CN1240207C - 数字视频摄像装置 - Google Patents

Abstract

为了得到减少部件数目和便于与数字VTR联系的数字视频摄像装置，利用A/D转换器(136，138)在数字记录/还原装置(113)的取样频率下和付载波频率四倍的频率下分别取样，将从外部输入端(110，118)输入的亮度信号Y和色度信号C转换成数字信号，利用选择器(135，137)与从数字信号处理电路(106)所得到的信号Y和C一起选择这些数字信号，并将所选的信号送到数字信号记录/还原装置(113)。色差信号在它们的频率被频率变换器(139a，139b)变换成数字信号记录/还原装置的取样频率之后再被传送。

Description

数字视频摄像装置

技术领域：

本发明涉及一种数字式电视摄像机，尤其涉及适用于将摄像管得到的模拟视频信号转换成数字视频信号并进行数字信号处理的电视摄像机中的装置。

背景技术：

图1A和1B表示一个普通的视频摄像装置，它对固态摄像元件输出的模拟信号进行模拟/数字(A/D)转换，并以数字方式进行领带处理。参照图1A和1B，借助透镜单元1，固态摄像装置2、相关二次取样电路3和增益调节电路4所得的视频信号，经过A/D转换器5取样，转换成数字信号。

将所取样的数字信号送至数字信号处理电路6。数字信号处理电路6从输入的数字信号产生一个数字亮度信号和一个数字色差信号。由数字信号处理电路6产生的数字亮度信号经数字/模拟(D/A)转换器12和低通滤波器13转换成带限模拟亮度信号。

数字色差信号由D/A转换器35、36和低通滤波器37、38转换成带限模拟色差信号。而且将这种模拟色差信号送至调制电路39，转换成模拟色度信号。将此模拟色度信号与模拟亮度信号一起送至数字信号记录装置21。至此，在摄像管的取样频率下完成处理过程。

当把YC分离输入信号做为视频信号从外部输入时，将这些信号分别输入至转换电路8和9。当把一个合成视频信号VIDEO输入时，这个信号VIDEO被亮度/色度分离电路7分离成亮度信号和色度信号，并将这些分离的信号输入至转换电路8和9。由转换电路8和9来选择这些YC分离的输入信号及合成视频信号中的一个。

摄像机的模拟亮度信号和模拟色差信号以及从外部输入的模拟亮度信号及模拟色差信号由转换电路14和15来选择。模拟亮度信号的频带由低通滤波器17限定。将带限模拟亮度信号送至A/D转换器18，转换成数字亮度信号。

模拟色度信号由解调装置40转换成模拟色差信号，而这个模拟色差信号再由A/D转换器41和42转换成数字色差信号。如此，则在数字VTR(数字式磁带录像机)的取样频率下完成A/D转换

数字信号记录装置把经上述那样转换的数字亮度信号和数字色差信号记录在磁带22上，从而记录下一个数字视频信号。

此时，将转换电路25和26转到REC一边，由转换电路25和26选择并输出模拟亮度信号和模拟色度信号。由EVF33进行建立在所输出的亮度信号及色度信号基础上的显示，以监视摄像操作。

为了还原，数字信号记录装置21从磁带22所还原的信号产生数字还原亮度信号和数字还原色差信号。所有这些信号，还原的亮度信号由在数字VTR的取样频率下工作的D/A转换器23转换成模拟亮度信号，该模拟亮度信号的频率由低通滤波器24所限定，从而得到一个模拟还原亮度信号。

另，数字色差信号由在数字VTR的取样频率下工作的D/A转换器28和29转换成模拟色差信号。这些模拟色差信号的频率由低通滤波器30和31限定，得到一个模拟还原色差信号。另外，这种模拟还原色差信号由调制装置32调制。

这时，将转换电路25和26转到PB一边，与模拟还原亮度信号一起选择这些经调制的模拟还原色差信号，并使他们作为还原视频信号输出。

在图1A和1B所示的普通数字视频摄像装置中，为了使由摄像机来的数字亮度信号和数字色差信号与由外来的模拟亮度信号和模拟色差信号都能记录/还原，就需要许多A/D转换器、D/A转换器等。为此，使构成数字视频摄像装置的电路规模变得很大，难以降低成本。

在普通的采用数字信号处理系统的摄像记录装置中，摄像信号处理电路是模拟处理电路，并且把模拟处理电路的输出信号转换成数字信号。为此，由于电路规模很大，元件的数目就变得很多，耗电量也增加，而且装置不紧凑，成本高。

基于这种装置既包括模拟信号处理电路，也包括数字信号处理电路，由于诸如数字信号混到模拟信号中的相互影响，通常不能满足具有足够的信号/噪声(S/N)比，也不能使装置紧凑。

由于摄像信号处理电路采用模拟处理，所以图像的质量就由诸如频率特征、噪声特性、因温度变化所致的特性变化、各电路单元的特性变化等决定，难以达到较高的图像质量。

为了得到使用帧存储和数字计数的特殊效果，就需要更多数量的电路元件，这将使装置难以紧凑，功耗也会增加。

发明内容：

本发明考虑到上述问题，其目的在于，简化数字电视摄像装置的电路结构，选择数字式电视摄像机的视频信号与来自外部输入端的视频信号中的一个，将所选的视频信号记录在记录媒体上。

本发明为解决上述问题，其另一目的在于，提供一种具有较少数量元件的数字视频摄像装置。

本发明考虑到上述问题，其再一个目的在于，简化数字式记录摄像信号装置的电路结构。

按照本发明一种情况的数字视频摄像装置，它包括一个数字信号处理电路和一个数字信号记录装置。在本装置中，将摄像管送来的模拟视频信号转换成数字视频信号，将所转换成的数字视频信号送至数字信号处理电路。在经过预定的数字处理之后，由数字信号记录装置将数字视频信号记录在记录媒体上，将这些信号从数字信号处理电路送至数字信号记录装置。亮度信号以模拟信号状态传送，而色度信号以数字信号状态传送。

按照本发明的另一种情况，以摄像管的时钟频率下取样的数字信号状态传送色度信号。

按照本发明的再一种情况，外部输入的亮度信号以模拟信号状态传送，而外部输入的色度信号以付载波频率四倍的频率下取样的数字信号状态传送。

因此，当在数字领域内将来自固态摄像元件的信号经A/D转换并处理，随后又使处理过的信号与现有的数字记录装置发生联系时，由固态摄像元件送来的亮度信号和外面输入的亮度信号都以模拟形态被传送。色差信号以在固态摄像元件的取样频率下的数字色差信号形态被传至数字记录装置，而外部输入的色度信号在它以付载波频率四倍的频率下取样之后被传送，并将所取样的信号转换成多个数字色差信号。所以，为了从数字视频摄像机输入的视频信号与从外部输入端输入的视频信号中选择一个，以及将所选的信号记录到记录媒体上所需要的电路结构均可得到简化。

按照本发明的又一种情形，当在数字领域内将来自固态摄像元件的信号A/D转换并处理，而且随后又使处理过的信号与现有的数字信号记录装置发生联系时，要使送至数字信号记录装置的外部输入的亮度信号在该数字信号记录装置的取样频率下被A/D转换，而要使送至该数字信号装置的外部输入的色度信号在例如副载波频率四倍的频率下被A/D转换。

按照本发明的再一种情形，当在数字领域内将来自固态摄像元件的信号A/D转换并处理，而且随后又使处理过的信号与现有的数字信号记录/还原装置发生联系时，来自摄像装置的数字色差信号，在不改变他们的取样频率，如副载波频率四倍的频率情况下，被送至调制电路，而由数字记录/还原装置来的色差输出信号在数字领域内发生频率变换，之后被调制。

按照本发明的再一种情形，当在数字领域内将来自固态摄像元件的信号经A/D转换并处理，随后又使处理过的信号与现有的数字信号记录/还原装置发生联系时，来自摄像装置的数字色差信号的取样频率在数字领域内发生变换，而要输出的色差信号在数字领域内受到调制。

由此，可减少元件的数量，而且很容易与现有的数字信号处理摄像机及现有的数字VTR发生联系。

按照本发明的再一种情况，摄像记录装置具有电子变焦电路，用以放大或者缩小图像。该装置的第一时钟频率用来控制摄像装置，第二时钟其频率与第一时钟的频率不同，用来控制记录装置。在电子变焦电路中，第一时钟频率下的摄像视频信号特性被转换成第二时钟频率下的视频信号特性。

按照本发明的再一种情况，用于把通过将彩色摄像管输出的信号经A/D转换而得到的数字信号分离，并形成亮度信号和色度信号的电路是由多级延迟电路，多个用来分别放大从具有预定系数的多级延迟电路输出的系数乘法器，用来对来自多个系数乘法器的输出求和的求和电路，以及用从多级延迟电路输出的一些信号形成色度信号的色度信号形成电路构成。

由于在第一时钟频率下用来控制摄像装置的摄像视频信号的特性以及在第二时钟频率下用来控制记录装置的视频信号特性在电子变焦电路中发生变换，所以可由数字记录器记录摄像机所形成的视频信号而无需D/A转换，从而使图像质量的损害减到最小。另外，由于数字电路部分的数目增加，就能实现高度集成化，具有低功耗和高精度。

根据本发明，这里提供一种数字视频摄象装置，用于将数字亮度信号和具有取样频率的数字色差信号提供给一个数字信号记录/重放装置，所述的取样频率对应于副载波频率的整数倍，所述的数字亮度信号和所述的数字色差信号是由数字信号处理装置通过处理图象拾取元件的图象拾取信号而获得的，其特征在于，所述的数字视频摄象装置包括：一种频率变换器，用于将所述的数字色差信号的取样频率变换成为所述的数字信号记录/重放装置在记录模式时的取样频率；和一种数字/模拟转换器，用于对来自所述的频率变换器的取样频率变换的色差信号或者说对由所述的数字信号记录/重放装置以所述的数字信号记录/重放装置的取样频率再生的色差信号执行数字/模拟转换。

附图说明：

由下面的详细描述和附图，可使本发明的目的和特性以及其它目的和特性更为明显。

图1由图1A和图1B组成，表示常规的数字摄像装置结构的方框图；

图2由图2A和图2B组成，表示本发明数字视频摄像装置第一种实施方式的方框图；

图3由图3A和图3B组成，表示本发明数字视频摄像装置第二种实施方式的方框图；

图4表示本发明第三种实施方式的方框图；

图5表示本发明第四种实施方式的方框图；

图6表示本发明第五种实施方式的方框图；

图7表示本发明第六种实施方式的方框图；

图8由图8A和图8B组成，表示本发明第七种实施方式的摄像记录装置的方框图；

图9表示图8A和图8B中数字式电子变焦电路结构的电路图；

图10表示图8A和图8B中数字式电子变焦电路又一种结构的电路图；

图11A和图11B表示本发明第八种实施方式的方框图；

图12表示图11A和图11B中数字式电子变焦电路主要部分的方框图；

图13表示本发明第九种实施方式的方框图；

图14表示图13中分色滤光部件结构的数字电路图；

图15表示图13中分色滤光部件另一种结构的数字电路图。

具体实施方式：

以下参照各图描述本发明数字视频摄像装置的优选实施方式。图2A和图2B表示本发明数字视频摄像装置第一种实施方式的结构方框图。

图2A和2B示出由透镜单元1、固态摄像装置2、相关二次取样电路3和增益调节电路4所得到的视频信号在固态摄像装置2的时钟频率(MCLK)下被A/D转换器5取样并转换成数字信号。

数字信号处理电路6产生一个数字亮度信号和多个数字色差信号。然后将数字亮度信号作为带限模拟亮度信号经D/A转换器12和低通滤波器13送到转换电路14。将数字色差信号送至转换电路15和16。

当把YC分离输入信号做为视频信号从外面输入时，将这些信号直接输入转换电路8和9。当把合成视频信号作为外部输入的视频信号输入时，这个合成视频信号被亮度/色度分离电路7分离成亮度信号和色度信号，并将这些分离的信号输入转换电路8和9。对于转换电路8和9，其中转换电路8用来选择亮度信号Y，而转换电路9用来选择色度信号C。

把由转换电路9分出的色度信号送至A/D转换器10。由A/D转换器将色度信号在四倍于副载波频率下转换成数字信号，再将数字色度信号送至解调装置11。由解调电路11把数字色度信号转换成数字色差信号。

来自摄像机的模拟亮度信号和数字色差信号，以及由外部输入的模拟亮度信号和数字色差信号分别由转换电路14至16选择。由低通滤波器17限制模拟亮度信号的频带，而带限信号被送到A/D转换器18，转换成数字亮度信号。这时，可在数字VTR的取样频率下进行取样。

用取样频率变换电路19和20把数字色差信号的频率从固态摄像装置2的时钟频率(MCLK)，或付载波频率四倍的频率变换成数字VTR的取样频率。

经变换的数字亮度信号及色差信号都送至数字信号记录装置21，并由数字信号记录装置21记录到磁带22上，从而记录下一个数字视频信号。

此时，将转换电路25至27换到REC侧，直接输出模拟亮度信号。用工作在数字VTR取样频率下的D/A转换电路28和29把数字色差信号转换成模拟色差信号，而模拟色差信号又由调制装置32调制，变换成色度信号，并输出该色度信号。EVF用输出亮度信号和色度信号进行显示操作，用所显示的图像来控制摄像机的工作。

还原时，数字信号记录装置21接收由磁带22重放的信号，产生数字重放亮度信号及色差信号。对于这些重放的信号，其中重放的亮度信号由在数字VTR取样频率下工作的D/A转换器23转换成模拟亮度信号。之后，模拟亮度信号的频带由低通滤波器24所限制，从而得到一个模拟还原亮度信号。

下面对照图3A和3B描述本发明的第二种实施方式。

图3A和3B中与图2A和2B中的相同标号代表相同部分。

由透镜单元1、固态摄像装置2、相关二次取样电路3和增益调节电路4所得到的视频信号在固态摄像装置2的时钟频率(MCLK)下被A/D转换器5取样，以转换成数字信号。

数字信号处理电路6产生一个数字亮度信号和多个数字色差信号。此后，将数字亮度信号作为带限模拟亮度信号与数字色差信号一起，经D/A转换器12和低通滤波器13送至数字信号记录装置21。

当把YC分离输入信号做为视频信号从外部输入时，将这些信号输入转换电路8和9。当把一个合成视频信号作为外部输入的视频信号输入时，这个合成视频信号被亮度/色度分离电路7分离成亮度信号和色度信号，并将所分得的信号输入转换电路8和9。由转换电路8和9选择这些视频信号中的一个，并将所选的视频信号送至后面的电路。

此后，色度信号被A/D转换器10在副载波频率四倍的频率下转换成数字信号，该数字信号再由解调装置11转换成数字色差信号。

把来自摄像机的模拟亮度信号和数字色差信号与外部输入的模拟亮度信号和数字色差信号送至转换电路14至16，再将这些电路所选择的信号送至后面的电路。

由低通滤波器17限制模拟亮度信号的频带，再由A/D转换器18将带限信号转换成数字亮度信号。这时，在数字VTR的取样频率下进行取样。

用取样频率变换电路19b和20b把数字色差信号的频率从固态摄像装置2的时钟频率(MCLK)或副载波频率四倍的频率变换成数字VTR的取样频率。

这时，用开关电路34选择所连接的装置是数字摄像机，还是外部输入，而取样频率变换电路19b和20b改变以选择结果为基础的因数，以便把时钟频率(MCLK)变换成数字VTR的取样频率，或者把副载波频率的四倍频率变换成数字VTR的取样频率。

这样，既使时钟频率(MCLK)不等于副载波频率的四倍(例如使用具有250,000个象素的固态摄像元件的NTSC装置的情况)，也能恰当地进行频率变换。

由数字信号记录装置21将经转换的数字亮度信号和数字色差信号记录到磁带22上，从而记下一个数字视频信号。这时，将转换电路25至27换到REC边，模拟亮度信号直接输出。

由在数字VTR的取样频率下工作的D/A转换器28和29将数字色差信号转换成模拟色差信号，之后，由低通滤波器30和31限制该模拟色差信号的频带。带限信号受到调制装置32的调制，并转换成色度信号。于是，输出色度信号。EVF33用输出亮度信号和色度信号进行显示操作，所显示的图象用来控制摄像机的工作。

此外，还原时，数字信号记录装置21接收由磁带22重放的信号，并产生数字还原亮度信号及色差信号。对于这些还原信号，其中还原亮度信号由工作于数字VTR的取样频率下的D/A转换器转换成模拟亮度信号，之后，由低通滤波器24限制模拟亮度信号的频带，从而得到一个模拟还原亮度信号。

这时，将转换电路25至27转换至PB边，直接输出模拟亮度信号。由在数字VTR的取样频率下工作的D/A转换器28和29将数字色差信号转换成模拟色差信号，之后，由调制装置32将模拟色差信号调制成色度信号。色度信号与亮度信号一起作为还原视频信号被输出。

在本发明的上述各实施方式中，当把在数字领域中自固态摄像元件输出的信号进行A/D转换并处理这种数字信号所得到的视频信号，以及由外部输入线端输入的视频信号送至数字信号记录装置，并将其记录于记录媒体上时，就将一个亮度信号和一个外部输入的亮度信号以模拟信号形式送给这个数字信号记录装置，同时将一色度信号以数字信号形态送至该装置。由于这个原因，就能简化数字电视摄像装置的电路结构，并降低成本，这种电路可从来自数字摄像机的视频信号及来自外部输入线端的视频信号中选择其一，并能将所送的信号记录于记录媒体上。

图4表示本发明的第三种实施方式。参照图4，由透镜单元101和固态摄像单元102所得到的视频信号借助于相关二次取样电路103及增益调节电路104，由A/D转换器105转换成数字信号。该视频信号，由A/D转换器105在固态摄像单元102的时钟频率(MCLK)下采样。数字信号处理电路106从摄像机输入的信号中产生一个数字亮度信号Y和一个数字色度信号C。

由频率变换器134将数字亮度信号Y的频率从固态摄像单元102的时钟频率(MCLK)变换成数字信号记录/还原装置(数字记录装置)113的取样频率(约13.5MHZ)。之后，将该数字亮度信号送至选择器135。

从外部输入线端110的亮度信号Y，由A/D转换器136在数字记录装置113的取样频率(约13.5MHZ)下取样，以便将其A/D转换成数字信号。之后将此数字亮度信号送至选择器135。选择器135选择摄像机所输入的亮度信号Y，以及外部输入的亮度信号Y当中之一，并将所选的亮度信号送至数字记录装置113。

另，将数字信号处理电路106所产生的数字色度信号C送至选择器137。从外部输入线端118来的色度信号C由A/D转换器138在副载波频率f_sc四倍的取样频率4f_sc下取样。选择器137选择摄像机输入的色度信号C与外部输入的色度信号C当中的一个。选择器137的输出受到解调器119的解调，从而得到数字色差信号R-Y和B-Y。这时各色差信号的取样频率都是4f_sc，而数字记录装置113的取样频率大约是13.5MHZ。因而色差信号R-Y和B-Y要由频率变换装置139a和139b进行频率变换。从而将具有13.5MHZ取样频率的数字色差信号输入给数字记录装置113，并与数字亮度信号Y一起记录在磁带114上。

还原时，由数字记录装置以还原在磁带114上所记录的数字视频信号。数字还原亮度信号经选择器140由D/A转换器141在数字记录装置113的取样频率下转换成模拟信号，该模拟信号作为亮度信号Y经低通滤波器142由输出端125输出。需说明，在记录时，选择器135的输出被直接送至选择器140，以便控制输出端125的亮度信号Y。

另，还原数字色差信号R-Y和B-Y分别由频率变换装置143和144进行频率变换。此时，将取样频率从数字记录装置113的取样频率(13.5MHZ)变换成4f_sc。经变换频率的色差信号被分别送至选择器145和146。由数字调制器147将这些信号调制成数字色度信号。这时数字色度信号，由D/A转换器148在取样频率4f_c下转换成模拟信号，这种模拟色度信号作为色度信号C，经低通滤波器149从输出端132输出。需说明，在记录时，解调器119的输出直接送至选择器145和146，而无需从4f_sc变换他们的取样频率，从而控制输出端132的色度信号C。

图5表示在发明的第四种实施方式。图5中与图4相同的标号表示相同的部分。

在该实施方式中，记录过程的电路结构及工作、还原时与亮度信号Y相关的电路结构及工作均与图4中的情形相同。所以以下就说明还原时与色度信号有关的电路结构和工作。

由数字记录装置113还原的数字还原色差信号R-Y和B-Y被分别送至选择器145和146。这些信号分别被D/A转换器150和151在数字记录装置113的取样频率下转换成模拟信号，这些模拟信号经低通滤波器152和153由调制器130进行模拟调制，从而得到一个色度信号，由输出端132输出。还原时，将来自频率变换装置139a和139b的输出是送到选择器145和146，并在它们经历D/A转换和调制后，由输出端132处控制色度信号C。

图6表示本发明的第五种实施方式。图6中与图5中相同的标号表示相同的部分。参照图6，将A/D转换器105在固态摄影单元102的时钟频率(MCLK)、下转换的数字信号送到数字信号处理电路106，从而产生一个数字亮度信号Y和数字色差信号R-Y及B-Y。

数字亮度信号Y由D/A转换器154在取样频率MCLK下转换成模拟信号，而模拟信号则经低通滤波器155输入至选择器156。亮度信号Y做为模拟信号自外部输入端110输入选择器156。选择器156选择摄像机输入的亮度信号Y以及外面输入的亮度信号Y当中的一个。通过低通滤波器157将所选的信号滤波，再由A/D转换器158在数字记录装置113的采样频率(约13.5MHZ)下转换成数字信号，将该数字信号传给数字记录装置113。

另，由数字信号处理电路106产生的数字色差信号R-Y和B-Y分别作为数字信号被送至选择器159和160。色度信号C在外部输入端118处经A/D转换器161转换成数字信号，该数字信号被输入给解调器162，于是生成外部输入的色差信号R-Y和B-Y。选择器159和160或者选择摄像机输入的色差信号，或者选择外部输入的色差信号。这时，自选择器159和160输出的每个色差信号的取样频率均为4f_sc，而数字记录装置113的取样频率为13.5MHZ，由于这个原因，对色差信号R-Y和B-Y分别由频率变换装置139a和139b进行频率变换。从而把取样频率为13.5MHZ的数字色差信号输入数字记录装置113，并和亮度信号Y一起记录于磁带114上。

还原时，从磁带114还原的数字还原亮度信号经数字记录装置113，由D/A转换器在取样频率(约13.5MHZ)下转换成模拟信号，再将此模拟信号经低通滤波器123输入选择器140。随后，这个模拟亮度信号作为亮度信号Y自输出端125输出。记录时，来自选择器156的输出被直接送给选择器140，用以控制输出端125处的亮度信号。

另，还原数字还原色差信号R-Y和B-Y的频率被频率转换器143和144从13.5MHZ的取样频率变换成4f_sc。变换了频率的色差信号被分别送至选择器145和146，并由数字调制器147调制，从而得到一个色度信号。这个色度信号被D/A转换器148在取样频率4f_sc下转换成模拟信号，该模拟信号通过低通滤波器149被滤波，于是，在输出端132处得到一个色度信号C。还原时，来自选择器159和160的输出被送至选择器145和146，而不改变它们的取样频率4f_sc，用以控制输出端132处的色度信号C。

图7表示本发明的第六种实施方式。图7和图6中同样的标号表示同样的部分。

在该实施方式中，记录时的电路结构及工作和还原时与亮度信号Y有关的电路结构及其工作均与第五种实施方式的情况相同。所以，下面将要说明还原时与色度信号有关的电路结构及工作。

参照图7，由数字记录装置113还原的数字还原色差信号R-Y和B-Y被输入到选择器145和146。这些信号由D/A转换器150和151在13.5MHZ的取样频率下转换成模拟信号，这些模拟信号通过低通滤波器152及153滤波。之后，经滤波的信号再由调制器130调制，受调制的信号被输出至输出端132。记录时，来自频率变换器139a和139b的输出被直接送至选择器145和146，以控制输出端132处的色度信号C。

如上所述，在第三种实施方式中，送至数字记录装置的外部输入亮度信号在数字记录装置的取样频率下被A/D转换，而送至数字记录装置的外部输入色度信号在付载波频率四倍的频率下被A/D转换。

在第四种实施方式中，来自摄像单元的色差信号被送到调制器，而不改变它们的4f_sc的取样频率。当输出一个视频信号时，来自数字记录装置的色差输出信号的取样频率被变换成4f_sc，这些色差信号在数字领域中受到调制，以产生一个色度信号。

在第五种实施方式中，输入的色差信号R-Y和B-Y的取样频率从4f_sc被转换成数字记录装置的取样频率。此外，当输出一个视频信号时，数字色差信号在取样频率下被D/A转换，同时模拟色差信号在模拟领域中受到调制，产生一个色度信号。

所以，按照这些实施方式，可以减少部件的数目，而且可以很容易地与现有的数字摄像机及现有的数字信号记录/还原装置，如数字VTR联系在一起。

图8A和8B表示本发明摄像记录装置第七种实施方式的方框图。参见图8A和8B，摄像机镜头201包括光阑和滤光器。

图8A和8B中所示的装置包括用作彩色摄像单元的CCD202和摄像定时信号发生器203。由摄像定时信号发生器203产生CCD202，信号处理电路(后将描述)等所需的时间脉冲。CCD202的输出被取样及保持(S/H)电路204变换成连续的输出。

本装置包括A/D转换器205、213、215和216，还有摄像信号处理电路206。摄像信号处理电路206通过数字计算进行滤波、分色、r校正、增益调节、限幅等。本装置包括利用存储器放大/缩小图象的电子变焦电路207，分离Y(亮度)-C(色度)的外部视频信号输入端208，以及合成视频信号的外部视频输入端209。

本装置包括从输入的合成视频信号分离Y、C信号和YC分离电路210、按照YC-分离(5)信号/合成(CO)信号变换外部输入信号类型的变换电路211和212，以及用来从输入的C信号分离并解调色差信号R-Y和B-Y的彩色解调电路214。

本装置包括用于输入变焦信号ZOOM的变焦端217、用来按照变换信号CAMERA(摄像机信号)/LINE(外部输入)变换输入信号类型的变换电路218、219和220，以及用来进行诸如数据压缩/展开、数字调制/解调等数字处理的数字记录电路221。

本装置包括记录/还原头(磁头)222，数字录像磁带223，用来根据变换信号REC(记录)/PB(还原)变换输出信号类型的转换电路224、225和226，D/A转换器228、229和230，低通滤波器231、232和233，用来接收色差信号R-Y及B-Y，并输出一个调制的色度信号C的彩色调制电路234，以及YC分离视频输出端235。

在具有上述结构的第八种实施方式的摄像记录装置中，当按照图8A和8B中由控制信号(未示出)所产生的信号CAMERA/LINE和REC/PB变换转换电路218、219、220、224、225和226时，就实现摄像记录、外部输入记录和还原三种主要方式。这些方式的操作将在下面描述。

下面描述摄像记录方式。这时，将转换电路218、219和220连列CAMERA(C)一边，而将转换电路224、225和226连到REC(R)一边。

利用CCD202将由摄像镜头201在CCD202的摄像面上形成的物体图象以光电方式转换成电信号，并按照摄像机定时信号发生器203所产生的驱动信号顺序读出这些电信号，于是得到摄像信号。由S/H电路204将这些摄像信号转换成连续的摄像信号，再由A/D转换器205将这些信号转换成数字摄像信号。

利用摄像信号处理电路206，使这种数字摄像信号经过上面提到的信号处理，即滤波、分色、γ校正、限幅等，从而得到亮度信号Y和色差信号R-Y及B-Y。然后，将这些信号输入电子变焦电路207，并按照由变焦端217输入的变焦信号ZOOM使之得到放大或缩小。然后将这些处理过的信号，经转换电路218、219和220输入数字记录电路221。

所输入的信号在数字记录电路221中经过诸如数据压缩、数字调制等处理，由电路221输出的数字处理信号经磁头222记录在数字录像磁带223上。

由转换电路218、219和220来的输出分别经转换电路224、225和226送至D/A转换器228、229和230，并由这些转换器进行D/A转换。

由转换电路218、219和220来的经过D/A转换的输出被送至低通滤波器231、232和233，从那里得到多个低频信号。从低通滤器231输出的信号作为亮度(Y)信号，直接由对应的输出端235输出到诸如电视监视器(未图示)的外部装置作为监视信号。

由低通滤器232和233来的输出信号在彩色调制电路234中受到彩色付载波的平衡调制，得到色度信号C，色度信号C与上述Y信号一起从对应的输出端235输出。需说明，电子变焦电路207接收由摄像机定时信号发生器203所产生的同步信号HD和VD，并随这些信号同步地动作。

此时，作为控制各单元的时钟信号，CCD202、S/H电路204、A/D转换器205，以及摄像机信号处理电路206均采用摄像机定时信号发生器203所产生的摄像机时钟信号(以下CCLK表示)。

在电子变焦电路207中，前半部分电路采用CCLK，后半部分电路采用数字记录电路221所产生的记录器时钟信号(以下用RCLK表示)。在这两部分电路的联合线路处进行时钟频率变换。另外，数字记录电路221，以及D/A转换器228、229和230都采用RCLK。

为什么要采用不同的时钟频率的原因在于CCD202等根据CCD的象素数目采用基准钟频率(例如在具有250,000个象素的CCD情况下大约为10MHZ，在具有380,000个象素的CCD情况下大约为(14MHZ)，而数字记录电路221采用由它的记录格式所确定的基准钟频率(如13.5MHZ)。

既然这样，时钟频率就得在这两种频率之间变换。根据时钟频率的变换，如图8A和8B所示，当电子变焦电路207发生这种频率变换时，该电子变焦电路中所包括的存储器和内插电路可被别的电路使用，从而简化整个装置的结构。

以下描述外部输入记录方式。在这种方式中，转换电路218、219和220接到LINE(L)一边，而转换电路224、225和226接到REC(R)一边。

当YC-分离信号作为外部输入信号输入时，由S输入端208输入这些信号。既如此，则Y信号经转换电路211送到A/D转换器213，并被转换成数字Y信号。

C信号经转换电路212送到彩色解调电路214进行彩色解调，得到色差信号R-Y和B-Y 。然后这些色差信号分别由A/D转换器215和216转换成数字色差信号R-Y和B-Y。

当外部输入信号为合成视频信号CD时，从合成信号外部输入端209输入它。这种合成视频信号由YC分离电路210分离成Y信号和C信号，这种Y信号和C信号以上面所描述的同样方式，分别经转换电路211和212，由彩色解调电路214和A/D转器213、215和216转换成数字Y信号和数字色差信号R-Y和B-Y。

这些信号经转换电路218、219和220输入数字记录电路221，并由磁头222记录在数字录像磁带223上。

来自转换电路218、219和220的输出信号作为类似于摄像机记录方式中那样的监视信号从视频信号输出端235输出。

这时，作为控制各单元的时钟信号，A/D转换器213、215和216，数字记录电路221，以及D/A转换器228、229和230都使用RCLK。

如上所述，由于数字记录电路221使用由它的记录格式所确定的基准钟频率，A/D转换器213、215和216也使用与该记录电路221相同的时钟工作，因而就简化了整个装置的结构。

以下描述还原方式，这时将转换电路224、225和226连到PB(P)边。由磁头222还原记录在数字录像磁带223上的数字视频信号，并转换成电信号。将此电信号送至数字记录电路221，并经过诸如数字解调、数字展开等处理，从而产生数字视频信号Y、R-Y和B-Y。

以与上述两种方式相同的方式将这些信号作为控制信号从视频信号输出端235输出。这时，作为控制各单元的时钟信号，数字记录电路221和D/A转换器228、229及230都使用RCLK。

在本实施方式中，由于摄像机信号处理系统使用最适合于CCD及其处理系统的时钟工作，所以能得到高质量图象的信号。由于外部输入信号处理系统直接使用数字记录电路的时钟，所以其电路结构就能简化。特别是，既使外部输入信号的同步信号有瞬时改变组分(抖动)的缺点，但这种抖动的影响也可以达到最小。

图9表示图8A和8B中所示实施方式中的数字变焦电路207的详细结构。参见图9，这种数字变焦电路207包括输入端401至408、系数电路409、乘法器410、控制电路411、用于实现信号放大处理的变焦处理电路421，以及输出端426、427和428。变焦处理电路412包括用来存储一个纵向区域的图像信号的帧存储器413，用来存储一个横向区域的图像信号的行存储器414，触发电路(FF)415和416，它们用来将图像信号延迟一个象素，乘法器417、418、419和420，还包括加法器421、422和423。

变焦电路207包括变焦处理电路424和425，它们与电路412相同。为简便，未详述电路424和425。

关于这个电路中的信号，图像信号采用与其数据宽度、如8位相对应的信号行。为简单，将图像信号的这些信号行表示为一个信号行。

从变焦信号输入端402输入的变焦信号ZOOM作为纵向变焦系数VZOOM被输入控制电路411，并被输入乘法器410。

乘法器410的另一输入端接收来自系数电路409的系数信号。这个系数电路409存储由图8A和8B中的摄像机定时信号发生器203送来的CCLK的频率FCCLK与由数字记录电路221送来的RCLK的频率FRCLK之间的比值FRCLK/FCCLK。这个值与变焦信号之间的乘积从乘法器410输出，作为横向变焦系数HZOOM送到控制电路411。

控制电路411根据HD、VD及RCK计算屏幕上的位置，并得到内插系数X₁、X₂、X₃和X₄，还得到横向时钟启动信号CE以及读出横向同步信号RHD。电路411用这些信号控制电子变焦电路207的工作。

从Y输入端403输入的亮度信号Y被输入到变焦处理电路412.并将一个纵向区域的信号存储于帧场存储器413中。这种帧场存储器413是一种被称作双端口存储器的存储器。存储器413以与时钟WCK同步的方式接收输入图象信号DIN、横向同步信号HD、纵向同步信号VD以及用于写方式的同步启动信号WHC。由于接收时钟RCK、横向同步启动信号RHC和作为读出方式的时钟启动信号RCE，存储器413与这些信号相应地输出一个输出图象信号Dout。来自存储器413的这个输出信号输入到行存储器414的数据输入端D_IN。

行存储器414存储与横向同步信号HD及时钟启动信号CE相应的输入信号，并输出所存储的来自端Dout的信号。

将来自帧存储器413及行存储器414的输出信号分别输入乘法器417和419，并由触发器415和416延迟一个象素。延迟了的输出信号分别输入乘法器418和420。

乘法器417、418、419和420的另一段分别接收由控制电路411来的输出信号X₁、X₂、X₃和X₄，由这些输出信号给出的信号通过加法器421、422和423彼此相加，得到Y输出信号Yout。信号Yout自Y输出端426输出。

色差信号R-Y和B-Y分别由输入端407和408输入，并以与上述的Y信号相同的方式由变焦处理电路424和425处理，再分别从色差输出端427和428输出。

下面将详述这一操作过程，为了简单起见，以下将说明，当系数电路409的值是1而变焦ZOOM的值是“2”时Y信号系数的工作。每两个横向区域2H便产生控制电路411的输出RHC，而帧存储器413输出同样两个横向区域的横行信号。

另外，由于每两个RCLK时钟便产生横向时钟启动信号RCE，所以对每两个输出象素得到同样的输出。行存储器414输出由将这些象素延迟一个横向区域所得到的信号。

由于触发器415和416输出由将这些象素延迟一个水平象素所得到的信号，所以对于每两个时钟周期，在乘法器417至420中得到四个象素的信号，即现在的象素P(x，y)，它的左邻象素P(x-1，y)，它的上邻象素P(x，y-1)，和它的上左邻象素P(x-1，y-1)。

在两个时钟周期中的第一时钟，乘法器417至420的另一输入端接受：

X₁＝0，X₂＝0，X₃＝0和X₄＝1，

同时得到现在的象素上左邻象素的信号。

在下一时钟，输入为：

X₁＝0，X₂＝0，X₃＝0.5和X₄＝0.5，

同时得到上左邻象素与上邻象素的平均值。

在下一个横向区域，如上所述，由于RHC不是输出，所以在与其上面所述位置相同的水平位置处得到相同象素的信号。所以，乘法器417至420以与前行相同的方式，如前行那样，每两个RCLK时钟周期接收相同的信号。

这时，在两个时钟周期中的第一时钟，乘法器417至420的另一输入端接收：

X₁＝0，X₂＝0.5，X₃＝0和X₄＝0.5，

同时得到上左邻象素和左邻象素的平均值。

在下一时钟，输入为：

X₁＝0.25，X₂＝0.25，X₃＝0.25和X₄＝0.25。

同时得到四个象素，即上左邻象素，上邻象素，左邻象素和现在的象素的平均值。

在这种方式中，利用线性内插法得到相邻象素间的信号，并得到X₂图象。当变焦信号ZOOM的值为除2以外的值，或者当系数电路409的值不是1时，上面所述值的值差被送到控制电路的VZOOM端和HZOOM端。不过，以上述操作相同的方式，从加法器423的输出得到一个图象，此图象是通过沿水平方向将输入的信号放大到XHZOOM，并沿竖直方向将输入的信号放大到XVZOOM而得到的。

变焦处理中电路424和425输出通过沿着水平方向和竖直方向按变焦信号ZOOM放大色差信号R-Y和B-Y所得到的图象信号，并以上述相同的方向从系数电路409输出。

在这种实施方式中，由于通过线性内插法修正，进行了图象的放大和时钟频率变换，所以能把因处理过程引起的图象变坏达到最小。由于可以单独输入时钟频率的变换比率和变焦比，所以如果采用不同的时钟频率，只需要改变所需时钟频率的变换比率，就无需改变电路的结构。

图10是表示本发明实施方式中的电子变焦电路207第二种结构的详细方框图。图10中相同的标号表示图9中相同的或者相应的部分。参见图10，电路207包括与帧存储器413相同的帧存储器430和431。

控制电路411接收CCLK，并在VZOOM端接收变焦信号ZOOM，还在HZOOM端接收如图9那样通过乘法器410由系数电路409的输出倍增变焦信号ZOOM所得到的值。

自控制电路411来的输出WHC为用于帧存储器413、430和431的写入水平同步启动信号，而输出WCE是用于帧存储器413、430和431的写入时钟启动信号。这些输出信号被输入到帧存储器，以控制它们的动作。

下面描述这种结构的工作过程。为简单，下面将说明在系数电路409的输出为1，变焦信号ZOOM的值为D.5时Y信号系统的工作情况。

每两个横向区域2H便产生控制电路411的输出WHC，而且在帧存储器413中，信号被写入在两个横向区域的同样水平位置处。

另外，由于每两个CCLK时钟便得到写入时启动信号WCE，所以这些信号被写入在每两个输入象素的同样位置处。

在读出的时候，由于水平同步信号HD是作为读出水平同步启动信号被写入的，而RCLK是作为读出时钟输入的，所以就读出一个通过把一个输入图象沿水平及竖直方向缩成1/2所得到的图象。

在这种方式中，由于象素信号变疏到1/2，所以图象就被压缩到1/2。

当变焦信号ZOOM的值是除0.5以外的值，或者系数电路的值不为1时，把上述的这些值的值差输入到控制电路的VZOOM端和HZOOM端。不过，通过沿水平方向将一输入信号压缩到XHZOOM，并沿竖直方向将其压缩到XVZOOM，而得到的图象可按如上所述操作的同样方式，从帧存储器413的输出中得到。

帧存储器430和431所输出的图象信号是通过与上述同样的方式根据信号ZOOM及系数电路409的输出，沿水平方向和竖直方向压缩色差信号R-Y和B-Y所得到的。

既然如此，由于无需给这些帧存储器附加安排任何附带的电路，就能实现图象放大及时钟频率变换，因而可以减少安装面积，降低功耗，并能降低成本。

图9和10所示的电路分别作为实现图象放大和缩小的电路结构示例。若将这些电路结合起来，并由开关变换它们的工作，就能很容易地得到由信号电路实现缩小及放大的电路结构。因此，如果借助放大电路和缩小电路而一般地采用控制电路和帧存储器，那么只需给图9所示的电路附加一个转换电路即可，而且所增加的电路部件数目可减至最少。

此外，如果给这个电路增加一个用来控制帧存储器的读出/写入操作的装置，则很容易实现诸如定格、频闪等特殊效果。

图11A和11B是表示本发明第八种实施方式的结构方框图。图中与图8A和8B的相同标号表示相同的或者对应的部分。

参照图11A和11B，这种装置包括用于改变输入信号增益的AGC电路501和同步信号分离电路502，后者用来从带同步信号的输入数字Y信号中分离出同步信号，并得到一个与所分出的同步信号同步的时钟信号LCLK。

该装置还包括转换电路503和504，用来根据图象转换电路211中那样的变换信号S/CO选择输入信号；还包括转换电路505，用来根据图象转换电路218、219和220中那样的变换信号C/L变换输入的信号。

需说明，设置YC分离电路210和彩色解调电路214，为的是不同于图8A和8B那样去处理数字信号。

参见图11A和11B，当按照由一个控制信号(图未示)产生的信号CAMERA/LINE变换转换电路线路218、219、220、224、225和226时，该装置具有三种主要工作方式，即，摄像机记录方式，外部输入记录方式和还原方式。下面将描述这些方式的工作过程。

在摄像机记录方式中，转换电路218、219、220以及505都接到CAMERA(C)一侧，而转换电路224、225和226接到REC(R)一侧。

从透镜201到摄像机信号处理电路206的工作过程与图8A和8B所示电路相同。

从摄像机信号处理电路206输出的亮度信号Y和色差信号R-Y及B-Y经转换电路218、219和220输入电子变焦电路207。此时，由摄像机定时信号发生器203所产生的CCLK经转换电路505输入电子变焦电路207。

在电子变焦电路207中，如图8A和8B那样，在与由变焦端217输入的变焦信号相应的放大倍率下进行放大或缩小处理。而且前半部分电路使用CCLK，后半部分电路使用由数字记录电路所产生的RCLK，并在这些电路之间的联合部分进行时钟频率变换。由电子变焦电路来的输出以图8A和8B同样的方式输入到数字记录电路221中，之后进行与图8A和8B一样的工作过程。

在外部输入记录方式中，转换电路218、219、220以及505接到LINE(L)一侧，而转换电路224、225和226接到REC(R)一侧。

当把YC分离信号作为外部输入信号输入时，这些信号从S输入端208输入。将Y信号经转换电路211送到AGC电路501，并根据同步信号SYNC(后面将描述)调整它的信号幅度，使同步信号部分具有预定的幅度。AGC电路501的输出由A/D转换器213进行A/D转换。

作为A/D转换器213输出的数字Y信号经过转换电路503和218输入到电子变焦电路207。这个数字Y信号还输入到同步分离电路502，从而得到同步信号SYNC和与信号SYNC同步的外部输入时钟信号LCLK。

利用诸如锁相环路(PLL)得到外部输入时钟信号LCLK，使其具有与同步信号中的水平同步频率及彩色付载波频率整数倍的频率。将时钟信号LCLK经A/D转换器213和215、YC分离电路210、彩色解调电路214和转换电路505送到电子变焦电路207中。

从相应的S输入端208输入的色度信号C由A/D转换器215转换成数字色度信号，并将这个数字色度信号经转换电路504送到彩色解调电路214。该数字色度信号被电路214解调成为色差信号R-Y和B-Y，这些色差信号R-Y和B-Y分别经过转换电路219和220输入到电子变焦电路207中。

当外部输入信号是一个合成视频信号CO时，这个信号CO由合成信号外部输入端209输入，并经转换电路211送到AGC电路501。与上述方式相同，由电路501按照同步信号调整该合成视频信号CO的信号幅度，致使它的同步信号部分具有预定的幅度。由A/D转换器213对AGC电路501的输出信号进行A/D转换。

作为A/D转换器213输出信号的数字合成视频信号被YC分离电路210分离成Y信号和C信号。其中，Y信号经转换电路503和218输入电子变焦电路207中。

对于从YC分离电路210输出的信号，其中色度信号C与上述方式相同，经转换电路504由彩色解调电路214解调成数字色差信号R-Y和B-Y。这些色差信号经转换电路219和220输入电子变焦电路207中。

在电子变焦电路207中，如图8A和8B所示，在与自变焦端217输入的变焦信号相应的放大倍率下进行放大或缩小处理。而且前半部分电路使用LCLK，后半部分电路使用由数字记录电路221所产生的RCLK，并在这些电路之间的联合部分进行时钟频率变换。来自电子变焦电路的输出以图8A和8B同样的方式输入到数字记录电路221中，之后进行与图8A和8B一样的运作过程。

由于还原方式时的工作过程与图8A和8B中所示情况相同，在此省略了详细描述。

在这种实施方式的结构中，关于外部输入信号，其中S输入信号当中的Y信号以及合成输入信号都要受到信号AGC电路的幅度调整。为此，既使在外部输入信号的幅度不具有正常值，或者在这个幅度改变的情况下。也可以不使图象质量变坏。

由于采用数字信号进行YC分离，彩色解调和同步分离，所以能防止因相邻电路间信号串音以及由于温度变化。个别电路元件的变化而使电路部件变化所引起的特性变劣或者随着时间而改变。

当电路集成成半导体电路时，就能得到具有较高集成化程度，低成本和低功耗的装置。只需要两个A/D转换器，它们用于外部输入。诸如放大、缩小某特殊效果都可以作为摄像方式类似地用于外部输入信号。

图12表示图11A和11B的本发明第八种实施例的电子变焦电路207主要部分的详细结构。图12所表示之外的其它电路都分与图9或10所示相应部分相同。

参照图12，变焦电路207包括转换电路510和分别具有系数K₁和K₂的系数电路511和512。

由变焦输入端402输入的变焦信号ZOOM作为纵向变焦信号VZOOM输入到控制电路411，同时也输入乘法器410。乘法器410的输出作为横向变焦信号HZOOM输入控制电路411中。

转换电路510根据摄像机或外部输入变换信号选择系数电路511和512的系数K₁和K₂中的一个，将所选的系数输入到上述乘法器410的另一个输入端。

控制电路411与上述的输入RCLK、HD、VD、VZOOM以及HZOOM相对应地产生内插系数X₁、X₂、X₃及X₄，还有CE和RHD，它还以图9或10同样的方式进行放大、缩小以及时钟频率变换。由此，就可以根据摄像机记录方式或外部输入记录方式，以适当的比率变换时钟频率。这样就能把电子部件数目的增加减至最少。

下面参见图13描述本发明的第九种实施方式。对照图13，该装置包括摄像镜头201，作为彩色摄像单元的CCD202，S/H电路204和A/D转换器。

该装置还包括滤波分色部件255，用它来得到亮度信号Y₀、自Y延迟一个横向区域(以下用1H表示)的亮度信号Y₁和色度信号Y_L、C_R及C_B。

该装置还包括低通滤波器256和分色矩阵电路257，后者用来进行输入色度信号Y_L、C_R及C_B的矩阵计算，以得到还原信号R、G和B。

该装置还包括白色平衡电路258，用来以与物体的照明光的色温相应的系数放大输入信号R、G和B，还包括对输入信号R、G和B进行r校正的τ电路259，由输入信号R、G和B合成色差信号R-Y及B-Y的色差矩阵260，以及以彩色付载波频率对输入信号R-Y和B-Y进行正交调制的调制电路261。

该装置还包括脉冲串加法器262，色度信号输出端263、减法器264、包括增益变化处理、基线(base)限幅处理及低通滤波处理的垂直孔阑信号处理电路(VAPC处理)265、加法器266、r电路267、黑白限幅电路268、延迟电路269、同步加法器270和Y输出端271。

在具有上述结构的这种实施方式中，借助摄像镜头201使物体成像于CCD202的光电转换面上，并以光电方式转换成摄像信号。这些摄像信号输出至S/H电路204，由S/H电路204将这些摄像信号转换成连续信号，再由A/D转换器205将这些连续信号经A/D转换成数字摄像信号。这些数字摄像信号被滤波分色部件255转换成色度信号Y_L、C_R和C_B以及亮度信号Y₀和Y₁。

色度信号Y_L、C_R和C_B如下述情形。确切地说，在CCD202的光电转换部分形成四种不同类型的小型滤色片Ye、Cy、Mg和G。在读出操作中，CCD202通过交叉操作将由这些滤色片输出的信号相加，并读成四种组合，Ye+Mg、Cy+G、ye+G和Cy+Mg。为简单，将它们表示成Wr、Gb、Gr和Wb。

在滤波分色部件上进行以下计算：

Y_L＝Wr+Gb    或    Gr+Wb；

C_R＝Wr-Gb               ；

C_B＝Gr-Wb               ；

这些信号中的原色成分是：

Y_L＝2R+3G+2B            ；

C_R＝2R-G                ；

C_B＝G-2B                。

由分色矩阵(下述)进行这些信号的矩阵计算，得到原色成分R、G和B。

将所得到的信号Y_L、C_R和C_B输入低通滤波器256，以便得到它们的低频成分。然后，分色矩阵进行输入信号Y_L、C_R和C_B的下述矩阵计算，以便分离原色成分R、G和B。

$\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{Y}_L\\ C_R\\ C_B\end{array}\right]$

利用白色平衡电路258，通过以物体照明光中的适当色彩成分比率放大上述所得的成分R、G和B，使它们受到调整，使白色物体的成分R、G和B具有1∶1∶1的比率。之后，使成分R、G和B在r电路259中经受预先确定的r校正。

然后，由色差矩阵260进存预定的计算，得到色差信号P-Y和B-Y。在调制电路261中使这些色差信号受到正交调制，并由脉冲串加法器262将一个脉冲串加到被调制的信号上。由加法器262输出的色度信号经C输出端263直接输出，或者在D/A转换后输出到诸如电视接收机、VTR等外部装置。

将滤波分色部件255输出的信号Y₀和Y₁输入到减法器264，得到信号Y₁-Y₀。这个信号在VAPC处理电路265中受到增益变化处理、基线(base)限幅处理和低通滤波处理，为的是形成一个垂直孔阑信号。

利用加法器266将这个纵向信号加到信号Y0上，并使求和信号在τ电路267中经受r校正。然后，在黑白限幅电路268中将由电路267输出的信号限幅子预定的黑白幅度，最后再由延迟电路269延迟。

由于在由电路256、257、258、259、260、261、262和263所形成的处理电路中的总延迟级数大于由电路264、265、266、267、268、269、270和271所形成的亮度信号处理电路的总延迟级数，所以将延迟电路269的延迟量设定为与这些总级数之间的差异相对应的延迟量。由同步加法器270将延迟电路269的输出加到同步信号上，并将求和信号以上述信号同样的运作方式经Y输出端与外部装置发生联系。

图14详细表示图12的滤波分色部件255结构的方框图。参见图14，部件255包括1H的延迟线(1HD.L.)901和诸如D一型触发电路那样的延迟单元902、903、904、905、906、907、924、925、926、927、928和929。

部件255还包括分别具有预定系数K₁至K₇的系数乘法器908、909、910、911、912、913、914、930、931、932、933、934、935和936。

部件255还包括求和电路937，用来将所有输入信号求和，还包括加法器916、921、938，总系数乘法器917和939，转换电路918、919、922、923、940和941，以及减法器920和942。

在具有上述结构的滤波分色部件255中，输入信号受到延迟单元902至907的延迟，而且信号Sin和这些延迟单元的输出信号分别由系数乘法器908至914以系数K₁至K₇放大。所得到的这些信号由求和电路求和，从而形成并输出亮度信号Y0。

将输入信号Sin和延迟单元903的输出信号由加法器916彼此相加，求和信号再由系数乘法器917以1/2放大。然后，由转换电路918和919根据变换信号S₁交替选择这个所得到的信号和由延迟单元902输出的信号。这个变换信号S₁根据CCD202上的滤色片的结构，按照与水平扫描时钟同步的方式被用做变换信号。

将转换电路918和919的输出彼此相加，得到信号Y_L。同时，用减法器920计算这些输出之间的差。由转换电路922和923根据转换信号S₂交替地转换减法器920的输出和减法器942(后面描述)的输出，从而形成并输出信号C_R和C_B。

另，由延迟线901将输入信号Sin延迟1H，由Y0延迟1H的亮度信号Y₁由延迟单元924至929，系数乘法器930至936，以及求和电路937按上述同样的方式产生并输出。

正如上述操作那样，延迟线901及延迟单元925的输出信号彼此相加并利用加法器938及系数电路939以1/2放大，以及由转换电路940和941交替选择系数乘法器939的输出和延迟单元924的输出，并利用减法器942计算来自转换电路940和941的输出之间的差，以如上所述，交替选择减法器942的输出和减法器920的输出，以便形成并输出C_R和C_B。

在图14中，Y0由下述传递函数H₁(Z)得到：

H₁(Z)＝K₁+Z^-1·K₂+Z^-2·K₃+Z^-3·K₄

       +Z^-4·K₅+Z^-5·K₆+Z^-6·K₇

在标准的视频滤波器中，K₁＝K₇，K₂＝K₆，K₃＝K₅。此时，群延迟时间是3(τ是每一级延迟单元的延迟时间)。就Y₁而言，假设沿水平方向的群延迟时间为3τ。

就Y_L，C_R和C_B而言，虽然包括非线性电路(转换电路)，但只有沿水平方向的群延迟时间被假设为1。

所以，信号Y_L，C_R和C_B比信号Y0和Y₁早输出2，而且可以减少上述延迟电路269的级数。

图15是表示滤波分色部件又一种实施方式的方框图。图15中与图14中相同的标号表示相同的部分。

参见图15，滤波分色部件包括1H延迟线943，加法器944和具有1/2系数的系数乘法器945。

利用加法器944将输入信号S₁加到一个2H延迟的信号(后面描述)上，其求和信号被系数乘法器945以1/2放大。之后，将所得的信号以图14相同的方式输入到延迟单元902，系数乘法器908以及加法器916。如图14所示，把延迟线901的输出信号输入给延迟单元924，系数乘法器930及加法器938，同时还输入到1H延迟线943。

延迟线943再把输入信号延迟1H，并输出一个总共延迟2H的信号。如上所述，这个2H延迟的信号即由加法器944加到信号S_in上。以后的工作过程与图14所示情况相同。

基于这种结构，若用S_1H表示一个由输入信号S_in延迟了1H的信号，用S_2H表示一个由信号S_in延迟了2H的信号，则用来产生色度信号的信号就是S_in+S_2H/2和S_1H，又由于沿竖直方向的中心彼此相等，就能排除因错误所致的彩电条纹(伪色信号)。由于亮度信号的纵向边缘的信号也具有相等的中心，也可排除图象纵向畸变。

在上述的每一种实施方式中，数字记录电路完成图象的记录/还原。然而，本发明并不限于此。本发明可用于接收数字信号的记录/还原装置。

如上所述，按本发明的这些实施方式，由于具有第一时钟频率，用于操纵摄像单元的摄像视频信号的特性和具有第二时钟频率，用于操纵记录单元的视频信号的特性，在用来以电子方式放大、缩小图象的电子变焦电路中发生转换，所以可以由数字记录器记录摄像机所形成的视频信号，而无需D/A转换。这样，就能把图象质量的退化降至最低限度。

若将电路做成集成化的电路，由于它包括很多数字电路部分，就能实现高度集成化，低功耗和高精度。

另外，由于电子变焦电路中可采用普通的存储器和内插电路，就可以通过给电路附加少量元件而实现电子变焦功能，以此完成摄像机信号和外部信号的记录/还原。因此，功耗及装配的面积都可以降至最小程度，并能简化整体装配的结构。

还有，可以不增加电路的复杂程度就能得到数字摄像信号处理电路。

Claims (1)

1.一种数字视频摄象装置，用于将数字亮度信号和具有取样频率的数字色差信号提供给一个数字信号记录/重放装置，所述的取样频率对应于副载波频率的整数倍，所述的数字亮度信号和所述的数字色差信号是由数字信号处理装置通过处理图象拾取元件的图象拾取信号而获得的，其特征在于，所述的数字视频摄象装置包括：

一种频率变换器，用于将所述的数字色差信号的取样频率变换成为所述的数字信号记录/重放装置在记录模式时的取样频率；和

一种数字/模拟转换器，用于对来自所述的频率变换器的取样频率变换的色差信号或者说对由所述的数字信号记录/重放装置以所述的数字信号记录/重放装置的取样频率再生的色差信号执行数字/模拟转换。

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