專利名稱：輸出視頻信號的圖象處理系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖象處理，尤其是把圖象處理攝象機(jī)的組合視頻信號和區(qū)間測試信號(ITS)加到TV監(jiān)視器的系統(tǒng)和方法。
近年來，圖象處理攝象機(jī)采用固體攝象裝置，比攝象管更穩(wěn)定而且?guī)缀醪划a(chǎn)生后成象。特別是，圖象處理攝象機(jī)采用CCD畫面面積傳感器作為這種固體攝象裝置。于是，利用CCD畫面面積傳感器光學(xué)的攝取物體的圖象，然后再把光學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電信號，繼而把它作為視頻信號輸出。
圖象處理攝象機(jī)還與一圖象處理裝置相連，由該裝置利用預(yù)定的信息，比如AGC、γ、增益，以及設(shè)置開/關(guān)狀態(tài)等處理攝象機(jī)的視頻信號輸出。圖象處理攝象機(jī)還可與一個顯示被處理圖象的監(jiān)視器連在一起。
于是，在使圖象處理攝象機(jī)與圖象處理裝置相連的圖象處理系統(tǒng)中，需要用電纜傳輸攝象機(jī)的視頻信號輸出，還需要電纜傳輸攝象機(jī)的操作信息。然而，隨著近年來使電子裝置小型化和輕量化的趨勢，最好減少圖象處理系統(tǒng)中所需的電纜。
例如，如上所述的圖象處理攝象機(jī)用于各種檢測、控制等工業(yè)系統(tǒng)中。由于要把工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計成最小限度地占有空間，最好將傳輸大量控制和測量數(shù)據(jù)所需的電纜及電纜連接端頭的數(shù)量減至最少。
因此，本發(fā)明的目的在于，通過把圖象處理攝象機(jī)的預(yù)定操作信息或狀態(tài)類型信息疊加到或者復(fù)合至攝象機(jī)的視頻信號上，以及減少將攝象機(jī)與圖象處理裝置相連所需的電纜數(shù)量來解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題，提供一種輸出圖象的視頻信號的方法，并提供一種采用該方法進(jìn)行帶預(yù)定信息的視頻信號圖象處理的圖象處理攝象機(jī)和圖象處理系統(tǒng)。
本發(fā)明包括用CCD光學(xué)的傳感物體的圖象；把視頻信號轉(zhuǎn)換成電信號并輸出；在視頻信號垂直回掃期間把操作信息與視頻信號疊加。
具體地說，操作信息至少包括AGC、γ、增益、設(shè)置開/關(guān)狀態(tài)、快門速度、運(yùn)動方式或圖象處理等中的一種，并在視頻信號作垂直回掃期間作為二進(jìn)制碼疊加。
本發(fā)明還包括發(fā)生裝置，它使視頻信號的垂直回掃時間同步，并產(chǎn)生圖象處理攝象機(jī)的操作信息；輸出裝置，它在視頻信號的垂直回掃時間內(nèi)疊加并輸出從發(fā)生裝置產(chǎn)生的操作信息。
具體的說，所述發(fā)生裝置通過電子開關(guān)進(jìn)行切換，把信息再現(xiàn)為二進(jìn)制碼信號以及采用帶CCD畫面面積傳感器的CCD獲取諸如AGC、γ、增益、設(shè)置開/關(guān)狀態(tài)、快門速度、運(yùn)動方式和圖象處理等圖象處理攝象機(jī)的操作信息。
本發(fā)明的圖象處理系統(tǒng)是一個裝置，它利用圖象處理攝象機(jī)，與一個顯示被處理的圖象的顯示器以及一個圖象處理裝置相連，所述圖象處理裝置利用圖象處理攝象機(jī)的操作信息來處理視頻信號。
上述圖象處理系統(tǒng)是一個裝置，它還能夠與一檢測裝置相連，該檢測裝置檢測與圖象處理裝置并聯(lián)設(shè)置的圖象處理攝象機(jī)的操作信息。
根據(jù)本輸出視頻信號的方法，采用該方法的圖象處理攝象機(jī)和圖象處理系統(tǒng)在圖象處理攝象機(jī)輸出的視頻信號垂直回掃期間疊加該圖象處理攝象機(jī)的操作信息。因此，就可能利用一條視頻信號電纜輸出來自其它電纜的操作信息。
具體地說，借助在視頻信號的垂直回掃期間疊加這種操作信息，通過將諸如AGC、γ、增益、設(shè)置開/關(guān)狀態(tài)、快門速度、運(yùn)動方式和圖象處理等信息作為二進(jìn)制碼，就能進(jìn)行等同于視頻信號屏所提供的信號部分的信號處理。
由于這種處理不需要用于傳輸圖象處理攝象機(jī)信息的電纜以及上述電纜的連接件，所以它符合近年來減少各類用于測量、控制等的工業(yè)裝置所需空間的趨勢。
尤其是由于本圖象處理方法能夠由與圖象處理裝置并聯(lián)設(shè)置的檢測裝置來檢測操作信息的設(shè)置狀態(tài)，所以在設(shè)置有誤時可立即執(zhí)行對其原因的確認(rèn)和操作狀況的改變。


圖1表示本發(fā)明一種具體實(shí)施例的圖象處理系統(tǒng)的方框圖；圖2表示本發(fā)明圖象處理系統(tǒng)中所用圖象處理攝象機(jī)的具體線路圖；圖3表示本發(fā)明圖象處理系統(tǒng)中所用圖象處理裝置的方框圖。
圖1-3表明本發(fā)明圖象處理系統(tǒng)的一種優(yōu)選實(shí)施例。參見圖1，攝象機(jī)1利用CCD攝象裝置以光學(xué)手段攝取物體的圖象，把該圖象轉(zhuǎn)換成電信號并作為視頻信號輸出。在對CCD攝象機(jī)1輸出的視頻信號進(jìn)行圖象處理之后，圖象處理裝置2輸出一個相應(yīng)的圖象。攝象機(jī)控制單元(CCU)裝置3檢測預(yù)定的信息，以下稱之為CCD攝象機(jī)1的操作信息。TV監(jiān)視器4顯示由圖象處理裝置2處理并疊加有CCU裝置3測得的預(yù)定操作信息的圖象。開關(guān)5在圖象處理裝置2和CCU裝置3的輸出之間切換。由一根電纜將CCD攝象機(jī)1與圖象處理裝置2連在一起。
參見圖2，CCD攝象機(jī)1包括把光信號轉(zhuǎn)換成電信號的CCD畫面面積傳感器6；產(chǎn)生視頻信號的視頻信號發(fā)生器7；產(chǎn)生CCD畫面面積傳感器6的時序的CCD時序發(fā)生器8；產(chǎn)生同步信號的同步信號發(fā)生器9；產(chǎn)生預(yù)定信息信號或操作信息信號的信息信號發(fā)生器10；和輸出視頻信號的視頻輸出電路11。
在CCD攝象機(jī)1中，把來自CCD畫面面積傳感器6的圖象電信號輸入至視頻信號發(fā)生器7，然后使所產(chǎn)生的視頻信號輸入至視頻輸出電路11。CCD畫面面積傳感器6根據(jù)CCD時序發(fā)生器8輸出的時序信號攝取物體的圖象。同步信號發(fā)生器9將一同步信號傳輸至視頻信號發(fā)生器7和信息信號發(fā)生器10。信息信號發(fā)生器10利用電子開關(guān)選擇不同信號通道之一，這個電子開關(guān)是本優(yōu)選實(shí)施例的特有特點(diǎn)。
視頻信號的掃描方法為橫掃法即從頂至底順次掃描圖象。當(dāng)掃描進(jìn)行到圖象的最低行時，在掃向頂部的垂直回掃期間內(nèi)進(jìn)行同步。信息信號發(fā)生器10輸出的操作信息信號被疊加至視頻輸出電路11。
視頻信號的IV寬度包括一個第一頭信號，諸如AGC、γ、增益、設(shè)置開/關(guān)狀態(tài)以及圖象處理等操作信息的二進(jìn)制碼信號。然后形成一個有用的圖象信號，作為視頻信號輸出。
參見圖3，圖象處理裝置2可以是比如一個CPU芯片，它包括A/D轉(zhuǎn)換器12、圖象存儲器13、運(yùn)算處理器14、D/A轉(zhuǎn)換器15、控制器16和輸入或輸入接口17。一個由CCD攝象機(jī)1輸出的疊加有操作信息的視頻信號由A/D轉(zhuǎn)換器12轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并存儲在圖象存儲器13內(nèi)。運(yùn)算處理器14根據(jù)輸入接口17的輸入控制和控制器16的控制程序?qū)?shù)字信號進(jìn)行圖象處理。然后，D/A轉(zhuǎn)換器15把經(jīng)過圖象處理的信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，再把模擬信號輸出至TV監(jiān)視器4。
圖1所示的CCU裝置3檢測相應(yīng)于攝象機(jī)操作信息并被疊加到CCD攝象機(jī)1輸出的視頻信號上的信號。在開關(guān)5連接至CCU裝置3的時候上述操作信息信號被傳輸至TV監(jiān)視器4?？梢詸z測這些TV監(jiān)視器設(shè)置的異常性，并識別其原因，而且可迅速按照操作信息信號予以修正。
按照開關(guān)5的位置，TV監(jiān)視器4或者顯示由圖象處理裝置2處理的圖象，或者顯示由CCU裝置3檢測到的預(yù)定信息。
參見圖3，對一個視頻信號進(jìn)行圖象處理的操作過程如下說明。
首先，將CCD攝象機(jī)1攝取的光學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電信號，并作為模擬視頻信號輸入至圖象處理裝置2。圖象處理裝置2把該模擬視頻信號在A/D轉(zhuǎn)換器12中轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將其存儲在圖象存儲器13中。
運(yùn)算處理器14根據(jù)存儲在圖象存儲器13中的信息、控制器16的控制程序以及輸入接口17的控制進(jìn)行圖象處理。例如，處理器14控制圖象的縮小、分區(qū)，和進(jìn)行固定式光學(xué)照相(SOP)圖象的處理，以及實(shí)時動態(tài)圖象的處理。
圖象處理系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例在視頻信號垂直回掃期間內(nèi)疊加預(yù)定的信息信號，如AGC、γ、增益、設(shè)置開/關(guān)狀態(tài)、快門速度以及運(yùn)動方式等。有關(guān)預(yù)定信息信號的內(nèi)容將在下面說明。
D/A轉(zhuǎn)換器15把經(jīng)過圖象處理的信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，再將其輸出至TV監(jiān)視器4，在此顯示經(jīng)處理的圖象。
參照圖2，描述CCD攝象機(jī)1的工作過程。CCD畫面面積傳感器6以光學(xué)方式檢測物體的圖象，將光學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電信號，并將該電信號輸出至視頻信號發(fā)生器7。視頻信號發(fā)生器7將電信號轉(zhuǎn)換成視頻信號，并將該視頻信號輸出至視頻輸出電路11。同步信號發(fā)生器9對視頻信號發(fā)生器7和信息信號發(fā)生器10輸出一個同步信號，并在視頻信號發(fā)生器7輸出的視頻信號垂直回掃期間同步該信號。信息信號發(fā)生器10將操作信息作為二進(jìn)制碼信號輸出至視頻輸出電路11。所以，本發(fā)明的圖象處理裝置2的視頻輸出電路11輸出在視頻信號的垂直回掃期間疊加了操作信息的視頻信號。
以下描述在視頻信號垂直回掃期間疊加或復(fù)合操作信息。
視頻信號發(fā)生器7和信息信號發(fā)生器10響應(yīng)同步信號發(fā)生器9所產(chǎn)生的同步信號而動作。例如圖2所示，在視頻信號的1V寬度內(nèi)，一個相應(yīng)于電子開關(guān)20的位置或設(shè)置的信號被疊加在一個有用的圖象信號之前。在本實(shí)施例中，開關(guān)20的狀態(tài)改變首先輸出一個頭信號，然后分別是二進(jìn)制碼的設(shè)定開關(guān)的操作信息，例如AGC、γ、增益、設(shè)置開/關(guān)狀態(tài)、快門速度、運(yùn)動方式及圖象處理等，和有用圖象信號。
疊加在視頻信號上的操作信息內(nèi)容如下(1)通過對圖象的平均值或峰值執(zhí)行自動增益控制(AGC)由自動增益控制(AGC)修正來改變圖象的內(nèi)容。如果采用平均值，則丟失相應(yīng)于峰值的波形。但若采用峰值，則波形被保持，而且信號的全部增益是可控制的。
(2)γ(相位)修正轉(zhuǎn)換(0.45或1)是一個根據(jù)相位或γ值執(zhí)行波形修正的過程。
(3)增益修正是一種修正波形放大的過程。因為提高增益將增加噪聲，噪聲可以通過調(diào)節(jié)圖象處理裝置2中的CCD攝象機(jī)1的開關(guān)狀態(tài)得以控制。
(4)快門速度，即，圖象讀出時間，它類似于傳統(tǒng)膠片型相機(jī)的快門速度，例如1/60秒，1/125秒，……1/1000秒?？扉T速度通過設(shè)定CCD攝象機(jī)1的相應(yīng)開關(guān)狀態(tài)來確定。
(5)按照一種運(yùn)動方式，執(zhí)行圖象處理以與CCD幀存儲和象場存儲相符。
(6)圖象處理進(jìn)行視頻信號處理，以輸出一個圖象作為將結(jié)合的視頻信號的一部分?？梢愿鶕?jù)疊加在電纜傳輸?shù)囊曨l信號上的操作信息信號，在圖象處理裝置2內(nèi)部執(zhí)行操作信息的處理。
所以，本圖象處理系統(tǒng)的一種優(yōu)選實(shí)施例可以通過將圖象處理裝置2安置在CCD攝象機(jī)1內(nèi)來執(zhí)行圖象處理。由此，通過與同步信號發(fā)生器9輸出信號同步，就只需要一條視頻信號電纜來轉(zhuǎn)換CCD攝象機(jī)1的設(shè)置狀態(tài)。在本系統(tǒng)中，在視頻信號的垂直回掃期間內(nèi)信息信號發(fā)生器10的設(shè)置信息與視頻信號發(fā)生器7的視頻信號疊加，并輸出至視頻輸出電路11。
尤其是，采用本發(fā)明的系統(tǒng)，視頻信號的有用圖象信號部分等同于CCD攝象機(jī)的設(shè)置信息，如AGC、γ、增益、設(shè)置開/關(guān)狀態(tài)、快門速度、運(yùn)動方式、圖象處理等。并且，在異常狀態(tài)情況下，包含CCU裝置3的該系統(tǒng)可以立即檢查原因，并通過檢查疊加在視頻信號上的預(yù)定信息信號來改變和控制該設(shè)置狀態(tài)。
如上所述，參照附圖描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。但應(yīng)當(dāng)理解，上面的一般性描述及詳細(xì)描述是示例性的和說明性的，并對本發(fā)明的權(quán)利要求做進(jìn)一步說明。本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例。例如，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的圖象處理系統(tǒng)是通用的，它不僅可以用于圖1的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及圖2的CCD攝象機(jī)的結(jié)構(gòu)，而且還可以用于任何包含操作信息發(fā)生器、視頻信號發(fā)生器以及圖象處理攝象機(jī)的CCD攝象機(jī)。
同樣，在視頻信號的垂直回掃期間內(nèi)疊加操作信息也可以應(yīng)用于其信息不同于或在上述疊加的圖象處理信息范圍以外的系統(tǒng)中。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，典型裝置的效果可以簡單歸納如下(1)由于所述裝置可以通過在攝象機(jī)輸出的視頻信號垂直回掃期間內(nèi)疊加攝象機(jī)信號，而在視頻信號電纜上輸出圖象處理攝象機(jī)的操作信息，因而它以一條電纜把圖象處理攝象機(jī)和圖象處理裝置相連接，即可進(jìn)行圖象處理。
(2)所述裝置通過在視頻信號垂直回掃期間內(nèi)疊加二進(jìn)制碼信號作為圖象處理攝象機(jī)的操作設(shè)定信息，可對等同于圖象處理攝象機(jī)的設(shè)置的視頻信號的有用圖象信號部分進(jìn)行信號處理。
(3)所述裝置通過把檢測圖象處理操作信息的裝置與圖象處理裝置并聯(lián)，來檢測圖象處理攝象機(jī)的操作信息時，通過檢測設(shè)定狀態(tài)來檢測和改變異常的設(shè)定狀態(tài)。
(4)根據(jù)前述，所述裝置可以減少圖象處理攝象機(jī)的信息傳輸電纜以及電纜連接終端的數(shù)目，所以適應(yīng)電子裝置小型化和輕量化的趨勢和便于滿足對各種工業(yè)設(shè)施，例如測量和控制設(shè)施的最小空間的要求。
權(quán)利要求
1.一種將視頻輸出電路的視頻信號以及CCD圖象處理攝象機(jī)的信息信號發(fā)生器的信息信號加至顯示器的方法，該方法包括下述步驟處理視頻信號以輸出至顯示器的視頻輸入；在顯示器的水平掃描點(diǎn)作垂直回掃期間把信息信號疊加至視頻輸入上。
2.一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，處理步驟包括把模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；按照控制程序和輸入控制對數(shù)字信號進(jìn)行圖象處理；把經(jīng)圖象處理的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬視頻信號。
3.一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述信息信號至少包括AGC、γ、增益、設(shè)置開/關(guān)狀態(tài)、快門速度、運(yùn)動方式或圖象處理等信息信號中之一。
4.一種用于輸出視頻信號的圖象處理系統(tǒng)，它包括一個處理器，用于處理視頻信號以輸出至TV監(jiān)視器的視頻輸入；一個檢測器，檢測CCD攝象機(jī)的信息信號；輸出裝置，用于在TV監(jiān)視器的水平掃描點(diǎn)垂直回掃期間把信息信號疊加至視頻輸入上。
5.一種如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征是，所述處理器包括一個轉(zhuǎn)換器，用于在模擬視頻信號與數(shù)字信號之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；一個圖象處理裝置，用于根據(jù)程序控制和輸入控制對圖象的數(shù)字信號進(jìn)行圖象處理，以顯示在顯示器上。
6.一種如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征是，所述信息信號至少包括AGC、γ、增益、設(shè)置開/關(guān)狀態(tài)、快門速度、運(yùn)動方式或圖象處理等信息信號中之一。
全文摘要
一種圖象處理攝象機(jī)，用攝象裝置攝取物體的象并輸出一個轉(zhuǎn)換的電信號，包括在視頻信號垂直回掃時同步地產(chǎn)生圖象處理攝象機(jī)操作信息的發(fā)生裝置，輸出在視頻信號垂直回掃時疊加的由發(fā)生裝置產(chǎn)生的操作信息的輸出裝置；一種輸出視頻信號的方法，利用上述圖象處理攝象機(jī)和圖象處理系統(tǒng)可以利用圖象處理攝象機(jī)的操作信息在圖象處理攝象機(jī)的視頻輸出信號上進(jìn)行視頻信號的圖象處理，減少了圖象處理攝象機(jī)和圖象處理裝置間所需的電纜數(shù)。
文檔編號H04N5/232GK1140376SQ96104089
公開日1997年1月15日 申請日期1996年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月15日
發(fā)明者梅井幸雄 申請人:三星航空產(chǎn)業(yè)株式會社