào)與例如圖像拾取裝置10連接的記錄裝置兼容。例如，如果圖像拾取裝置10與兼容于分量信號(hào)或復(fù)合信號(hào)的裝置連接，則信號(hào)輸出部件18將圖像信號(hào)DVd轉(zhuǎn)換成與相應(yīng)裝置兼容的信號(hào)CMout。如果通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)為SMPTE259M或SMPTE292M的串行數(shù)字接口傳輸圖像信號(hào)，則圖像信號(hào)DVd被轉(zhuǎn)換成與接口標(biāo)準(zhǔn)兼容的傳輸信號(hào)，并被輸出作為信號(hào)CMout。從與信號(hào)CMout同步的同步信號(hào)SYout提取水平同步信號(hào)HDout，并將其提供給信號(hào)發(fā)生器31的相位比較電路313。
信號(hào)輸出部件19將圖像信號(hào)DVe轉(zhuǎn)換成與用于檢測(cè)圖像的圖像顯示裝置兼容的信號(hào)MTout。例如，如果圖像顯示裝置處理模擬信號(hào)，則信號(hào)輸出部件19將圖像信號(hào)DVe轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，并輸出所述模擬信號(hào)作為信號(hào)MTout。
信號(hào)發(fā)生器31的同步分離電路311將垂直同步信號(hào)VDref與攝像機(jī)控制器(未示出)提供的參考同步信號(hào)SYref分離，并將垂直同步信號(hào)VDref提供給內(nèi)同步信號(hào)產(chǎn)生電路312。同步分離電路311還將水平同步信號(hào)HDref與參考同步信號(hào)SYref分離，并將其提供給相位比較電路313。
內(nèi)同步信號(hào)產(chǎn)生電路312，使用由下面所述的壓控振蕩器(VOC)314提供的振蕩信號(hào)MC，產(chǎn)生與垂直同步信號(hào)VDref同步的同步信號(hào)SYc，并將同步信號(hào)SYc提供給脈沖產(chǎn)生電路315。
相位比較電路313確定信號(hào)輸出部件18輸出的信號(hào)CMout中包含的水平同步信號(hào)HDout與由同步分離電路311提供的水平同步信號(hào)HDref之間的相位差，并控制VOC 314中產(chǎn)生的振蕩信號(hào)MC的頻率，從而可消除相位差。
脈沖產(chǎn)生電路315使由內(nèi)同步信號(hào)產(chǎn)生電路312提供的同步信號(hào)SYc的相位的超前量，等于同步信號(hào)SYd與信號(hào)輸出部件18輸出的圖像信號(hào)的同步信號(hào)SYout之間的相位差，其中同步信號(hào)SYd為用于驅(qū)動(dòng)圖像拾取單元12的參考信號(hào)。然后，脈沖產(chǎn)生電路315將所產(chǎn)生的同步信號(hào)SYc提供給驅(qū)動(dòng)器25，作為同步信號(hào)SYd。因此，同步信號(hào)SYout與同步信號(hào)SYc同步?？刂普袷幮盘?hào)MC的頻率，使水平同步信號(hào)HDout與水平同步信號(hào)HDref同相。從而，從信號(hào)輸出部件18輸出的信號(hào)CMout可以與參考同步信號(hào)SYref同步。
幀速度設(shè)置信號(hào)RSF從操作設(shè)置器32輸送給脈沖產(chǎn)生電路315。然后，脈沖產(chǎn)生電路315將用于調(diào)節(jié)圖像拾取單元12的成像幀速度的定時(shí)信號(hào)PT，提供給驅(qū)動(dòng)器25，從而由信號(hào)輸出部件18輸出的信號(hào)CMout可以具有幀速度設(shè)置信號(hào)RSF表示的幀速度。脈沖產(chǎn)生電路315還產(chǎn)生脈沖信號(hào)CRW，用于控制從RAM讀出圖像信號(hào)和將圖像信號(hào)寫(xiě)入RAM中，并且將脈沖信號(hào)CRW提供給幀加法器15，以及在幀加法器15中將所需幀數(shù)的圖像信號(hào)DVb相加，以便產(chǎn)生圖像信號(hào)DVc。在幀加法器15中執(zhí)行幀相加處理時(shí)，脈沖產(chǎn)生電路315產(chǎn)生表示幀相加周期的確定信號(hào)TM，并且將其輸送給預(yù)處理器14和聚焦/光圈調(diào)節(jié)器28。
驅(qū)動(dòng)器25產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)DR，用于根據(jù)所輸送的同步信號(hào)SYd驅(qū)動(dòng)圖像拾取單元12的圖像拾取設(shè)備，并將驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)DR提供給圖像拾取單元12。驅(qū)動(dòng)器25還根據(jù)定時(shí)信號(hào)PT產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)DR，以驅(qū)動(dòng)圖像拾取設(shè)備，從而可產(chǎn)生具有可變幀速度的成像信號(hào)Spa。驅(qū)動(dòng)器25還將用于成像信號(hào)Spa的同步信號(hào)SYe提供給前置放大器13?；蛘?，脈沖產(chǎn)生電路315可使同步信號(hào)SYc中包含的水平同步信號(hào)的相位的超前量，等于同步信號(hào)SYd與同步信號(hào)SYout之間的相位差。然后，脈沖產(chǎn)生電路315將所產(chǎn)生的水平同步信號(hào)提供給驅(qū)動(dòng)器25，以控制其產(chǎn)生同步信號(hào)SYe。用于設(shè)置成像信號(hào)Spa幀速度的信息可以由操作設(shè)置器32提供給驅(qū)動(dòng)器25。此后，驅(qū)動(dòng)器25可基于該信息產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)圖像拾取設(shè)備的信號(hào)。
聚焦/光圈調(diào)節(jié)器28確定圖像信號(hào)DVa的電平，并根據(jù)所確定的電平產(chǎn)生光圈調(diào)節(jié)信號(hào)Dir。光圈調(diào)節(jié)信號(hào)Dir被提供給成像透鏡11，以控制成像透鏡11的光闌(diaphragm)，從而調(diào)節(jié)光圈。聚焦/光圈調(diào)節(jié)器28還檢測(cè)圖像信號(hào)DVa中包含的高頻成分，產(chǎn)生聚焦調(diào)節(jié)信號(hào)Dfo，從而可以最大化高頻成分。聚焦/光圈調(diào)節(jié)器28將聚焦調(diào)節(jié)信號(hào)Dfo提供給成像透鏡11，驅(qū)動(dòng)其執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)。以確定信號(hào)TM表示的幀相加周期為單位，或者以幀為單位，執(zhí)行上述光圈調(diào)節(jié)和聚焦調(diào)節(jié)。設(shè)置信號(hào)CT判斷是以幀相加周期為單位還是以幀為單位執(zhí)行調(diào)節(jié)。
用戶接口40與控制器30的操作設(shè)置器32連接。在響應(yīng)于通過(guò)用戶接口40的用戶操作接收到操作信號(hào)PS時(shí)，操作設(shè)置器32根據(jù)該操作信號(hào)PS產(chǎn)生設(shè)置信號(hào)CT，以設(shè)置各元件的操作。結(jié)果，圖像拾取裝置10可以按照用戶操作進(jìn)行工作。在通過(guò)用戶接口40接收到用于設(shè)定信號(hào)輸出部件18輸出的信號(hào)CMout的幀速度的幀速度設(shè)置信號(hào)RSF時(shí)，例如，在操作單元中切換幀速度之后通過(guò)用戶接口40接收到幀速度設(shè)置信號(hào)RSF作為操作信號(hào)PS時(shí)，或者在從遠(yuǎn)程控制器或外部裝置接收幀速度設(shè)置信號(hào)RSF時(shí)，操作設(shè)置器32將幀速度設(shè)置信號(hào)RSF提供給該脈沖產(chǎn)生電路315。
圖像拾取裝置10的操作如下所述。通過(guò)轉(zhuǎn)換圖像拾取單元12中所產(chǎn)生的成像信號(hào)Spa的幀速度(成像幀速度FRp)和幀加法器15中相加幀的數(shù)量FA，可順序改變由幀速度設(shè)置信號(hào)RSF設(shè)定的幀速度(設(shè)定幀速度)。例如，如圖2中所示，當(dāng)通過(guò)幀速度設(shè)置信號(hào)RSF將設(shè)定幀速度FRc被設(shè)置為60P≥FRc＞30P時(shí)，相加幀數(shù)FA被設(shè)為1，從而成像幀速度FRp等于設(shè)定幀速度FRc。當(dāng)設(shè)定幀速度FRc被設(shè)置為30P≥FRc＞20P時(shí)，相加幀數(shù)FA被設(shè)為2，從而成像幀速度FRp為設(shè)定幀速度FRc的兩倍。當(dāng)設(shè)定幀速度FRc被設(shè)置為20P≥FRc＞15P時(shí)，相加幀數(shù)FA被設(shè)為3，從而成像幀速度FRp為設(shè)定幀速度FRc的三倍。同樣，可將成像幀速度FRp和相加幀數(shù)FA轉(zhuǎn)換為設(shè)定幀速度FRc。
當(dāng)改變成像信號(hào)Spa的幀速度時(shí)，可通過(guò)從驅(qū)動(dòng)器25提供給圖像拾取單元12的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)DR來(lái)控制圖像拾取設(shè)備中的電荷存儲(chǔ)周期，或者電荷的讀出時(shí)間。當(dāng)改變成像幀速度FRp時(shí)，可使用公共數(shù)據(jù)速率(CDR)(公共采樣頻率)系統(tǒng)調(diào)節(jié)水平消隱周期(horizontal blanking period)或者垂直消隱周期(vertical blanking period)。通過(guò)這種設(shè)置，即使改變成像幀速度FRp，有效幀周期中的成像信號(hào)Spa的圖像尺寸也不會(huì)改變。通過(guò)使用CDR系統(tǒng)，即使改變成像幀速度FRp，也不必改變使用成像幀速度FRp的元件的工作頻率。從而，圖像拾取裝置10的結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化。
下面簡(jiǎn)單描述CDR系統(tǒng)。示出如由圖3的A所指示的具有水平和垂直消隱周期以及有效幀周期的圖像信號(hào)。通過(guò)調(diào)整如由圖3的B所指示的水平消隱周期，或者調(diào)整如由圖3的C所指示的垂直消隱周期，可在不改變有效幀周期的圖像尺寸的情況下改變成像信號(hào)Spa的幀速度FRp。當(dāng)改變成像幀速度FRp時(shí)，可改變每行的采樣數(shù)，從而可產(chǎn)生具有經(jīng)調(diào)整的水平消隱周期的成像信號(hào)Spa。或者，如果根據(jù)成像幀速度FRp改變一幀的行數(shù)，則可產(chǎn)生具有經(jīng)調(diào)整的垂直消隱周期的成像信號(hào)Spa。
圖4表示圖像拾取裝置10的操作。在圖4中，A表示由幀速度設(shè)置信號(hào)RSF設(shè)置的設(shè)定幀速度FRc。當(dāng)在時(shí)刻ta設(shè)定幀速度FRc從24P變成18P時(shí)，如圖4中B所示，根據(jù)來(lái)自脈沖產(chǎn)生電路315的定時(shí)信號(hào)PT，在時(shí)刻tb成像幀速度FRp的設(shè)定值從48P變成54P，其中時(shí)刻tb為幀相加周期的結(jié)束時(shí)刻。圖4的C表示根據(jù)圖4中A所示的設(shè)定幀速度FRc所確定的幀相加周期。
圖像拾取單元12以設(shè)定成像幀速度FRp積累電荷，并在下一幀中根據(jù)所積累的電荷輸出信號(hào)。因此，如圖4的D所示，在時(shí)刻tc，在下一幀中輸出成像信號(hào)Spa，其中成像信號(hào)Spa具有在時(shí)刻tb時(shí)所設(shè)置的成像幀速度。
當(dāng)如上所述改變成像幀速度FRp時(shí)，在隨后的幀中反映出該新設(shè)置。因此，圖像信號(hào)DVb的幀相加周期從由圖4的C所指示的幀相加周期延遲一幀。在脈沖產(chǎn)生電路315中產(chǎn)生由圖4的E所指示的表示幀相加周期延遲了一幀的信號(hào)，并且提供給預(yù)處理器14，作為確定信號(hào)TM。
幀加法器15在由圖4的E所指示的確定信號(hào)TM所表示的幀相加周期中，通過(guò)使用圖像信號(hào)DVb執(zhí)行幀相加。通過(guò)讀出所產(chǎn)生的具有所需信號(hào)電平的信號(hào)，可產(chǎn)生具有由幀速度設(shè)置信號(hào)RSF所設(shè)置的幀速度的圖像信號(hào)DVc，如圖4的F所示。如果由圖4的F所指示的信號(hào)以同連接于圖像拾取裝置10的裝置相應(yīng)的輸出幀速度讀出，那么當(dāng)幀速度通過(guò)幀速度設(shè)置信號(hào)RSF被設(shè)為24P時(shí)，輸出包含有60個(gè)幀中的24個(gè)幀的信號(hào)CMout，如圖4的G所示。當(dāng)幀速度被設(shè)為18P時(shí)，含有60個(gè)幀中的18個(gè)幀的信號(hào)CMout被輸出。
當(dāng)在時(shí)刻td，預(yù)處理器14所執(zhí)行的信號(hào)處理操作的設(shè)置SE從SE1變成SE2時(shí)，如圖4的H所示，在時(shí)刻te，根據(jù)確定信號(hào)TM，預(yù)處理器14開(kāi)始用新設(shè)置SE2進(jìn)行信號(hào)處理操作，其中te為幀相加周期的結(jié)束時(shí)刻，如圖4的I所示。因此，在幀相加時(shí)信號(hào)處理操作的設(shè)置并沒(méi)有從SE1改變到SE2。
同樣，當(dāng)在時(shí)刻tf設(shè)置SE從SE2變成SE3時(shí)，預(yù)處理器14在幀相加周期結(jié)束的時(shí)刻tg，開(kāi)始用新設(shè)置SE3進(jìn)行信號(hào)處理操作。因此，在幀相加時(shí)信號(hào)處理操作的設(shè)置沒(méi)有從SE2變?yōu)镾E3。
如上所述，當(dāng)發(fā)出改變信號(hào)處理操作的設(shè)置的指令時(shí)，在下一幀相加周期的開(kāi)始時(shí)刻(以幀相加周期為單位)以新的設(shè)置重新開(kāi)始信號(hào)處理操作。因此，改變?cè)O(shè)置之前的圖像信號(hào)幀與改變?cè)O(shè)置之后的圖像信號(hào)幀不相加。從而，所產(chǎn)生的圖像由于反映出新設(shè)置而看起來(lái)很自然。如果預(yù)處理器14自動(dòng)開(kāi)始白平衡控制，則可以以幀相加周期為單位執(zhí)行自動(dòng)白平衡控制。
操作員可通過(guò)設(shè)置信號(hào)CT選擇在聚焦/光圈調(diào)節(jié)器28中以幀為單位(幀模式)還是以幀相加周期為單位(幀相加周期模式)執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)或光圈調(diào)節(jié)，以便實(shí)施最佳聚焦調(diào)節(jié)或光圈調(diào)節(jié)。例如，如果當(dāng)前在幀模式下執(zhí)行的聚焦調(diào)節(jié)或光圈調(diào)節(jié)與圖像信號(hào)DVa不符，則將操作切換到幀相加周期模式。在此情形中，由于用于實(shí)施調(diào)節(jié)的間隔變長(zhǎng)，可以實(shí)施聚焦調(diào)節(jié)或光圈調(diào)節(jié)同時(shí)與圖像信號(hào)DVa相符。相反，如果當(dāng)前在幀相加周期模式下執(zhí)行的聚焦調(diào)節(jié)或光圈調(diào)節(jié)的響應(yīng)特性(response characteristic)降低，則操作被切換成幀模式。從而，用于實(shí)施調(diào)節(jié)的間隔變短，響應(yīng)特性得到改善?？梢哉{(diào)節(jié)聚焦/光圈調(diào)節(jié)器28，以便根據(jù)圖像信號(hào)DVa在任何時(shí)間實(shí)施聚焦調(diào)節(jié)或光圈調(diào)節(jié)。
如果確定信號(hào)TM被提供給主線信號(hào)處理器16或監(jiān)視信號(hào)處理器17，雖然圖中未示出，則可以以幀相加周期為單位實(shí)施主線信號(hào)處理器16或監(jiān)視信號(hào)處理器17的信號(hào)處理操作。
在上述實(shí)施例中，主線信號(hào)處理器16和監(jiān)視信號(hào)處理器17執(zhí)行不同的信號(hào)處理操作。然而，如果在主線信號(hào)處理器16或監(jiān)視信號(hào)處理器17中可執(zhí)行相同處理，則可以在幀相加處理之前執(zhí)行該處理。圖5中示出了這種修改的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例。在圖5中，用相同附圖標(biāo)記表示與圖1中所示相應(yīng)的元件，從而省略其詳細(xì)描述。
預(yù)處理器14中產(chǎn)生的圖像信號(hào)DVb被提供給信號(hào)處理器20。如在主線信號(hào)處理器16或監(jiān)視信號(hào)處理器17中那樣，信號(hào)處理器20執(zhí)行處理，如γ校正和拐點(diǎn)校正(knee correction)，并將所產(chǎn)生的圖像信號(hào)DVb’提供給幀加法器15。
幀加法器15使用圖像信號(hào)DVb’執(zhí)行幀相加，并將所產(chǎn)生的信號(hào)DVg提供給信號(hào)輸出部件18和19。信號(hào)輸出部件18和19根據(jù)圖像信號(hào)DVg分別產(chǎn)生和輸出信號(hào)CMout和MTout。
如同在預(yù)處理器14中一樣，即使由來(lái)自于操作設(shè)置器32的設(shè)置信號(hào)CT改變信號(hào)處理操作的設(shè)置，在幀相加周期結(jié)束之后，信號(hào)處理器20也會(huì)以新設(shè)置開(kāi)始信號(hào)處理操作。從而，在設(shè)置發(fā)生改變之前受到例如γ校正或拐點(diǎn)校正的圖像信號(hào)，與在設(shè)置改變之后受到，例如γ校正或拐點(diǎn)校正的圖像信號(hào)不會(huì)彼此相加。因此，所產(chǎn)生的圖像反映出信號(hào)處理操作的新設(shè)置。
為了通過(guò)調(diào)節(jié)圖像拾取單元12中的電荷存儲(chǔ)周期來(lái)執(zhí)行電子快門(mén)操作，在確定信號(hào)TM所表示的幀相加周期中連續(xù)設(shè)置快門(mén)打開(kāi)周期。例如，如果輸出幀速度被設(shè)為20P，則相加幀數(shù)FA為3，成像幀速度FRp為60P，如從圖2可以看出。因此，快門(mén)打開(kāi)周期連續(xù)被設(shè)為3幀，如圖6中所示?？扉T(mén)打開(kāi)周期可設(shè)置在幀相加周期中的任何位置，只要它們連續(xù)設(shè)置即可。例如，快門(mén)打開(kāi)周期可以設(shè)置在幀相加周期的開(kāi)始處，如圖6中A所示?？扉T(mén)打開(kāi)周期可以設(shè)置在幀相加周期結(jié)束處，如圖6中B所示?；蛘撸扉T(mén)打開(kāi)周期可以處于幀相加周期中間，如圖6中C所示。
如果快門(mén)打開(kāi)周期被連續(xù)設(shè)置在幀相加周期中，則可以防止出現(xiàn)偽輪廓。如果在以幀為單位設(shè)置快門(mén)打開(kāi)周期時(shí)將幀相加，則所產(chǎn)生的圖像不連續(xù)、具有偽輪廓。不過(guò)，由于快門(mén)打開(kāi)周期被連續(xù)設(shè)置于幀相加周期中，所以可防止偽輪廓發(fā)生。取代電子快門(mén)，可使用機(jī)械快門(mén)或光學(xué)快門(mén)用于連續(xù)地在幀相加周期中提供快門(mén)打開(kāi)周期，在此情形中，也可以獲得沒(méi)有偽輪廓的圖像。
在上述實(shí)施例中，當(dāng)改變預(yù)處理器14或信號(hào)處理器20中執(zhí)行的信號(hào)處理操作的設(shè)置時(shí)，在幀相加周期結(jié)束之后，根據(jù)確定信號(hào)TM以新設(shè)置重新開(kāi)始信號(hào)處理操作。不過(guò)，當(dāng)通過(guò)操作設(shè)置器32改變信號(hào)處理操作的設(shè)置時(shí)，操作設(shè)置器32可指定改變時(shí)間是處于幀相加周期開(kāi)始還是結(jié)束處。因此，所產(chǎn)生的圖像反映出信號(hào)處理操作的新設(shè)置。在此情形中，不必將確定信號(hào)TM提供給預(yù)處理器14或信號(hào)處理器20，以通知其設(shè)置改變的時(shí)間。如果在幀相加周期開(kāi)始時(shí)改變操作的設(shè)置，則可對(duì)受到使用新設(shè)置進(jìn)行處理的圖像信號(hào)開(kāi)始幀相加。如果在幀相加周期結(jié)束時(shí)改變操作的設(shè)置，則可在隨后的幀相加周期中對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行幀相加。
當(dāng)提供給預(yù)處理器14或信號(hào)處理器20的用于指示改變操作的信息量較大時(shí)，可在傳送該信息的同時(shí)開(kāi)始幀相加周期。在此情形中，將用于操作的新設(shè)置的信息報(bào)告給預(yù)處理器14或信號(hào)處理器20，然后在幀相加周期完成之后，根據(jù)確定信號(hào)TM使用新設(shè)置開(kāi)始操作。因此，可以獲得反映信號(hào)處理操作的新設(shè)置的圖像。
權(quán)利要求
1.一種圖像拾取裝置，包括圖像拾取部分，用于拾取物體圖像以產(chǎn)生圖像信號(hào)；幀相加部分，用于通過(guò)使用所述圖像信號(hào)來(lái)執(zhí)行幀相加；以及控制部分，其以幀相加周期為單位控制圖像拾取裝置的操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像拾取裝置，還包括信號(hào)處理部分，用于通過(guò)使用由所述圖像拾取部分所產(chǎn)生的圖像信號(hào)來(lái)執(zhí)行信號(hào)處理操作，其中所述幀相加部分通過(guò)使用由所述信號(hào)處理部分所獲得的圖像信號(hào)來(lái)執(zhí)行幀相加，并且所述控制部分以幀相加周期為單位來(lái)控制所述信號(hào)處理部分的操作，從而控制所述圖像拾取裝置的操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像拾取裝置，其中所述控制部分包括信號(hào)產(chǎn)生部分，用于產(chǎn)生指示幀相加周期的確定信號(hào)，并且當(dāng)從所述控制部分發(fā)出改變信號(hào)處理操作的指令時(shí)，所述信號(hào)處理部分根據(jù)所述確定信號(hào)，在指令發(fā)出之后改變幀相加周期中圖像信號(hào)的信號(hào)處理操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像拾取裝置，其中所述控制部分指示所述信號(hào)處理部分在幀相加周期開(kāi)始或結(jié)束時(shí)改變信號(hào)處理操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像拾取裝置，還包括用于執(zhí)行自動(dòng)調(diào)節(jié)以優(yōu)化圖像拾取操作的自動(dòng)調(diào)節(jié)部分，其中所述控制部分控制所述自動(dòng)調(diào)節(jié)部分以幀相加周期為單位執(zhí)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以便控制所述圖像拾取裝置的操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像拾取裝置，其中所述自動(dòng)調(diào)節(jié)部分執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)、光圈調(diào)節(jié)和白平衡控制中的至少一種。
全文摘要
預(yù)處理器通過(guò)使用拾取物體圖像時(shí)產(chǎn)生的圖像信號(hào)DVa來(lái)執(zhí)行信號(hào)處理操作。幀加法器將由預(yù)處理器所產(chǎn)生的圖像信號(hào)DVb的多個(gè)幀相加，以便產(chǎn)生具有改變的幀速度的圖像信號(hào)DVc。當(dāng)改變預(yù)處理器的信號(hào)處理操作的設(shè)置時(shí)，根據(jù)指示幀相加周期的確定信號(hào)在幀加法器的幀相加周期開(kāi)始或結(jié)束時(shí)(以幀相加周期為單位)用新設(shè)置來(lái)重新開(kāi)始信號(hào)處理操作。
文檔編號(hào)H04N5/335GK1599424SQ200410090180
公開(kāi)日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月18日
發(fā)明者金子克美, 土屋隆史, 中筋元宏, 菅野和宏, 須藤文彥 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社