圖像信號產生單元、數位相機以及圖像信號產生方法

2023-05-23 07:32:21

專利名稱：圖像信號產生單元、數位相機以及圖像信號產生方法
技術領域：
本發明涉及圖像信號產生單元以及用於產生輸出到顯示器面板 的圖像信號的方法、以及數位相機。
現有技術
數位相機具有編碼電路，該編碼電路用於根據成像獲得的YUV 信號來產生用於外部輸出的模擬視頻信號或RGB信號以及用於驅動 液晶取景器(finder)的模擬RGB信號。通過以相應於液晶取景器的 像素數量的採樣速率對用於外部輸出的模擬視頻信號或RGB信號進 行採樣，來產生用於驅動液晶取景器的模擬RGB信號。
未審日本專利申請KOKAI出版物2001-054134公開了另一種類 型的編碼電路，該編碼電路一起產生用於外部輸出的模擬視頻信號和 將直接提供給構成液晶取景器的TFT液晶顯示器面板的驅動電路的 數字RGB信號。
通過成像獲得的圖像數據通常具有480個垂直像素X 640個水平 像素的VGA (視頻圖形陣列)基像素結構，這實際上是圖像處理的 事實標準。
在這種情況下，通過以由一條水平線的掃描時間所推導出的 13.5MHz的頻率對具有704個像素的圖像數據進行採樣，從具有VGA
像素數量的圖像數據產生用於日本標準電視系統NTSC的外部輸出 的視頻信號，通過將VGA的水平像素數量乘以11/10來產生所述具 有704個像素的圖像數據。通過與構成液晶顯示器面板的像素數量相 匹配的採樣頻率，對具有為外部輸出而增加的水平像素數量的圖像數 據進行採樣，然後用圖像數據驅動液晶顯示器。最終，在液晶顯示器 面板上顯示出具有3:4的VGA縱橫比的圖像。
如上所述，用於外部輸出的視頻信號和用於取景器的液晶顯示器 的信號需要各自不同的水平像素數量，而在兩個像素數量之間沒有任 何相關性。問題在於編碼電路的尺寸必須大得能夠從圖像系統所提供 的圖像數據中產生並輸出視頻信號和液晶顯示器信號。
上面引用的文獻未能公開關於相對於要產生的數字RGB信號的 實際像素數量等的任何事物。

發明內容
因此，本發明的第一個目的是提供能夠通過使用數字圖像數據來 直接驅動顯示器面板的圖像信號產生單元。
本發明的第二個目的是提供圖像產生單元、數位相機、以及具有 簡單電路結構的圖像信號產生方法。
根據本發明第一個方案的圖像信號產生單元，包括水平像素數 量轉換裝置，用於將數字圖像數據的水平像素數量轉換為適合於產生
與第一電視系統相適應的視頻信號的數量或該數量的一半；以及第一
輸出裝置，用於將具有通過水平像素數量轉換裝置轉換的水平像素數 量的數字圖像數據輸出到顯示器面板驅動電路，顯示器面板的水平像 素數量如此設置以至於近似等於適合於產生與第一電視系統相適應 的視頻信號的數量或該數量的一半。
根據本發明第二個方案的圖像信號產生單元，包括用於提供數 字圖像數據的視頻存儲器；第一輸出裝置，用於將由視頻存儲器提供
的數字圖像數據輸出到顯示器面板驅動電路；第一水平像素數量轉換 裝置，用於將由視頻存儲器提供的數字圖像數據的水平像素的數量轉 換為適合於產生用於第一電視系統的視頻信號的水平像素數量；第一 產生裝置，用於從具有由第一水平像素數量轉換裝置轉換的水平像素 數量的數字圖像數據中產生與第一電視系統相適應的數字視頻信號； 以及第二輸出裝置，用於輸出通過第一產生裝置產生的視頻信號。
根據本發明第三個方案的圖像信號產生單元，包括水平像素數 量轉換電路，用於將數字圖像數據水平像素數量轉換為適合於產生與 第一電視系統相適應的視頻信號的數量或該數量的一半；以及第一輸 出電路，用於向顯示器面板驅動電路輸出具有由水平像素數量轉換電 路轉換的水平像素數量的數字圖像數據，顯示器面板的水平像素數量 如此設置以至於近似等於適合於產生與第一電視系統相適應的視頻 信號的水平像素數量或為該數量的一半。
根據本發明第四個方案的圖像信號產生單元，包括用於提供數 字圖像數據的視頻存儲器；第一輸出電路，用於向顯示器面板驅動電 路輸出由視頻存儲器提供的數字圖像數據；第一水平像素數量轉換電 路，用於將由視頻存儲器提供的數字圖像數據的水平像素的數量轉換 為適合於產生與第一電視系統相適應的視頻信號的水平像素數量；第 一產生電路，用於從具有由第一水平像素數量轉換電路轉換的水平像 素數量的數字圖像數據中產生與第一電視系統相適應的數字視頻信 號；以及第二輸出電路，用於輸出通過第一產生電路產生的視頻信號。
根據本發明第五個方案的數位相機，包括成像裝置，用於將對 象成像並輸出數字圖像數據；水平像素數量轉換裝置，用於將通過成 像裝置輸出的數字圖像數據的水平像素數量轉換為適合於產生與第 一電視系統相適應的視頻信號的數量或該數量的一半；以及第一輸出 裝置，用於將具有通過水平像素數量轉換裝置轉換的水平像素數量的 數字圖像數據輸出到顯示器面板驅動電路，顯示器面板的水平像素數
量如此設置以至於近似等於適合於產生與第一電視系統相適應的視 頻信號的水平像素數量或為該數量的一半。
根據本發明第六個方案的數位相機，包括成像裝置，用於將對 象成像並輸出數字圖像數據；視頻存儲器裝置，用於存儲由成像裝置 輸出的數字圖像數據；第一輸出裝置，用於將由視頻存儲器裝置提供 的數字圖像數據輸出到顯示器面板驅動電路；第一水平像素數量轉換 裝置，用於將由視頻存儲器裝置提供的數字圖像數據的水平像素的數 量轉換為適合於產生與第一電視系統相適應的視頻信號的數量；第一 產生裝置，用於從具有由第一水平像素數量轉換裝置轉換的水平像素 數量的數字圖像數據中產生與第一電視系統相適應的數字視頻信號； 以及第二輸出裝置，用於輸出通過第一產生裝置產生的視頻信號。
根據本發明第七個方案的數位相機，包括成像電路，用於將對 象成像並輸出數字圖像數據；水平像素數量轉換電路，用於將由成像 電路輸出的水平像素數量轉換為適合於產生與第一電視系統相適應 的視頻信號的數量或該數量的一半；第一輸出電路，用於向顯示器面 板驅動電路輸出具有由水平像素數量轉換電路轉換的水平像素數量 的數字圖像數據，顯示器面板的水平像素數量如此設置以至於近似等 於適合於產生與第一電視系統相適應的視頻信號的水平像素數量或 為該數量的一半。 .
根據本發明第八個方案的數位相機，包括成像電路，用於將對 象成像並輸出數字圖像數據；視頻存儲器，用於存儲由成像電路輸出 的數字圖像數據；第一輸出電路，用於向顯示器面板驅動電路輸出由 視頻存儲器提供的數字圖像數據；第一水平像素數量轉換電路，用於 將由視頻存儲器提供的數字圖像數據的水平像素的數量轉換為適合 於產生與第一電視系統相適應的視頻信號的數量；第一產生電路，用 於從具有由第一水平像素數量轉換電路轉換的水平像素數量的數字 圖像數據中產生與第一電視系統相適應的數字視頻信號；以及第二輸
出電路，用於輸出通過第一產生電路產生的視頻信號。
根據本發明第九個方案的圖像信號產生方法，包括下述步驟將 數字圖像數據的水平像素數量轉換為適合於產生與第一電視系統相 適應的視頻信號的水平像素數量或該數量的一半，並將具有被轉換的 水平像素數量的數字圖像數據輸出到顯示器面板驅動電路，顯示器面 板的水平像素數量如此設置以至於近似等於適合於產生與第一電視 系統相適應的視頻信號的水平像素數量或為該數量的一半。
根據本發明第十個方案的圖像產生方法，包括下述步驟將數字 圖像數據存儲到視頻存儲器中；將由視頻存儲器提供的數字圖像數據 輸出到顯示器面板驅動電路；將由視頻存儲器提供的數字圖像數據的
水平像素數量轉換為適合於產生與第一電視系統相適應的視頻信號 的水平像素數量，從具有被轉換的水平像素數量的數字圖像數據中產 生與第一電視系統相適應的數字視頻信號，以及輸出所產生的視頻信 號。
附圖的簡要描述
圖1是示出根據本發明第一實施例的數位相機的電路結構的方
框圖2是示出根據本發明第一實施例的編碼電路的結構的方框圖； 圖3A和3B是示出根據本發明的第一實施例的在液晶面板像素 結構與顯示數據之間的對應關係的圖4是示出根據本發明第二實施例的編碼電路的結構的方框圖； 圖5是示出根據本發明第三實施例的編碼電路的結構的方框圖； 圖6是示出根據本發明第四實施例的編碼電路的結構的方框圖； 圖7是示出根據本發明第五實施例的編碼電路的結構的方框圖； 圖8是示出根據本發明第六實施例的編碼電路的結構的方框圖。 本發明的最佳執行方式 第一實施例
參考附圖來說明本發明的第一實施例，其中本發明應用於數碼相 機的編碼電路。
圖1示出數位相機的構造和數位相機的電路結構。
該相機具有包括成像透鏡的光學系統32。為了使用成像模式中 的相機監視，光學系統32的聚焦和光圈(diaphragm)位置由馬達(M) 31移動或驅動。成像元件CCD (電荷耦合器件)33，位於光學系統 32的後面並位於光學系統32的光軸上。CCD 33由定時脈衝發生器 34和用於掃描圖像的垂直驅動器35來驅動，並輸出單個像素的R (紅)-、G (綠)-和B (藍)-基色成分的模擬圖像信號，這些模擬 圖像信號是通過將聚焦的光學圖像一幀一幀地以規定的時間間隔進 行光電轉換而獲得的。
通過放大器(未示出)來調節從CCD 33輸出的RGB基色成分 的模擬圖像信號的信號電平或增益。通過採樣保持(S/H)電路36 對被調節增益的圖像信號進行採樣並將其保持，然後通過A/D轉換 器37將其轉換為數字數據。將來自A/D轉換器37的數字數據提供 給到色彩處理電路38。色彩處理電路38對所接收的數字數據執行包 括像素插值和伽馬修正的色彩處理，然後產生數字亮度信號Y和色 差信號Cb、 Cr(YUV信號)，並將所產生的數位訊號提供給DMA(直 接存儲存取)控制器39。色彩處理電路38還產生並向DMA控制器 39輸出複合同步信號、存儲器寫使能信號和時鐘信號。
DMA控制器39—旦響應於複合同步信號、存儲器寫使能信號和 時鐘信號將由色彩處理電路38提供的亮度信號Y和色差信號Cb、 Cr存儲到內部緩衝器中。DMA控制器39將處於DMA轉移模式中 的亮度和色差信號通過DRAM接口 (I/F) 40傳輸到用作緩衝存儲器
的DRAM 41。
包括CPU、存儲由CPU執行的操作程序的ROM、用作工作存 儲器的RAM等的控制器42管理數位相機的整體控制。在將亮度和 色差信號DMA轉移到DRAM 41之後，控制器42通過DRAM接口 40從DRAM 41中讀取亮度和色差信號(YUV信號)，並將其寫進 VRAM 11中。
編碼電路IO周期地從VRAM 11中讀取亮度和色差信號，並根 據這樣獲得的數據來產生並向液晶顯示器單元19輸出RGB信號，並 產生用於經由視頻輸出端子17來通過布線向外部監視器顯示單元18 輸出的視頻信號，稍後將討論。
液晶顯示器單元19在成像模式期間用作電子取景器。在成像模 式中，液晶顯示器單元19根據由編碼電路10提供的RGB信號來顯 示出通過CCD 33攝取的實時圖像。
當為了拍照具有液晶顯示器單元19上的實時圖像的靜像而操作 包含於鍵輸入單元46中的快門鍵時，產生觸發信號。
響應於該觸發信號，在將亮度和色差信號DMA轉移到DRAM 41 以遮蔽由CCD 33攝取的圖像之後，控制器42立即關閉從CCD 33 到DRAM41的信道並轉換到記錄存儲模式。
在該記錄存儲模式中，對於Y、 Cb、 Cr成分中的每一個，控制 器42經由DRAM接口 40按照被稱為基本塊的8個垂直像素X8個 水平像素的形式讀取DRAM41中幀的亮度和色差信號，並將它們寫 入JPEG (聯合圖像編碼專家組)電路47，在其中，通過ADCT (自 適應離散餘弦變換)、作為一種熵編碼系統的Huffman編碼等來壓縮 它們。
從JPEG電路47中將被編碼的數據讀出作為圖像數據文件，然 後將它們寫入閃速存儲器48，該閃速存儲器48為密封於作為存儲介 質附於數位相機的抽取式存儲卡中的非易失性存儲器。
在該處理中，其相對於寫入閃速存儲器48的圖像數據文件是如 此設計，以至於自動產生，例如03033112340001.jpg的包含將從這裡 未示出的時鐘獲得的快門鍵操作的日期和時間的規定長度的文件名 和序列號，並將其粘附於用於存儲的文件。
文件名"03033112340001.jpg"意味著其是第0001個JPEG壓縮 的拍攝於2003年3月31日，時間12: 34的靜像。
閃速存儲器48可以與抽取式存儲卡分離地內置在數位相機中， 或可以存儲卡和內置存儲器這兩者都使用。
壓縮用於一幀的亮度和色差信號以及將全部壓縮數據寫入閃速 存儲器48 —旦完成，控制器42重新使用從CCD 33到DRAM 41的信道。
此外，將USB接口 (I/F) 49連接到控制器42，且USB接口經 由USB連接器控制向通過布線連接的外部安裝設備發送/或從該外部
安裝設備接收圖像數據等的通信，例如個人計算機。
鍵輸入單元46除快門鍵之外還包括電源鍵、模式鍵、變焦鍵、 菜單鍵、環鍵、柱螺栓鍵(set key)、顯示鍵等，並將由它們操作發 生的信號直接傳送到控制器42。
在用於存儲動像的動像拍攝模式的情況中，在操作鍵輸入單元 46的快門鍵時，周期性且連續地執行將靜像存儲在DRAM41中，且 一旦快門鍵操作中止或在經過特定時間長度、例如30秒之後，順序 地將一系列靜像的數據壓縮在JPEG電路47中，產生包含靜像的 JPEG動像數據文件並將其存儲在閃速存儲器48中。
在複製模式中，控制器42選擇地讀取存儲在閃速存儲器48中的 圖像數據，以與成像模式中壓縮所遵循的方式完全相反的方式在 JPEG電路47中擴展所選擇的圖像數據，所擴展的數據在經過DRAM 接口 40之後保持在DRAM 41中，由VRAM 11來存儲保持在DRAM 41中的內容，並通過編碼電路10從VRAM 11中周期性地讀出圖像
數據用於產生RGB信號，用於在液晶顯示器單元19上進行顯示。這 意味著，在通過布線經由視頻輸出端子17連接外部監視顯示器單元 18的情況下，將由編碼電路IO產生的視頻信號輸出到監視顯示器單 元18。
如果所選擇的圖像數據不是靜像而是動像，則按照時間周期地並 連續地執行構成所選擇數據文件的單個靜像的複製，並在所有靜像的 複製完成時，僅複製位於動像數據頭部的靜像數據，這保持不變直到 給出下一個複製命令為止。
圖2示出包含於顯示器面板的輸出信號產生單元中的編碼電路 IO的結構。
由於在該實施例中的液晶顯示器面板的尺寸為對角線大約l-2英 寸，且液晶面板上的像素數量相應地很少，基於VGA、 NTSC (全國 電視系統委員會)等其它規格構成的像素需要適當地變稀疏。
在圖2中，為了實現通像顯示(由CCD33攝取的圖像的實時顯 示)用於在成像模式期間進行監視，在VRAM 11中順序地存儲諸如 VGA基的480個垂直像素X640個水平像素結構的亮度/色差系統的 數字圖像數據(YUV數據)，然後由水平像素數量轉換器12讀取。
水平像素數量轉換器12執行相關操作或插值以將像素的數量增 加到用於與日本使用的NTSC系統的水平掃描循環相應的數字圖像 數據的每一水平線中的像素數量的11/10倍的數量。
此外，為了與NTSC的隔行掃描相適應，水平像素數量轉換器 12輸出兩片(半幀)圖像數據、 一片(半幀)為由奇數水平掃描行 的圖像數據構成的奇數線片(半幀)，而另一片(半幀)為由偶數水 平掃描行的圖像數據構成的偶數線片(半幀)。
相應地，水平像素數量轉換器12以1/60秒為周期將亮度/色差系 統(YUV)的240個垂直像素X704個水平像素結構中的數字圖像數 據輸出到視頻編碼器13和液晶編碼器14。
視頻編碼器13和液晶編碼器14響應於由視頻定時振蕩器15提 供的標準時鐘而操作。
視頻編碼器13通過以13.5MHz對從水平像素數量轉換器12接 收的數字圖像數據進行採樣來準備數字NTSC視頻信號，並將數字 NTSC視頻信號提供給到D/A轉換器16。D/A轉換器16將數字NTSC 視頻信號轉換為模擬NTSC視頻信號並經由視頻輸出端子17向外部 輸出模擬NTSC信號。
當將諸如CRT TV接收器或液晶顯示器TV接收器的NTSC基監 視顯示器單元18通過電線電纜(未示出)連接於視頻輸出端子17 時，監視顯示器單元18將獲得的圖像數據放置在面板上。
液晶編碼器14，根據來自水平像素數量轉換器12的亮度/色差系 統的數字圖像數據，通過以13.5MHz進行採樣產生被稀疏到用於稍 後將討論的液晶顯示器面板的240個掃描電極X352個信號電極(水 平像素)結構的基色(RGB)的數字圖像數據，並將該數據直接輸出 到液晶顯示器單元19。
包括具有NTSC基240個掃描電極X 352個信號電極結構的TFT (薄膜電晶體)液晶面板和其驅動電路的液晶顯示器單元19，使用 從液晶編碼器14直接傳輸的基色數字圖像數據，用於響應用於液晶 顯示器的各種定時信號來執行圖像顯示，其中所述用於液晶顯示器的 各種定時信號是基於由視頻定時振蕩器15產生的標準時鐘通過液晶 定時振蕩單元20而產生的。
下面將說明同樣構造的電路的操作。
首先，假設構成液晶顯示器單元19的液晶顯示器面板中的電極 和像素的布置如圖3A所示。在這種情況下，X1至X240為由漏極驅 動器，未示出，驅動用於掃描的漏極(掃描)電極，而Y1至Y352 為由源極驅動器19a根據數字圖像數據驅動用於顯示的源極(信號) 電極。
在這種情況下，在垂直方向上彼此相鄰的並連接到由源極驅動器
19a驅動的同一信號電極的R、 G、 B圓點(顏色元素)的每一個彼 此移開半個圓點。
此外，假設提供以"德耳塔陣列"的名義廣泛使用的布置，其 中構成由圖3A中的虛線示出的一個像素(或圖像串)C的三個R、 G、 B圓點形成橫越兩行的三角形。
假設從水平像素數量轉換器12進入液晶編碼器14的數據在水平 方向上的像素的數量上增加並具有240個垂直像素X704個水平像素 結構的亮度/色差系統基圖像，並且假設在將該結構編碼成同一像素 結構的基色數字圖像數據之後獲得如圖3B中所示的圖像數據。
這樣，如果在液晶顯示面板中採用德耳塔陣列，且信號電極的數 量為輸入到液晶編碼器14中的圖像數據的水平像素數量的一半，則 液晶編碼器14產生基色數字圖像數據，其中稀疏(通過採樣)在兩 相應行中在水平方向上彼此相鄰的同一顏色的元素以便彼此偏離1.5 個像素，且將所產生的數據直接輸出到液晶顯示器單元19。在圖3B 中，用圓圈起來顯示實際所選擇的像素的顏色成分。
例如，假設，在相應於液晶面板中的信號電極X1和X2的兩行 中，獲得圖像數據，通過圓點R (Xl， Yl)和作為相同顏色成分的 相鄰圓點的另一圓點R (X2， Y3)來描述。
將圓點R (Xl， Yl)相對同一信號電極的圓點G (X2， Yl)向 右側移位半個圓點。另外，由於所有信號電極的數量為輸入到液晶編 碼器14中的圖像數據的水平像素的數量的一半，且由於需要從圖像
數據中在水平方向上彼此相鄰的兩個像素中讀取一個圓點顏色成分 的數據，所以從圖3B中所表示的數字圖像中的行號為1與列號為1 和2的兩個圖像串數據中選擇圖像數據中的右側偶數2中的R成分， 用圓圈起來示出，然後在液晶面板中顯示為圓點R (Xl， Yl)。 相似地，如由液晶面板中的圓點R (X2， Y3)所描述的數據，
選擇行號為2、列號為5的圖像數據中的R成分，用圓圈起來示出。 這樣，當考慮到從在圖3B中的水平方向上彼此相鄰的兩個圖形 數據像素中選擇像素並考慮到德耳塔陣列來選擇相應圓點的顏色成 分時，推斷液晶編碼器14通過選擇基色數字圖像數據像素來產生其 結果，以便相應的兩行中彼此水平相鄰的相同顏色的元素可以彼此偏 離1.5個像素。
因此，由於液晶編碼器14在適當地選擇用於在廣泛使用的德耳 塔布置的液晶面板上顯示的像素數據之後輸出RGB信號，所以顯示 的圖像數據與所提供的數據相比沒有局部變形且十分自然。
而且，如上所述，液晶顯示器單元19由液晶面板構成，其中， 信號電極的數量(信號電極的數量為視頻信號中的水平方向上的像素 數量的一半)基於在視頻編碼器13之後在視頻信號系統中使用的 NTSC系統的視頻信號中的水平像素的數量。使用具有VGA基圖像 串結構的VRAM 11，通過水平像素數量轉換器12將水平方向上像素 的數量均勻地轉換為NTSC系統視頻信號的水平方向上的像素的數 量，然後將該結果劃分成視頻編碼器13和液晶編碼器14兩個信號系 統。
這樣，通過利用僅僅一個VRAM11來實現該電路，其中VRAM 11為普通構造的視頻存儲器，並且這最大程度地減小編碼電路作為 整體的尺寸。
另外，將由液晶編碼器14產生的數字圖像數據直接輸出到液晶 顯示器單元19用於顯示，而不轉換為模擬數據，並且這免去了D/A 轉換器或宏電路，用於進一步減小編碼器的尺寸。
數量並不限定於圖2、圖3A或圖3B中所說明的圖像數據的構 成像素數量，而且它們還可以為圖1中的圓括號內的數量或其它數
還有，可以將其水平像素的數量與液晶面板信號電極的數量相同的亮度/色差系統的數字圖像數據輸入到液晶編碼器14中，用於通過 在液晶編碼器14中插值來產生偏離1.5個像素的新像素，用於在液 晶顯示器單元19上進行顯示。
如果液晶顯示器單元19的液晶面板沒有德耳塔像素陣列，將其 水平像素的數量與液晶面板信號電極的數量相同的亮度/色差系統的 數字圖像數據輸入到液晶編碼器14中，用於轉換成相同像素數量的 基色數據，並且在選擇地讀取被轉換的像素中的相應顏色成分時取得 該目的，這簡化了液晶編碼器14的構成。
如果監視顯示器單元18與數字輸入(數字廣播)相兼容，則需 要省略D/A轉換器16以使得能夠輸出數字視頻信號。
第二實施例
參考附圖來說明其中將本發明應用於數位相機的編碼電路的第 二實施例。
圖4中示出的編碼電路的結構基本上與圖2中示出的構造相同， 並且相同的符號表示與圖2中相同的部件，以省去說明的需要。
在編碼電路10中，首先將由VRAM 11輸出的具有沒有轉換的 水平方向上的像素數量的圖像數據和具有由水平像素數量轉換器12 轉換的水平方向上的像素數量的圖像數據放置在切換電路(sw) 21 中，然後為液晶編碼器14選擇這兩者中的任意一個的內容。
現在，不僅可以選擇具有基於NTSC視頻信號水平像素數量的信 號電極數量(等於視頻信號水平方向中的像素數量或該數量的一半) 的面板，而且可以選擇具有240個垂直電極X320個水平電極或240 個垂直電極X640個水平電極結構的廣泛應用的VGA基面板，用作 液晶顯示器單元19，的液晶面板。
因此，無論使用那一種用於液晶顯示器單元19，的液晶面板，艮卩， 基於視頻信號的水平像素數量的一種或具有其數量基於VGA的信號
電極的一種，例如，在運送數位相機之前，可以由製造商設置切換電
路21，並且這使得編碼電路IO能夠應對針對增強電路的通用特徵的 這兩種情況。
第三實施例
參考附圖，來說明其中將本發明應用於數位相機的編碼電路的第 三實施例。
由於在該實施中使用的液晶面板的尺寸為其對角線大約1-2英 寸，且為了驅動顯示器，應該適當地使其適合於尺寸的像素數量、用 於VGA、 NTSC、 PAL (逐行倒相制式)等的圖像的像素數量稀疏。
在該實施例中，考慮到數位相機不僅在日本出售和使用而且還在 歐洲、大洋洲等出售和使用的事實，使得除用於NTSC的單元18'之 外，編碼器還能夠連接到用於PAL的外部設置的監視顯示器單元18'。
順便提及，視頻信號電路在NTSC與PAL之間幾乎為公用，NTSC 和PAL的視頻信號水平掃描循環近似相同，儘管二者之間掃描行的 數量不同(PAL中比NTSC中多20%)。
圖5中示出的編碼電路10的結構基本上與圖4中示出的結構相 同，並且相同的符號表示與圖4中相同的部件，以省去說明的需要。
在該編碼電路10中，存儲並輸出亮度/色差系統的數字圖像數 據的VRAM ll'將行的數量乘以6/5，以與NTSC和PAL的相兼容， 並為了取得該目的，每隔五行讀取兩次。
因此，從VRAM11，讀取的數字圖像數據的行數量將為1、 2、 3、 4、 5、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 10等。
對於PAL，在水平像素數量轉換器12與視頻編碼器13'之間設 置行轉換器52。
如果連接到視頻輸出端子17的監視顯示單元18'為NTSC系統， 則行轉換器52輸出從水平像素轉換器12中接收的數字圖像數據而不
進行任何處理；如果其為PAL系統，則對垂直方向進行相關性計算 以便可以為六行而對五行的圖像數據均勻地進行插值。
如此設計以便於通過數位相機的用戶根據監視顯示器單元18，的 電視系統來操作選擇器開關，以確定PAL取向的行轉換器52是否執 行行轉換，其中用戶將所述監視顯示器單元18'連接到視頻輸出端子 17。
如上所述的這種電路的性能，其中連接的監視顯示器單元18，為 NTSC系統，與第一實施例相似，PAL取向行轉換器52位於水平像 素數量轉換器12與視頻編碼器13'之間，僅允許通過數字圖像數據。
在這種情況下，通過在每隔六行上停止對圖像數據編碼，其中第 六行的內容與在前的行的內容相同，視頻編碼器13'和液晶編碼器14 都將具有掃描行數量的數字圖像數據輸出返回到NTSC。
對於連接到視頻輸出端子17的用於PAL的監視顯示器單元18'， 用於PAL的行轉換器52進入視頻信號系統操作，如上所述，對於有 些行彼此重疊的亮度/色差系統的數字圖像數據，執行相關性計算。
根據相關性計算之後的數字圖像數據，視頻編碼器13'根據從具 有適當增加的頻率的視頻定時振蕩器15'接收的標準時鐘來產生數字 視頻信號，並將結果在D/A轉換器16中轉換為模擬信號並輸出到用 於PAL圖像顯示的監視顯示器單元18'。
在液晶顯示編碼器14中，通過切換電路21根據液晶顯示器單元 19'的信號電極的數量來選擇是向水平像素數量轉換器12輸入還是從 其中輸出，像上述其中連接到編碼器14的監視顯示器單元18，為 NTSC系統的情況一樣，禁止在每隔六行上對圖像數據編碼，其中第 六行的內容與在前的行的內容重疊，並產生具有返回到NTSC系統的 掃描行的數量的基色數字圖像數據並將其輸出到液晶顯示器單元 19。
因此使得連接視頻輸出端子17的監視顯示器單元18'能夠應對
兩個系統，例如NTSC和PAL，這與上述第一實施例的特徵合作進一 步增強電路的通用特徵。
第四實施例
參考


其中將本發明應用於數位相機的編碼電路的第四 實施例。
由於在該實施例中使用的液晶面板的尺寸為其對角線大約l-2英 寸，並且為了驅動顯示器，應該適當地使其適合於尺寸的像素數量、 用於VGA、 NTSC等的圖像的像素數量稀疏。
圖6中示出的編碼電路10的結構基本上與圖1中示出的結構相 同，並且相同的符號表示與圖1中相同的部件，以省去說明的需要。
將由VRAM 11在水平像素數量轉換器12的第一級輸出的、具 有未為視頻信號而轉換的水平像素數量的、基於VGA的亮度/色差系 統的數字圖像數據直接輸入到液晶顯示編碼器14中。
液晶編碼器14根據量度/色差系統的數字圖像數據產生稀疏到稍 候將討論的用於液晶面板的240個掃描電極X 320個信號電極的基色 (RGB)數字圖像數據，並將它們直接輸出到液晶顯示器單元19。
由具有VGA基240個掃描電極X320個信號電極結構的TFT液 晶面板和用於上述面板的驅動電路構成的液晶顯示器單元19，通過 利用直接從液晶編碼器14接收的基色數字圖像數據來執行圖像顯 示。
下面說明如此構造的電路的操作。
構成液晶顯示器單元19的液晶面板的電極數量基於上述廣泛使 用的VGA，並且因此，液晶編碼器14通過利用數字圖像數據直接驅 動廣泛使用的液晶顯示器面板。
另一方面，由於僅使用一個作為VGA-基的VRAM 11的視頻存 儲器，並且在針對視頻信號在水平像素數量轉換器12中進行水平像
素轉換之後在視頻編碼器13中製造視頻信號，所以最大程度地減小 了編碼電路的規模而不必增加視頻存儲器的數量。
第五實施例
參考附圖來說明其中將本發明應用於數位相機的編碼電路的第 五實施例。
由於在該實施例中使用的液晶面板的尺寸為其對角線大約l-2英 寸，並且為了驅動顯示器，應該適當地使其適合於尺寸的像素數量、 用於VGA、 NTSC等的圖像的像素數量稀疏。
圖7中示出的編碼電路10的結構基本上與圖6中示出的結構相 同，並且相同的符號表示與圖6中相同的部件，以省去說明的需要。
將由VRAM 11在水平像素數量轉換器12的第一級輸出的、具 有未為視頻信號而轉換的水平像素數量的、基於VGA的亮度/色差系 統的數字圖像數據輸入到水平像素數量轉換器51中。
水平像素數量轉換器51通過將構成數字圖像數據中的每一水平 線的像素數量乘以3/2 (或3)的相關性計算(插值)來執行轉換。
將具有在水平像素數量轉換器51中轉換成960的水平像素數量 的數字圖像數據輸入到液晶編碼器14中。
液晶編碼器14根據量度/色差系統的數字圖像數據產生稀疏到稍 候將討論的用於液晶面板的240個掃描電極X480個信號電極的基色 (RGB)數字圖像數據，並將它們直接輸出到液晶顯示器單元19。
由具有VGA-基的240個掃描電極X480個信號電極結構的TFT 液晶面板和用於上述面板的驅動電路構成的液晶顯示器單元19，通 過利用直接從液晶編碼器14接收的基色數字圖像數據來執行圖像顯
不o
因此，由於僅使用一個作為再次基於VGA的VRAM ll的視頻 存儲器，並且在針對視頻信號在水平像素數量轉換器12中進行水平
像素轉換之後在視頻編碼器13中製造視頻信號，所以最大程度地減 小了編碼電路的規模而不必增加視頻存儲器的數量。
在圖7中，液晶面板480具有480個信號電極且水平像素數量轉 換器51的倍增因子為3/2 (在640個像素的情況下)或3 (在320個 像素的情況下)，這不排除編碼電路應用於其他結構。
例如，假如將具有320個水平像素的圖形數據存儲在VRAM 11 中，其中水平像素數量轉換器51的倍增因子可以為11/10、 2、 2X 11/10、 9/8、 6/5、 5/4、 3、或3X 11/10且液晶面板中的信號電極的數 量可以為352、 640、 704、 360、 384、 400、 960或1056的結合是可 行的。
也可以如此設計，以便於將具有與液晶面板中的信號電極數量相 同的水平像素的亮度/色差系統的數字圖像數據輸入到液晶編碼器14 中，通過在液晶編碼器14中插值來新製造出被移位1.5個像素的像 素，並將它們輸出到液晶顯示器單元19。
而且，如果液晶顯示器單元19的液晶面板不具有德耳塔陣列像 素結構，則在水平像素數量轉換器51中產生具有與液晶面板中的信 號電極數量相同的水平像素的亮度/色差系統的數字圖像數據並將其 輸入到液晶編碼器14中，並且液晶編碼器14通過簡單地將它們轉換 成相同像素數量的基色數據並通過僅選擇和讀取被轉換像素中的相 應顏色成分來處理該數據，並且這進一步簡化了液晶編碼器14的構 造。
如果監視顯示器單元18與數字輸入(數字廣播)相兼容，則需 要省略D/A轉換器16以便輸出數字視頻信號。
第六實施例
參考附圖來說明其中將本發明應用於數位相機的編碼電路的第 六實施例。
圖8中示出的編碼電路的結構基本上與圖4或圖7中示出的結構 相同，並且相同的符號表示與圖4或圖7中相同的部件，以省去說明 的需要。
將由VRAM 11在水平像素數量轉換器12的第一級輸出的、具 有未為視頻信號而轉換的水平像素數量的、基於VGA的亮度/色差系 統的數字圖像數據輸入到水平像素數量轉換器51中。
水平像素數量轉換器51通過將構成數字圖像數據中的每一水平 線的像素數量乘以3/2 (或3)的相關性計算(插值)來執行轉換。
將具有在水平像素數量轉換器51中轉換成960的水平像素數量 的數字圖像數據和具有在水平像素數量轉換器12中轉換的水平像素 數量的圖像數據首先輸入到切換電路(SW) 21中，然後，僅選擇兩 者中的其中之一的內容用於傳輸到液晶編碼器14中。
現在，不僅可以選擇具有基於NTSC視頻信號水平像素數量的信 號電極數量(等於視頻信號水平方向中的像素數量或該數量的一半) 的面板，而且可以選擇具有240個垂直電極X480個水平電極結構的 廣泛應用的VGA基面板，用作液晶顯示器單元19'的液晶面板。
因此，無論使用那一種用於液晶顯示器單元19，的液晶面板，艮P， 基於視頻信號的水平像素數量的一種或具有其數量基於VGA的信號 電極的一種，例如，在運送數位相機之前，可以由製造商設置切換電 路21，並且這使得編碼電路IO能夠針對增強電路的通用特徵應對這 兩種情況。
此外，當適當地改變水平像素數量轉換器51的倍增因子時，本 發明適用於各種類型的具有不同數量的信號電極的VGA-基液晶面 板。假如將具有320個水平像素的圖形數據存儲在VRAM11中，將 水平像素數量轉換器51的倍增因子設置為，例如，11/10、2、2X 11/10、 9/8、 6/5、 5/4、 3、或3X11/10，則本發明可以分別應對具有352、 640、 704、 360、 384、 400、 960或1056個信號電極(水平像素)的
液晶面版。
在上面的第二、第三和第六實施例中，說明同時能夠輸出用於數
字圖像數據監視顯示器單元18的RGB信號和輸出用於液晶顯示器單 元19、 19'的視頻信號的構造。如果僅選擇輸出兩者中的一個是足夠 的，則可能的構造與在第一實施例中(圖2)說明的編碼電路10相 似，其中適當地改變用於水平像素數量轉換器12的轉換的倍增因子， 用於輸出RGB信號或視頻信號。這種構造進一步減小編碼電路的尺 寸。
在上面說明的第一至第六實施例中，在從液晶編碼器14中輸出 到液晶顯示器單元19、 19'的RGB數字圖像數據中選擇每個像素的 在圖3B中僅由圓圈起來的一種顏色，並且假如每個顏色成分的等級 的數量為n位，則不需要在每一像素的3 (顏色)Xn (位)的平行 值中傳輸，這在液晶編碼器14上遊的電路系統是需要的。
由於此原因，可以實現n-位寬串行傳輸的電路，由此在液晶編碼 器14與液晶顯示器單元19、 19'之間的信號線的數量降低，以進一步 減小所安裝的電路的規模。
至於在第三實施例的說明中的圖5的PAL取向行轉換器52，其 可以設置在第一實施例的圖1中的視頻編碼器13的第一級或設置在 第四實施例的圖6中的視頻編碼器13的第一級。無論如何，如在第 三實施例中所闡述的那樣，本發明用於連接到視頻輸出端子17的監 視顯示器單元18'是PAL系統還是NTSC系統的目的。
上述第一至第六實施例說明了本發明在液晶面板的編碼電路方 面的應用，這不意味著限制了本發明的應用範圍。本發明還可以應用 於其它類型顯示面板的編碼電路，例如電致發光面板。
上述第一至第六實施例說明了本發明在數位相機的編碼電路方 面的應用，這不意味著限制了本發明的應用範圍。本發明還可以應用 於輸出視頻信號同時利用基色數字圖像數據用於在液晶面板上顯示
的器件的編碼電路，例如設置有視頻輸出端子的液晶電視接收器。
上述第一至第六實施例說明了本發明在數位相機方面的應用。本 發明還可以應用於具有裝備有各種類型的顯示器的圖像功能的任何
器件，例如視頻電影攝像機、具有照相機功能的可攜式電話終端、PDA (個人數字助理)、個人計算機、以及電視接收器。
上述第一至第六實施例說明了本發明在裝備有成像功能的器件 方面的應用。本發明還可以應用於沒有裝備照相機功能但裝備有顯示 器單元的任何器件，例如可攜式電話終端、PDA、個人計算機、以及 電視接收器。
另外，雖然在第一至第六實施例中，將以YUV信號形式保持的 數字圖像數據轉換為液晶編碼器14中的RGB信號形式的數字圖像數 據，然後轉換為視頻編碼器13、 13，中的視頻信號，但是還可以容易 地實現另一種電路結構，其中，將一開始以RGB信號形式保持的數 字圖像數據輸出到液晶顯示器單元19、 19'而不編碼，並將其轉換為 視頻編碼器中的視頻信號。
這說明本發明的應用不限於上述實施例，並且其可以在實質框架 下以各種形式來實施。
在不脫離本發明的廣泛精神和範圍下可以對其做出各種實施例 和改變。上述實施例旨在說明本發明，而非限制本發明的範圍。本發 明的範圍由附屬的權利要求而不是實施例來示出。在本發明的權利要 求的實施例的內涵和權利要求中做出的各種修改被認為在本發明的 範圍內。
該申請是以2002年11月25日提交的日本專利申請 No.2002-340951禾B 2003年9月17日提交的日本專利申請 No.2003-324659為基礎的並包含說明書、權利要求書、附圖和摘要。 將上述日本專利申請的公開內容整體併入本文以作參考。
權利要求
1、一種圖像信號產生單元，包括視頻存儲器，用於提供數字圖像數據，第一輸出裝置，將由所述視頻存儲器提供的所述數字圖像數據數字輸出到顯示器面板的驅動電路，第一水平像素數量轉換裝置，用來將由所述視頻存儲器提供的數字圖像數據的水平像素數量轉換為適合於產生用於第一電視系統的視頻信號的水平像素數量，第一產生裝置，用於從具有由所述第一水平像素數量轉換裝置轉換的水平像素數量的數字圖像數據中產生與第一電視系統相適應的數字視頻信號，以及第二輸出裝置，輸出由所述第一產生裝置產生的視頻信號。
2、根據權利要求l所述的圖像信號產生單元，其特徵在於 適合於產生用於第一電視系統的視頻信號的水平像素數量為704個像素或1408個像素，以及所述第一水平像素數量轉換裝置將數字圖像數據的水平像素數 量轉換為704個像素或1408個像素。
3、 根據權利要求1所述的圖像信號產生單元，其特徵在於還包 括第二產生裝置，用於從由所述視頻存儲器提供的所述數字圖像數 據中產生數字RGB編碼信號，以及其特徵在於所述第一輸出裝置將由所述第二產生裝置產生的所 述數字RGB編碼信號數字輸出到所述顯示器面板的驅動電路。
4、 根據權利要求1所述的圖像信號產生單元，還包括第二水平像素數量轉換裝置，用於轉換由所述視頻存儲器提供的數字圖像數據 的水平像素數量，其特徵在於所述第一輸出裝置將具有由所述第二水平像素數量 轉換裝置轉換的像素數量的所述數字圖像數據數字輸出到所述顯示 器面板的驅動電路。
5、 根據權利要求4所述的圖像信號產生單元，其特徵在於由所述視頻存儲器提供的數字圖像數據的水平像素數量為320個像素，所述第二水平像素數量轉換裝置將數字圖像數據的水平像素數量轉換為480個像素，以及所述顯示面板的水平像素數量近似等於480個像素。
6、 根據權利要求1所述的圖像信號產生單元，其特徵在於第一 電視系統的視頻信號為NTSC信號。
7、 根據權利要求1所述的圖像信號產生單元，其特徵在於還包 括轉換裝置，用來將由所述第一水平像素數量轉換裝置輸出的適合 於產生用於第一電視系統的視頻信號的水平像素數量的數字圖像數 據轉換為適合於產生用於第二電視系統的視頻信號的數字圖像數據，其特徵在於所述第一產生裝置包括用於從由所述轉換裝置轉換的適合於產生第二電視系統的視頻信號的數字圖像數據中產生與第 二電視系統相適應的數字視頻信號。
8、 一種圖像信號產生單元，包括 視頻存儲器，用於提供數字圖像數據；第一輸出電路，用於將由所述視頻存儲器提供的所述數字圖像數 據數字輸出到顯示器面板的驅動電路；第一水平像素數量轉換電路，用於將由所述視頻存儲器提供的數 字圖像數據的水平像素數量轉換為適合於產生用於第一電視系統的 視頻信號的水平像素數量；第一產生電路，用於從具有由所述第一水平像素數量轉換電路轉 換的所述水平像素數量的數字圖像數據中產生與第一電視系統相適 應的數字視頻信號；以及第二輸出電路，用於輸出由所述第一產生電路產生的視頻信號。
9、 一種數位相機，包括成像裝置，用於將對象成像並輸出數字圖像數據； 視頻存儲器，用於存儲由所述成像裝置輸出的數字圖像數據； 第一輸出裝置，用於將由所述視頻存儲器提供的所述數字圖像數據數字輸出到顯示器面板的驅動電路；第一水平像素數量轉換裝置，用於將由所述視頻存儲器提供的數字圖像數據的水平像素數量轉換為適合於產生用於第一電視系統的視頻信號的水平像素數量；第一產生裝置，用於從具有由所述第一水平像素數量轉換裝置轉換的所述水平像素數量的數字圖像數據中產生與第一電視系統相適應的數字視頻信號，以及第二輸出裝置，用於輸出由所述第一產生裝置產生的視頻信號。
10、 一種數位相機，包括成像電路，用於將對象成像並輸出數字圖像數據； 視頻存儲器，用於存儲由所述成像電路輸出的數字圖像數據； 第一輸出電路，用於將由所述視頻存儲器提供的所述數字圖像數 據數字輸出到顯示器面板的驅動電路； 第一水平像素數量轉換電路，用於將由所述視頻存儲器提供的數 字圖像數據的水平像素的數量轉換為適合於產生用於第一電視系統 的視頻信號的水平像素數量；第一產生電路，用於從具有由所述第一水平像素數量轉換電路轉 換的所述水平像素數量的數字圖像數據中產生與第一電視系統相適 應的數字視頻信號；以及第二輸出電路，用於輸出由所述第一產生電路產生的視頻信號。
11、 一種圖像信號產生方法，包括 將數字圖像數據存儲到視頻存儲器中的步驟； 將由所述視頻存儲器提供的所述數字圖像數據數字輸出到顯示器面板的驅動電路的步驟；將由所述視頻存儲器提供的數字圖像數據的水平像素數量轉換 為適合於產生用於第一電視系統的視頻信號的水平像素數量的步驟；從具有轉換的水平像素數量的數字圖像數據中產生與第一電視 系統相適應的數字視頻信號的步驟；以及輸出所產生的視頻信號的步驟。
12、 一種圖像信號產生單元，包括水平像素數量轉換裝置，用於將數字圖像數據的水平像素數量轉 換為適合於產生用於第一電視系統的視頻信號的數量或該數量的一 半；以及第一輸出裝置，用於將具有通過所述水平像素數量轉換裝置轉換 的水平像素數量的所述數字圖像數據輸出到顯示器面板的驅動電路；其特徵在於所述顯示器面板的水平像素數量近似等於適合於產 生用於第一電視系統的視頻信號的水平像素數量或為該數量的一半；還包括用於向所述水平像素數量轉換裝置提供數字圖像數據的 視頻存儲器；還包括切換和選擇裝置，用於切換並選擇所述視頻存儲器的輸出 或者所述水平像素數量轉換裝置的輸出，以及所述第一輸出裝置將通過所述切換和選擇裝置切換並選擇的水 平像素數量轉換裝置的輸出或視頻存儲器的輸出數字輸出到所述顯 示器面板的驅動電路。
13、根據權利要求12所述的圖像信號產生單元，其特徵在於還 包括第三水平像素數量轉換裝置，用於轉換由所述視頻存儲器提供的 數字圖像數據的水平像素數量，以及其特徵在於所述切換和選擇裝置切換並選擇第三水平像素數量 轉換裝置的輸出或者所述水平像素數量轉換裝置的輸出，以及所述第一輸出裝置將通過所述切換和選擇裝置切換並選擇的第 三水平像素數量轉換裝置的輸出或水平像素數量轉換裝置的輸出數 字輸出到所述顯示器面板的驅動電路。
全文摘要
一種圖像信號產生單元，包括水平像素數量轉換單元(12)，用於對於具有基於VGA標準的畫面元素數量結構的色差的數字圖像數據執行相應於NTSC系統的水平掃描周期的水平方向像素的轉換，和液晶顯示編碼器(14)，用於從由水平像素數量轉換單元(12)處理的數字圖像數據YUV中產生基色組數字圖像數據RGB，並將它們直接輸出到液晶顯示器(19)上。
文檔編號H04N7/01GK101175193SQ20071019330
公開日2008年5月7日 申請日期2003年11月25日 優先權日2002年11月25日
發明者小泉長武, 黑澤和幸 申請人:卡西歐計算機株式會社