APARATO DE CAPTACION DE IMAGENES.

Aparato de captación de imágenes que comprende:

un elemento (11,

12) de captación de imágenes que tiene un filtro de codificación de color correspondiente a una matriz de píxeles;

medios (36, 37) de sincronización de fase espacial para sincronizar fases espaciales horizontales y verticales mediante la realización de una operación de interpolación sobre la base de una salida de cada línea en el elemento de captación de imágenes usando un filtro de sincronización de fase espacial horizontal para hallar datos de píxeles interpolados horizontalmente, correspondientes a una posición horizontal dada en dicha matriz de píxeles, seguido por un filtro de sincronización de fase espacial vertical que recibe dichos datos de píxeles interpolados horizontalmente y da salida a datos de píxeles interpolados verticalmente, correspondientes a una posición vertical dada en dicha matriz de píxeles; y

medios (38) de síntesis para generar una señal sintetizada sobre la base de una señal cuyas fases espaciales horizontal y vertical se sincronizan en los medios de sincronización de fase espacial, en los que una señal de los medios de síntesis se somete a un procesado de cromaticidad

Aparato de captación de imágenes.

La presente invención se refiere a aparatos y métodos de captación de imágenes, tales como los que se pueden aplicar a una cámara de vídeo que usa un dispositivo acoplado por carga (CCD) con codificación de color complementario en mosaico.

Un sistema de cámara de color de CCD de placa única, o similares, captura imágenes de color usando un único elemento captador de imágenes, de estado sólido, tal como un sensor de imágenes CCD. Un sistema de este tipo necesita proporcionar a cada píxel un filtro de color diferente, a saber, un filtro de codificación de color, en el sensor de imágenes CCD, como elemento captador de imágenes.

La Fig. 1 de los dibujos adjuntos muestra un ejemplo de una estructura de matriz de colores usada para el filtro de codificación de color complementario en mosaico, como ejemplo de un filtro de codificación de color. En esta figura, Cy significa cian, Ye amarillo, G verde, y Mg magenta. Hay unas líneas N0 a N5. La línea i-ésima se indica como Ni (0 =q i). Cada píxel se expresa como el píxel j-ésimo (0 =q j). Según esta convención, Xij significa el color X para el píxel j-ésimo en la línea Ni. Por ejemplo, G12 significa el color G (verde) para el segundo píxel en la línea N1. Un ejemplo de la Fig. 3 muestra que se repiten colores horizontalmente con un intervalo de 2 píxeles, tales como Cy, Ye, Cy, Ye, y así sucesivamente. Se repiten colores verticalmente con un intervalo de 4 píxeles (4 líneas), tales como Cy, G, Cy, Mg, y así sucesivamente. A saber, este ejemplo usa un intervalo de 2 píxeles para la repetición horizontal y un intervalo de 4 líneas para la repetición vertical.

La Fig. 2 es un diagrama de bloques de un sistema de procesado de señales de cámara para un aparato de cámara de vídeo como aparato de captación de imágenes. Este sistema está provisto de un sensor 102 de imágenes CCD que usa un filtro de codificación de color complementario en mosaico tal como el ilustrado en la Fig. 1 ó 3.

En la Fig. 2, en un sensor 102 de imágenes CCD se detecta una señal de captación de imágenes de un sistema óptico 101 y la misma se envía a un circuito 120 de retardo a través de un circuito 103 de etapa frontal. El sistema óptico 101 comprende una lente de cámara, un obturador mecánico, y similares. El sensor 102 de imágenes CCD funciona como elemento de captación de imágenes. El circuito 103 de etapa frontal comprende un circuito de CDS (muestreo doble con correlación), un GCA (amplificador con control de ganancia), un conversor A/D (analógico/digital), y similares. Al sensor 102 de imágenes CCD se le suministra una señal de impulsos leída de un generador 106 de temporización. Al circuito 103 de etapa frontal se le suministra un impulso de muestreo, un impulso de accionamiento del conversor A/D, y similares, desde el generador 106 de temporización. Al generador 106 de temporización se le suministra una señal de control desde un circuito 107 de control del sistema. Al circuito 120 de retardo se le suministra también una señal de control desde el circuito 107 de control del sistema. Una señal de salida del circuito 120 de retardo se envía a un circuito 140 de procesado de Y (brillo) y a un circuito 160 de procesado de C (cromaticidad) a través de un circuito 130 de preprocesado. Al circuito 140 de procesado de Y y al circuito 160 de procesado de C se les proporciona también una señal de control del circuito 107 de control del sistema.

El sistema de la Fig. 2 lee campos del CCD de exploración entrelazada. Tal como se muestra en la Fig. 3, el sistema suma entre sí datos de píxeles verticalmente adyacentes cada dos líneas en el CCD. El sistema lee estos datos en forma de una señal tal como se ilustra en la Fig. 4. A esta operación se le denomina lectura de 2 líneas mezcladas. Cuando el sistema lee cada dos líneas N0+N1, N2+N3, y así sucesivamente para un campo mezclando y sumando, a continuación el sistema lee cada dos líneas N1+N2, N3+N4, y así sucesivamente para el siguiente campo mezclando y sumando. Para cada píxel a mezclar y sumar, Cy+G se expresa como S1r, Ye+Mg como S2r, Cy+Mg como S1b, e Ye+G como S2b.

La Fig. 5 muestra un procesado de la señal de cromaticidad que incluye el circuito 160 de procesado de C de la Fig. 2 y circuitos periféricos. En la Fig. 5, el circuito 120 de retardo recupera una señal sin retardo [HH0D], una señal de retardo 1H [HH1D], y una señal de retardo 2H [HH2D] usando dos dispositivos 121 y 122 de retardo 1H (un intervalo horizontal o una línea). A continuación el circuito de retardo envía estas señales al circuito 130 de preprocesado. En el circuito 130 de preprocesado, un sumador 131 suma las señales antes mencionadas [HH0D] a [HH2D]. Un multiplicador 132 por 1/2 divide por la mitad estas señales tal como ([HH0D]+[HH2D])/2 y envía la señal procesada al circuito 160 de procesado de C. El circuito de retardo envía la señal de retardo 1H [HH1D] sin modificar al circuito 160 de procesado de C. Esta señal se usa para el procesado. En el circuito 160 de procesado de C, la señal de retardo 1H [HH1D] y la señal ([HH0D]+[HH2D])/2 se envían al circuito 162 de postprocesado a través de un filtro 161 de sincronización de fase espacial horizontal. Del circuito 162 de postprocesado se recupera una salida. El filtro 161 de sincronización de fase espacial horizontal usa el factor de toma (1,0,3)/(3,0,1) para una operación de filtrado. Con respecto a una señal para las líneas N2+N3 en la Fig. 4, una operación de filtrado que usa factores de toma (1,0,3) significa multiplicar Cy20+Mg30 por el factor de ponderación 1 y multiplicar Cy22+Mg32 por el factor de ponderación 3. (Adicionalmente, se puede producir una normalización mediante el uso de una división por una suma de factores). Dicha operación de filtrado sincroniza fases espaciales horizontales.

Durante el procesado de la señal de cromaticidad en la Fig. 5, líneas de retardo del circuito 120 de retardo sincronizan fases espaciales verticales para la señal [HH1D] y la señal ([HH0D]+[HH2D])/2. El filtro 161 de sincronización de fase espacial horizontal sincroniza una fase espacial horizontal para cada una de estas señales como S1 y S2. El circuito 162 de postprocesado genera una señal de cromaticidad mediante procesado de las señales S1r, S2r, S1b, y S2b cuyas fases espaciales vertical y horizontal están sincronizadas.

Las señales antes mencionadas [HH1D] y ([HH0D]+[HH2D])/2 se expresan de la manera siguiente con respecto a las tasas de píxeles para el sensor 102 de imágenes CCD.

Se crea una señal de cromaticidad a la tasa de píxeles del CCD basándose en datos correspondientes a seis líneas N0 a N5 en una dirección vertical. A saber, se realiza la siguiente operación de filtrado en una dirección vertical según los factores de tomas de filtrado.

Un sistema de procesado de señales de cámara según la lectura de campos convencional provoca un problema durante el procesado de la cromaticidad. Específicamente, considerando que "fsv" significa una frecuencia de muestreo para la tasa de píxeles del CCD en una dirección vertical, el filtrado antes mencionado en la dirección vertical provoca un problema de generación de un color falso en (1/4) fsv en la banda de frecuencias espaciales.

El documento EP 0 861 005 da a conocer una cámara de color de un solo chip en la que se realiza un procesado de interpolación para cada una de las señales de color G, Mg, Cy e Ye sobre la base de datos correspondientes a píxeles en una matriz de cuatro por cuatro. Un circuito de generación de señales de diferencia de color realiza un procesado de separación de color basándose en las señales de color interpoladas. La interpolación conlleva la realización de una media ponderada para cada una de las cuatro señales de color.

El documento EP 0 800 317 da a conocer una cámara de color de tipo CCD que incluye un dispositivo de formación de imágenes, de estado sólido, y un circuito de separación de color.

Un aparato de captación de imágenes según la presente invención comprende:

un elemento de captación de imágenes que tiene un filtro de codificación de color correspondiente a una matriz de píxeles; medios de sincronización de fase espacial para sincronizar fases espaciales horizontal y vertical realizando una operación de interpolación sobre la base de una salida de cada línea en el elemento de captación...

1. Aparato de captación de imágenes que comprende:

2. Aparato de captación de imágenes según la reivindicación 1,

en el que el filtro de codificación de color es un filtro de codificación de color complementario en mosaico.

3. Aparato de captación de imágenes según la reivindicación 2,

en el que el filtro de codificación de color complementario en mosaico se basa en una repetición de dos píxeles horizontalmente por cuatro líneas verticalmente, y

en el que el filtro comprende:

4. Aparato de captación de imágenes según la reivindicación 2,

en el que los medios (38) de síntesis generan señales nuevas S1r, S2r, S1b, y S2b realizando las siguientes operaciones:

sobre la base del Cy (cian), el Ye (amarillo), el G (verde), y el Mg (magenta) de datos de cada píxel en una señal cuyas fases espaciales horizontal y vertical se sincronizan en los medios de sincronización de fase espacial.

5. Aparato de captación de imágenes según la reivindicación 1,

en el que el elemento (11, 12) de captación de imágenes se lee basándose en cada cuadro mediante la exploración independiente de líneas de numeración impar y numeración par.

6. Método de captación de imágenes para un aparato de captación de imágenes provisto de un elemento de captación de imágenes que tiene un filtro de codificación de color correspondiente a una matriz de píxeles,

en el que el método de captación de imágenes comprende:

7. Método de captación de imágenes según la reivindicación 6,

en el que el filtro de codificación de color es un filtro de codificación de color complementario en mosaico.

8. Método de captación de imágenes según la reivindicación 7,

en el que el filtro de codificación de color complementario en mosaico se basa en una repetición de dos píxeles horizontalmente por cuatro líneas verticalmente, y

en el que el filtro comprende:

9. Método de captación de imágenes según la reivindicación 7,

en el que los medios de síntesis generan señales nuevas S1r, S2r, S1b y S2b realizando las siguientes operaciones:

sobre la base del Cy (cian), el Ye (amarillo), el G (verde), y el Mg (magenta) de datos de cada píxel en una señal cuyas fases espaciales horizontal y vertical se sincronizan en los medios de sincronización de fase espacial.

10. Método de captación de imágenes según la reivindicación 6,

en el que el elemento de captación de imágenes se lee basándose en cada cuadro mediante la exploración independiente de líneas de numeración impar y numeración par.