DE1279723B

DE1279723B - Farbfernsehkamera zur Erzeugung eines leuchtdichtekorrigierten Farbfernsehsignals mit einer Fernsehaufnahmeroehre fuer das Leuchtdichtesignal

Info

Publication number: DE1279723B
Application number: DEE24826A
Authority: DE
Inventors: Ivanhoe John Penfound James; Wieslaw Antoni Karwowski
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1962-05-16
Filing date: 1963-05-15
Publication date: 1968-10-10
Also published as: GB1046777A; GB1094701A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04n

Deutsche KL: 21 al - 34/31

Nummer: 1 279 723

Aktenzeichen: P 12 79 723.8-31 (E 24826)

Anmeldetag: 15. Mai 1963

Auslegetag: 10. Oktober 1968

Die Erfindung betrifft eine Farbfernsehkamera mit einer Aufnahmeröhre zur Erzeugung eines wahren zu übertragenden Leuchtdichtesignals Y der Form (/· R + m ■ G + nBf^ly und mit einer oder mehreren weiteren Aufnahmeröhren zur Erzeugung von Färb-Signalen, die wenigstens zwei Farbkomponenten darstellen und deren Bandbreite schmaler als die des Leuchtdichtesignals Y ist, mit jeder der Aufnahmeröhren zugeordneten Gammakorrekturschaltungen und mit Schaltungen, die davon zwei schmalbandigere Farbdifferenzsignale und ein relativ breitbandiges, gammakorrigiertes, wahres Leuchtdichtesignal ableiten, wobei dem Leuchtdichtesignal bzw. den Farbdifferenzsignalen ein Korrektursignal zugefügt ist.

Beim N. T. S. C-Farbfernsehsystem enthält der Video-Wellenzug eine Leuchtdichtekomponente und zwei Farbdifferenzkomponenten. Die Leuchtdichtekomponente läßt sich dabei ausdrücken als

Y' = / E¹/- + m E¹J- + nEp

Dabei sind die Größen E_R, E_G und E_B Signale, die die rote, grüne bzw. blaue Komponente des zu übertragenden Bildes darstellen. Die Größen /, m und η sind numerische Konstanten, die, um das sogenannte »Konstanz-Luminanz-Prinzip« zu erfüllen, normalerweise die Werte 0,30,0,59 bzw. 0,11 besitzen. Die durch den obigen Ausdruck wiedergegebene Leuchtdichtekomponente des Video-Wellcnzuges wird nachfolgend auch mit Y' bezeichnet. Die Farbdifferenzsignale lassen sich beim N. T. S. C.-System durch die Ausdrücke R-Y' bzw. B — Y' darstellen, wobei R und B jeweils

Ei- bzw. Ε'«

bedeuten. Dabei sind die Farbdifferenzsignale, verglichen mit dem Frequenzband des Leuchtdichtesignals, auf relativ schmale Frequenzbänder beschränkt.

Ein wesentlicher Nachteil des N. T. S. C.-Systems liegt darin, daß die Leuchtdichtekomponete nicht die »wahre Leuchtdickte« des Bildes wiedergibt, sondern daß ein gewisser Anteil der Leuchtdichteinformation nur durch die Farbdifferenzsignale getragen wird. Deshalb wird, wenn das Bild durch einen Farbfernsehempfänger reproduziert wird, ein gewisser Anteil der Leuchtdichte mit der niedrigen Auflösung der Farbsignale wiedergegeben, während, wenn das Bild in einem Schwarz-Weiß-Empfänger reproduziert wird, ein gewisser Anteil der Leuchtdichteinformation überhaupt nicht wiedergegeben wird.

Farbfernsehkamera zur Erzeugung eines
leuchtdichtekorrigierten Farbfernsehsignals mit
einer Fernsehaufnahmeröhre für das
Leuchtdichtesignal

Anmelder:

Electric & Musical Industries Limited,

Hayes, Middlesex (Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Chem. W. Rücker, Patentanwalt,

3000 Hannover, Am Klagesmarkt 10-11

Als Erfinder benannt:
Ivanhoe John Penfound James,
Wieslaw Antoni Karwowski, London

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 16. Mai 1962 (18771),
vom 15. Juni 1962 (23013),
vom 9. November 1962 (42 514), vom 9. Mai 1963

Um diesen Nachteil zu überwinden, ist es bereits bekannt, die Zusammensetzung des Leuchtdichtesignals so zu ändern, daß es besser und genauer die Leuchtdichte des Bildes darstellt. Ein solches modifiziertes Leuchtdichtesignal kann durch die Formel

Y =(IE_R + mE_(; + nE_B)^!l-

ausgedrückt werden, wobei /, m und η wiederum numerische Konstanten sind, deren Wert wiederum 0,30, 0,59 bzw. 0,11 betragen kann. Dieses Leuchtdichtesignal, das ein sogenanntes »wahres Leuchtdichtesignal« ist, soll nachfolgend durch das Sambol Y bezeichnet werden. Wenn ein solches Leuchtdichtesignal Y übertragen wird, können die zugehörigen Farbdifferenzsignale wahlweise die bereits weiter oben erwähnte Zusammensetzung oder aber die durch die Ausdrücke R-Y bzw. B-Y definierte Zusammensetzung besitzen.

Durch die übertragung des wahren Leuchtdichlesignals Y ergibt sich jedoch der Nachteil, daß es sehr viel schwieriger wird, die korrekte Farbwiedergabe am Empfänger einzustellen. Falls der Empfänger

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zum Empfang des N. T. S. C.-Farbsigmils ausgelegt ist, sind sämtliche im Empfänger für die Wiedergaberöhre abgeleiteten Farbsignalspannungen falsch, wenn die Farbdifferenzsignale die Form R — Y' bzw. B-Y' besitzen, während, wenn die Farbdifferenzsignale die Form R — Y bzw. B-Y besitzen, empfängerseitig die grüne Signalspannung falsch wird. Durch die USA.-Patentschrift 2 903 506 ist bereits eine Einrichtung zur Leuchtdichtekorrektur in Farbfernsehsystemen bekannt, bei denen dem !^Signal ίο keine eigene Röhre zugeordnet ist und bei denen es möglich ist, ein modifiziertes Leuchtdichtesignal zu übertragen. Die Modifikation geschieht hier ohne Unterschied in bezug auf die Frequenzen, und es wird somit auch nicht die Korrektur erzielt, die zur richtigen Farbwiedergabe in dem Empfänger führt.

Die USA-Patentschrift 2 773 116 befaßt sich mit dem Problem des Verlustes an hochfrequenter Auflösung, wenn ein N. T. S. C.-Leuchtdichtesignal entsprechend der verringerten Bandbreite der Farbdifferenzsignale übertragen wird, die zu der Leuchtdichte beitragen. Um diesen Verlust oder Fehler zu beseitigen, wird gemäß dieser bekannten Lehre bei hohen Frequenzen dem Leuchtdichtesignai ein Fehlersignal hinzugefügt. Die Korrektur ist jedoch nicht genau, da sie nicht auf das Leuchtdichtedifferenzsignal (Y — Y'), sondern vielmehr auf ein gammaunkorrigiertes, wahres Leuchtdichtesignai Y bezogen ist, das durch das Signal Y' geteilt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile bekannter Farbfernsehsysteme zu vermeiden. Sie besieht vor allem darin, daß durch eine senderseitige Schaltungsanordnung in einem Farbfernsehsystem der N. T. S. C.-Art die Farbfehler bei der Wiedergabe vermindert werden sollen, wenn das wahre Leuchtdichtesignai Y übertragen wird. Das Bild soll in einem Schwarz-Weiß-Fernsehempfänger ohne Verlust an Leuchtdichteinformation wiedergegeben werden können, und es soll eine einfache Einstellung der richtigen Farbwiedergabe im Farbfernsehempfänger möglich sein.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Korrektursignal im Frequenzband der Farbdifferenzsignale im wesentliehen die Differenz zwischen einem aus den drei nicht gammakorrigierten Farbwertsignalen gebildeten gammakorrigierten Leuchtdichtesignai Y_n und einem Leuchtdichtesignai Y'_N ist, das durch Matrizierung von drei gammakorrigierten Farbwertsignalen gebildet ist, und das Korrektursignal Y_n — Y'_N von dem in einer Bildaufnahmeröhre gebildeten und gammakorrigierten breitbandigen Leuchtdichtesignai Y_w subtrahiert wird (Fig. 5).

Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe besteht bei einer Farbfernsehkamera mit einer Fernsehaufnahmeröhre zur Erzeugung eines wahren zu übertragenden Leuchtdichtesignals Yder Form (IR + mG + nBf^ly und mit einer oder mehreren weiteren Aufnahmeröhren zur Erzeugung von Farbsignalen, die wenigstens zwei Farbkomponenten darstellen und deren Bandbreite schmaler als die des Leuchtdichtesignals Y ist, mit jeder der Aumahmeröhren zugeordneten Gammakorrekturschaltungen und mit Schaltungen, die davon zwei schmalbandigere Farbdifferenzsignale und ein relativ breitbandiges, gammakorrigiertes, wahres Leuchtdichtesignai ableiten, wobei dem Leuchtdichtesignal bzw. den Farbdifferenzignalen ein Korrektursignal zugefügt ist, darin, daß das Korrektursignal (O₁ A₁) im Frequenzband der Farbdifferenzsignale in einem Amplitudendemodulator aus der Summe der farbträgerfrequenten Farbdifferenzsignale (R — Y\ B — Y') entsteht und proportional der Amplitude A₁ des Farbsignals ist und in einer Subtraktionsstufe von dem in der Bildaufnahmeröhre und der Gammakorrekturstufe gebildeten Leuchtdichtesignal subtrahiert wird (Fig.4).

Eine andere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe besteht bei einer Farbfernsehkamera mit einer Fernsehaufnahmeröhre zur Erzeugung eines wahren zu übertragenden Luminanzsignals Y der Form (I- R + mG + nB)¹'⁷ und mit einer oder mehreren weiteren Aufnahmeröliren zur Erzeugung von Farbsignalen, die wenigstens zwei Farbkomponenten darstellen und deren Bandbreite schmaler als die des Leuchtdichtesignals Y ist, mit jeder der Aufnahmeröhren zugeordneten Gammakorrekturschaltungen und mit Schaltungen, die davon zwei schmalbandigere Farbdifferenzsignale und ein relativ breitbandiges, gammakorrigiertes, wahres Leuchtdichtesignal ableiten, wobei dem Leuchtdichtesignal bzw. den Farbdifferenzsignalen ein Korrektursignal zugefügt ist, darin, daß die den Farbdifferenzsignalen zugeführten KorrektursignaleCi₂(Y- Y')und a₃(Y— Y') im Frequenzband der Farbdifferenzsignale im wesentlichen proportional der Differenz zwischen dem gammakorrigierten Leuchtdichtesignal Y und einem Leuchtdichtesignal Y' sind, das durch Matrizierung von drei gammakorrigierten Farbwertsignalen gebildet ist, wobei a₂ und a₃ Proportionalitätsfaktoren sind (F i g. 1, 2, 3).

Durch Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre wird ein wesentlicher Nachteil des N. T. S. C.-Systems vermieden, der darin liegt, daß die Leuchtdichtekomponente nicht die wahre Leuchtdichte des Bildes wiedergibt, so daß eine ordnungsgemäße Wiedergabe des Bildes mit einem Schwarz-Weiß-Empfänger nicht möglich ist. Trotz Beseitigung dieses Nachteils ist bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre eine einfache Einstellung der richtigen Farbwiedergabe an einem Farbfernsehempfänger möglich.

Folgende Überlegungen sollen zeigen, wie dieses Ziel durch die erfindungsgemäße Lehre erreicht wird.

Wenn in einem Empfanger des N. T. S. C.-Typs Farbdifferenzsignale der Form R-Y und B-Y empfangen werden, erzeugt der Matrixkreis des Empfängers ein drittes Farbdifferenzsignal, von dem gezeigt werden kann, daß es gleich

G - Y + 1,7 (Y - Y') ist. Dabei stellt G

dar. Wenn zur gleichen Zeit das empfangene Leuchtdichtesignal die »wahre Leuchtdichte« Y darstellt, besitzen die an den Elektronenstrahlerzeugern der Lochmasken-Farbbildröhre wirksamen Farbsignalspannungen die Werte

G + 1,7 (Y- Y') B.

Diese Signale sind dabei auf Bandbreiten beschränkt, die für das jeweilige Farbdifferenzsignal geeignet sind. Bei höhere» Frequenzen bleibt aliein das Leuchtdichtesignal Y an den Elektronenstrahl erzeugern wirksam. Mithin ergibt sich, daß im betrachteten Fall das grüne Signal falsch ist und daß der Fehler des grünen Signals proportional ist einer Größe (Y — }"}, die nachfolgend auch als »Leuchtdiehtedifferenz« bezeichnet wird.

Wenn auf der anderen Seite ein mit einem linearen Matrixkreis ausgerüsteter Empfänger, z. B. ein N. T. S. C.-Emptanger. mit Farbdifferenzsignalen der Form R — Y' und B — Y' gespeist wird, bekommt das im Empfanger produzierte dritte Farbdifferenzsigna! tue Form G — >". Falls dabei wiederum das zugleich empfangene monochrome Signal ein wahres Lcuchtdichtcsignal Y ist. bekommen die an den drei Elektronenstrahlerzeuger!] der Lochmasken-Farbbildröhre wirksamen Farbsignalspannungen die Werte

R + (Y - Y')

G + [Y - η

B ₊ (Y- Y').

Mithin i:;t bei diesem betrachteten Fall jedes der Farbsignale größer als es sein sollte, wobei der Fehler jeweils gleich dem Leuchtdiehtedifferenzsigna! (T — Y') ist. Die Leuchtdiehtedifferenz ist für weiße oder graue Elemente des zu reproduzierenden Bildes gleich Null, sie steigt im übrigen mit ansteigendem Produkt aus Leuchtdichte und Farbsättigung an.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend in Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei stellt dar

Fig. 1 eine Einrichtung mit einer Drei-Röhren-Kamera zum Erzeugen des Farbvideosignals in einem Farbfernsehsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 2 eine mit einer Vier-Röhren-Kamera versehene Modifikation der Einrichtung nach Fig. 1,

F i g. 3 eine die Erzeugung eines Farbdifferenzsignals einer anderen Zusammensetzung ermöglichende, weitere Modifikation der Einrichtung nach F i g. 1 und

F i g. 4 und 5 den schematischen Aufbau von Einrichtungen zum Erzeugen der Farbvideosignale in anderen Farbfernsehsystemen gemäß der Erfindung.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist eine Farbfernseh-Kamera mit drei Fernsehaufnahmeröhren 1, 2 und 3 vorgesehen. Von dieren Aufnahmeröhren werden Signalspannungen abgenommen, die die rote Komponente, die Leuchtdichte und die blaue Komponente der wiederzugebenden Bilder darstellen. Zur Vereinfachung der nachfolgenden Beschreibung sei dabei angenommen, daß die drei Aufnahmeröhren jeweils eine lineare Charakteristik besitzen.

Die von den drei Aufnahmeröhren stammenden Signalspannungen werden einer Matrixschaltung 4 zugeführt, die die grüne Signalspannung erzeugt. Damit liegen dann insgesamt vier Signalspannungen E_R, E_(i, E_B und E_Y vor, die jeweils einer Gammakorrckturstufe 5, 6, 7 bzw. 8 zugeführt werden. Die Gammakorrekturstufen erzeugen Signale der Form E^l _R ^h\ Ey, Εψ und Ε\^ΙΊ, und diese Signale stellen die eingangs definierten Signale R, G, B und Y dar.

Die Ausgänge der Stufen 5, 6 und 7 werden in einer Additionsstufe 9 zur Bildung des Signals Y' summiert. Dieses Signal Y' wird sodann in einer Subtraktionsstufe 10 von dem aus der Stufe 8 stammenden Signal Y abgezogen, so daß sich am Ausgang der Sublraktionsstufe das Leuchtdichtedifferenzsignal Y-Y' ergibt. Dieses Leuchldichtedifferenzsignal wird in der nachfolgend beschriebenen Weise zum Modifizieren der Farbdifferenzsignale verwendet.

ίο Das Ausgangssignal der Subtraktionsstufe 10 wird in einer Stufe Π mit dem Spiinnungskoeffizienten u₂ multipliziert und danach in einer Stufe 12 mit den Ausgangssignalen der Stufen 5 und 8 kombiniert. Damit erscheint am Ausgang der Stufe !2 das rote

if, Farbdifferenzsignal R — Y, dein die Korrekturgröße a₂{Y—Y') hinzuaddiert ist. Das Ausgangssignal der Subtraktionsstufe 10 wird weiterhin in einer Stufe 13 mit dem Spannungskoeffizienten % multipliziert und sodann in einer Stufe 14 mit den Ausgangssignaien der Stufen 7 und 8 kombiniert, so daß am Ausgang der Stufe 14 das blaue Farbdifferenzsignal B — Y erscheint, dem die Korrekturgröße O₃ (Y — Y) hinzuaddiert ist. Die beiden gebildeten Farbdifferenzsignale R — Y + O₂ (Y — F') und B — Y +U₃(Y-Y") werden mit einer Phasenverschiebung von 90" in den Modulatoren 16 und 17 dem Signal eines Farbträger-Oszillators 15 aufmoduiiert. , Die jeweils an ihrem Ausgang erscheinenden Farbsignale werden in einer Stufe 18 zur Bildung des farbträgerfrequenten Farbsignals mit dem Ausgangssignal Y der Stufe 8 kombiniert. Damit enthält das am Ausgang 19 der Stufe 18 abgenommene Farbsignal ein wahres Leuchtdichtesignal Y und zwei in der vorangehend erwähnten Weise abgewandelte

Farbdifferenzsignale. In der Praxis können die Konstanten O₂ und a₃ jeweils gleich y sein. Dadurch

ergibt sich ein guter Kompromiß zwischen den mit Farbdifferenzsignalen der Form R-Y und B-Y auftretenden Fehlern und den mit Farbdifferenzsignalen der Form R-Y' und B-Y' auftretenden Fehlern.

Fig. 2 zeigt eine Modifikation des vorangehend erläuterten Ausführungsbeispiels dahingehend, daß eine Kamera mit vier Fernsehaufnahmeröhren verwendet wird, von denen eine direkt ein die Luminanz darstellendes Signal erzeugt, während die aus den drei anderen Röhren abgegebenen Signalspannungen die rote, grüne und blaue Komponente des zu übertragenden Bildes darstellen. Dabei sind in Fig.l und 2 die jeweils übereinstimmenden Bestandteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die zur Ableitung des Signals E_G dienende zusätzliche Aufnahmeröhre trägt das Bezugszeichen 20. Durch die Verwendung dieser Röhre 20 wird die in Fig. 1 enthaltene Matrixstufe 4 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 überflüssig.

Es versteht sich, daß sowohl in F i g. 1 als auch in Fi g. 2 die Ausgangssignale der Addierstufe 12 und 14 auf relativ schmale Frequenzbänder beschränkt sind, verglichen mit dem Frequenzband des Signals Y, das von der Gammakorrekturstufe 8 aus direkt der Addierstufe 18 zugeführt wird.

Eine der in Fig.l und 2 gezeigten Einrichtung

ähnlich aufgebaute Einrichtung kann auch bei Farbfernsehsystemen verwendet werden, die für die Bildung von Farbdifferenzsignalen eingerichtet sind, wie sie im N. T. S. C.-System übertragen werden.

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die jedoch so modifiziert sind, daß eine Korrektur sich ein phasen- und amplitudenmoduliertes Signal der Farbfehler erfolgt, die bei der Wiedergabe des ergibt, das im N. T. S. C.-Syslem als Farbsignal beFarbbildes infolge der übertragung des wahren kannt ist.

Leuchtdichtesignals Y entstehen. In einem solchen Die in F i g. 4 gezeigte Einrichtung macht mit Fall sind die Kombinationsstufen 12 und 14 so 5 Vorteil Gebrauch von der Tatsache, daß die Amplitude eingerichtet, daß sie Farbdifferenzsignale der Form des Farbsignals eine Funktion ist, die für »Weiß« R - Y' + O₂ (Y - Y') bzw. B-Y^r + a₃(Y-Y') oder »Grau« den Wert Null besitzt und die mit anerzeugen. Wie bereits eingangs erwähnt, treten bei steigendem Produkt von Sättigung und Luminanz Empfängern, denen ein wahres Leuchtdichtesignal Y ansteigt. Ein Teil des Farbsignals wird aus diesem sowie zwei Farbdifferenzsignale der Form R-Y' _IO Grunde an einen Amplitudendemodulator 24 an- und B-Y' zugeführt werden, Fehler in der Färb- gelegt, der ein mit a, A₁ bezeichnetes Signal liefert. Wiedergabe auf, weil die der Bildwiedergaberöhre Dieses Signal a_x A₁ ist der Amplitude des Farbsignals zugeführten Farbsignalspannungen sämtlich größer proportional, wobei O₁ die Proportionalitätskonstante sind, als sie sein sollten. Aus diesem Grunde müssen darstellt. Im übrigen ist das Signal a_xA_x ein schmaldie linearen Modifikationen, die in dem hier betrach- _I5 bandiges Signal, dessen Bandbreite der Bandbreite teten Fall benötigt werden, so beschaffen sein, daß des Farbsignals entspricht. Es wird in einer Subdie Farbdifferenzsignale verkleinert werden. Da die traktionsstufe 25 von dem aus der Gammakorrek-Größe Y-Y' stets positiv ist, müssen somit die turstufe 8 stammenden Signal Y subtrahiert. Das Konstanten a₂ und a₃ im vorliegenden Fall negativ sich auf diese Weise ergebende korrigierte Lumisein. Beispielsweise können die Konstanten a₂ und a₃ 20 nanzsignal Y — O₁A₁ wird in einer Kombinations-., , - , 1 . stufe 26 dem aus der Kombinationsstufe 23 abgejeweiis gieicn - y sein. leiteten Farbsignal hinzuaddiert. Das aus der Kom-F i g. 3 läßt erkennen, wie die in F i g. 1 oder 2 binationsstufe 26 abgenommene Signal ist das gegezeigten Einrichtungen abgeändert werden können, wünschte, korrigierte Farbsignal, das für die Uberum Farbdifferenzsignale der »modifizierten N.T.S.C- 25 tragung verwendet wird.

Form« zu erzeugen. Der Unterschied zwischen der Das in der vorangehend beschriebenen Weise Fig. 3 und den Fig. 1 und 2 besteht im wesent- abgeleitete Signal A₁ ist nicht exakt proportional liehen darin, daß den Kombinationsstufen 12 und der Größe (Y — Υ')_Λ es verhält sich jedoch in erster 14 an Stelle des Ausgangssignals Y aus der Stufe 8 Näherung in der gleichen Weise wie die letztgenannte nunmehr das Ausgangssignal Y' aus der Additions- 30 Größe. Darüber hinaus werden, weil das resultiestufe 9 zugeführt wird. Im übrigen bedarf in Hin- rende, übertragene Leuchtdichtesignal auf einem sieht auf die vorangehenden Erläuterungen der Fi g. 1 wahren Leuchtdichtesignal Y beruht, nur die nieder- und 2 die F ig. 3 keiner weiteren Erläuterungen frequent en Komponenten beeinflußt, so daß die mehr. verbesserte Bildfeinheit, die sich aus der Tatsache Wie bereits auf Seite 8, Absatz 2, erwähnt, sind 35 herleitet, daß das Signal Y aus einer besonderen, bei einem N. T. S. C.-Empianger, dem ein wahres mit hohem Auflösungsvermögen ausgerüsteten Röhre Leuchtdichtesignal Y sowie die N. T. S. C.-Farb- gewonnen wird, praktisch in vollem Umfang erdifferenzsignale R-Y' und B-Y' zugeführt wer- halten bleibt, und zwar unabhängig davon, ob den, die Fehler in den drei Farbsignalspannungen, das übertragene Farbsignal in einem Farbfernsehdie an den drei Elektronenstrahlerzeugern der Loch- 40 empfänger oder einem Schwarz-Weiß-Femsehempmaskenröhre anliegen, jeweils gleich. Es ist daher Ringer wiedergegeben wird. Weiterhin ist. da der ohne weiteres möglich, diese Fehler durch eine Wert A₁ für »Grau« oder »Weiß« gleich Null ist, lineare Modifikation des Luminanzsignals Y an die Luminanzkomponente jeweils die wahre Leucht-Stelle einer Modifikation der Farbdifferenzsignale dic'hlekomponenle für graue oder weiße Teile des zu vermindern. In F i g. 4 ist ein Beispiel einer Ein- 45 wiedergegebenen Bildes. Im übrigen hat die vorrichtung gezeigt, bei der von dieser Möglichkeit angehend beschriebene Modifikation des Leucht-Gebrauch gemacht wird. dichtesignals die Wirkung, daß Farbfehler, die im Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ähnelt dem Falle der übertragung eines nicht korrigierten Leucht-Ausführungsbeispiel der F ig. 2 insofern, als wiederum dichtesignals Y entstehen können, vermindert wereine Kamera mit vier Fernsehaufnahmeröhren 1. 20. 50 den. Im Beispiel der in Fig. 4 gezeigten Einrich-2 und 3 verwendet wird, die für dk rote, grüne und _{mne kann dje Konstantc den Wert} ' _beshzen blaue Farbkomponente sowie fur die Komponente 1 5 bestimmt sind. In Schaltstufen 5 bis 9, die den ent- Bei der Beschreibung der Fig. 1 bis 4 wurden sprechenden Schaltstufen der F i g. 1 bzw. 2 gleich Unterschiede zwischen der Aufnahmeröhre für das sind, werden aus den Ausgängen der genannten 55 Leuchtdichtcsignal und den Aufnahmeröhren für vier Aufnahmeröhren die Signale R. B. Y' und 1* die Farbsignale nicht berücksichtigt. Die Röhren abgeleitet. Die Signale R und Y' werden einer Korn- können jedoch von unterschiedlichen Typen sein, binationsstufe 21 zugeführt, die ein schmalbandiges wie beispielsweise unterschiedliche spektrale Emp-Signal R-Y' erzeugt, während die Signale B und Y' findlichkeiten besitzen.

einer weiteren Kombinationsstufe 22 zur Erzeugung 60 Auch die in F i g. 5 gezeigte Einrichtung ist wiederum

eines schmalbandigen Signals B-Y' angelegt wer- zur linearen Signalmodifikalion gemäß dem Grund-

den. Die Ausgangssignale aus den beiden Korn- gedanken der Erfindung bestimmt, indem ein Si-

binationsstufen werden an zwei Modulatoren 16 gnal von dem Leuchtdichtesignal Y subtrahiert

und 17 angelegt und mit 90 Phasenverschiebung wird. Dabei läßt F i g. 5 erkennen, daß eine Kamera

auf einen von einem Farbträger-Oszillator 15 stam- 65 mit vier Fernsehaufnahmeröhren vorgesehen ist. von

menden Farbträger aufmoduliert. Die Ausgangssignale denen die Röhre 31. die zur Erzeugung eines Leuchl-

an den Modulatoren 16 und 17 werden in einer dichtesignals Ey_n dient, eine Superorthikon-Aufnah-

Kombinationsstufe 23 miteinander addiert, wobei meröhre ist. Die drei übrigen Röhren 32. 33 und 34.

die die roten, grünen und blauen Videosignale Er^, Eo_x und £b_v erzeugen, sind demgegenüber Vidikon-Aufnahmeröhren. 'Die in den nachfolgenden Signalbezeichnungen benutzten zusätzlichen Indizes W bzw. A' sollen dabei bedeuten, daß die erzeugten Signale breitband ig {W) oder relativ seh-malbiindia [N) sind.

Die aus den Röhren 32, 33 und 34 abgenommenen Farbvideosignale werden an Gammakorreklurstufen 35. 36 und 37 angelegt, die die gammakorrigierten Fiu'bvideosignale R_n, G_n und B_x erzeugen. Diese gammakorrigierten Signale /?_v. G_v und ß_v werden an eine Kombinationsstufe 38 geführt, die ein Ausgangssignal Kv bildet. Das Signa! Y_K ist ein schmalbandiges Luniinanzsignal. Es wird in Subtraktionsstufen 39 bzw. 40 von dem gammakorrigierten roten Farbsigna! R_n bzw. dein gammakorrigierten blauen Farbsignal B_s subtrahiert. Die Ausgangssignale der Subtraktionsstufen 39 und40stellen somit das gammakorrigierte rote Farbdifferenzsignal R_s — Y^ und das gammakorrigierie blaue Farbdifferenzsignal ίϊ_ν — K_n. dar. Diese Ausgangssignale werden an Klemmen 41 und 42 abgenommen.

Das aus der Röhre 31 stammende Leuchtdichtesignal E_}; wird in einer Gammakorreklurstufe 33 zum Signa! Y_n- umgewandelt. Dieses Signal K₁ wird an eine Sublraktionsstufe 44 angelegt. Die unkorrigierten Farbvideosignaie Ε_Λ\ , £₍,\ und£/j_vaus den Röhren 32. 33 und 34 werden in einer Kombinationsstufe 45 zu einem :;chnialbandigen Leuchtdichtesignal £y, kombiniert. Dieses Signal Es₁ wird - nach Gammakorrektur in einer Stufe 46 zur Bildung des Signals K_nan eine Subtraktionsstufe 47 angelegt, der als zweites Signal das gammakorrigierte Signal K_n. aus der Stufe 38 zugeführt wird. Damit ergibt sich im Ausgang der Stufe 47 ein Signal der Form Y_x — K_v. Dieses letzterwähnte Signal wird in der Subtraktionsstufe 44 von dem breiten gammakorrigierten Leuchtdichtesignal Y_n subtrahiert, so daf3 sich an der Ausgangsklcmme 48 das gewünschte Leuchtdichtesignal der Form K„ - (K_v - Κ<) einstellt.

Das Leuchtdichtedifferenzsignal (K_n- — KvJ ist. wie bereits erwähnt, für auf der Grauskala befindliche Bildelemente gleich Null, während es mit ansteigendem Produkt von Leuchtdichte und Sättigung ansteigt. Weiterhin sind, da beide Leuchtdichtekomponenten des Leuchtdichtedifferenzsignals von den gleichen drei Aufnahmeröhren 32. 33 und 34 entwickelt sind. die Anteile an Rauschen und an Verzögerung vergleichsweise gering.

Die spektrale Empfindlichkeits-Charakteristik eines Superorthikon unterscheidet sich von der für das Leuchtdichtesignal im N. T. S. C.-Empfänger benötigten Charakteristik. Es sei nun angenommen, daß das von dem Gamniakorrekturkreis 43 abgeleitete Leuchtdichtesignal K_n die Form

Y_n = (/£„ + »!Ε,, + «£„)„'■ ■

besitzt, wobei /. m und η nicht die normalen N.T.S.C.Koeffizienten sind. Falls dabei das Leuchtdichtedifferenzsignal K_n- — K_n- von einem Signal der Form

K_n- - (0.30 E^X _R ■ + 0.59 El ■ + 0.11 E)_t ■)
(mit K_n = (IE_R 4- /j;£₍; + j;E_b)_v '■')

abgeleitet wird, gelingt es. für niederfrequente Komponenten dem durch die Einrichtung gemäß Fi g. 5 erzeugten modifizierten Leuchtdichtesignal die für das N. T. S. C.-System erforderliche Form zu geben. Es sind nämlich gerade die niederfrequenten Komponenten, die im größeren Ausmaß die Farbwiedergabe beeinflussen, im Ergebnis ist es mithin möglich, die Einfügung eines optischen Filters in den Lichtweg zum Superorthikon 31 und die dadurch bedingte erhebliche, oftmals mehr als die Hälfte betragende Reduktion der von der Szene aus die Röhre erreichenden Lichtintensität zu vermeiden.

Fehler in den Farbsignaien können auch dadurch entstehen, daß die theoretisch erforderlichen Durchlässigkeitskurven für die Farbtrennfifter in den Farbaufnahmeröhren 32, 33 und 34 ins Negative gehende Abschnitte aufweisen, während die in der Praxis benutzten Filter keine solchen negativen Abschnitte besitzen. Derartige Fehler können durch eine Modifikation der Charakteristik der Leuchtdichteröhre in einer mit vier Aufnahmeröhren ausgerüsteten Kamera reduziert werden. Diese Modifikation der Charakteristik der Leuchtdichteröhre kann durch geeignete Einstellung der von den Stufen 38 und 45 der Schaltung gemäß F i g. 5 eingeführten Koeffizienten dahingehend erfolgen, daß sich Signale der Form

+ hE_a

ergeben. Dabei differieren die Werte a, b, c und p, q, r von den üblichen N.T.S.C.-Koeffizienlen.

Die in Fi g. 5 dargestellten Vidikonröhren können ohne weiteres auch durch andere Typen einer Fernsehaufnahmeröhre ersetzt werden.

Bei einem N. T. S. C.-Empfänger, dem ein Farbsignal zugeführt wird, das aus einer Einrichtung entsprechend der Fig. 5 erhalten wurde, gelangt an den roten Elektronenstrahlerzeuger der Wiedergaberöhre das Signal

Rs- K + IYv - Ws - Ki)]

= R_x+{Y_n.- Y_n).

Dieses Signal ist für niedrige Frequenzen gleich R_s (außer falls die niederfrequenten Komponenten von K₁₁ nicht mit Y_s korrespondieren), während es für hohe Frequenzen gleich Y_n ist. Das blaue und auch das grüne Signal in der Wiedergaberöhre besitzen eine entsprechende Zusammensetzung.

Die zahlreichen Ausführungsformen der Erfindung sind ebenfalls anwendbar bei Systemen, bei denen Farbdifferenzsignale durch Amplitudenmodulation oder Frequenzmodulation eines Farbträgers aufeinanderfolgend in abwechselnden Kanälen übertragen werden (SECAM). Die Erfindung ist weiterhin anwendbar auf das sogenannte P. A. L.-Ubertragungssystem. Bei derartigen Systemen können Flacker- oder Flimmereffekte vermindert werden, indem die K-Signalform an Stelle der K'-Forrn benutzt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Farbfernsehkamera mit einer Fernsehaufnahmeröhre zur Erzeugung eines wahren zu übertragenden Leuchtdichtesignals Y der Form UR +/JiG + »iß)¹ ·' und mit einer oder mehreren weiteren Aufnahmeröhren zur Erzeugung von Farbsignalen, die wenigstens zwei Farbkomponenten darstellen und deren Bandbreite schmaler als die des Leuchtdichtesignals Y ist, mit jeder der Aufnahmeröhren zugeordneten Gammakorrektur-

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Schaltungen und mit Schaltungen, die davon zwei schmaibandigere Farbdifferenzsignale und ein relativ breitbandiges, gammakorrigiertes, wahres Leuchtdichtesignal ableiten, wobei dem Leuchtdichtesignal bzw. den Farbdifferenzsignalen ein Korrektursignal zugefügt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrektursignal im Frequenzband der Farbdifferenzsignale im wesentlichen die Differenz zwischen einem aus den drei nicht gammakorrigierten Farbwertsignalen gebildeten (45) gammakorrigierten (46) Leuchtdichtesignal Y_n und einem Leuchtdichtesignal Y_n ist, das durch Matrizierung (38) von drei gammakorrigierten Farbwertsignalen gebildet ist und das Korrektursignal Y_n-Y_n von dem in einer Bildaufnahmeröhre (31) gebildeten und gammakorrigierten (43) breitbandigen Leuchtdichtesignal Y_w subtrahiert wird (Fig. 5).

2. Farbfernsehkamera mit einer Fernsehaufnahmeröhre zur Erzeugung eines wahren zu übertragenden Leuchtdichtesignals Y der Form (IR + mG + nBfⁿ und mit einer oder mehreren weiteren Aufnahmeröhren zur Erzeugung von Farbsignalen, die wenigstens zwei Farbkomponenten darstellen und deren Bandbreite schmaler als die des Leuchtdichtesignals Y ist, mit jeder der Aufnahmeröhren zugeordneten Gammakorrekturschaltungen und mit Schaltungen, die davon zwei schmafbandigere Farbdifferenzsignale und ein relativ breitbandiges, gammakorrigiertes, wahres Leuchtdichtesignal ableiten, wobei dem Leuchtdichtesignal bzw. den Farbdifferenzsignalen ein Korrektursignal zugefügt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrektursignal (Ci₁^₁) im Frequenzband der Farbdifferenzsignale in einem Amplitudendemodulator (24) aus der Summe der farbträgerfrequenten Farbdifferenzsignale (R — Y', B — Y') entsteht und proportional der Amplitude A₁ des Farbsignafs ist und in einer Subtraktionsstufe (25) von dem in der Bildaufnahmeröhre (2) und der Gammakorrekturstufe (8) gebildeten Leuchtdichtesignal (Y) subtrahiert wird (F ig-4).

3. Farbfernsehkamera mit einer Fernsehaufnahmeröhre zur Erzeugung eines wahren zu übertragenden Luminanzsignals Y der Form (Zi? + mG + nBf^ly und mit einer oder mehreren weiteren Aufnahmeröhren zur Erzeugung von Farbsignalen, die wenigstens zwei Farbkomponenten darstellen und deren Bandbreite schmaler als die des Leuchtdichtesignals Y ist, mit jeder der Aufnahmeröhren zugeordneten Gammakorrekturschaltungen und mit Schaltungen, die davon zwei schmaibandigere Farbdifferenzsignale und ein relativ breitbandiges, gammakorrigiertes, wahres Leuchtdichtesignal ableiten, wobei dem Leuchtdichtesignal bzw. den Farbdifferenzsignalen ein Korrektursignal zugefügt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den Farbdifferenzsignalen zugefügten Korrektursignale a₂ (Y — Y') und a₃(Y— Y') im Frequenzband der Farbdifferenzsignale im wesentlichen proportional der Differenz zwischen dem gammakorrigierten Leuchtdichtesignal Y und einem Leuchtdichtesignal Y' sind, das durch Matrizierung von drei gammakorrigierten Farbwertsignalen gebildet ist, wobei O₁ und a₃ Proportionalitätsfaktoren sind (F i g. 1, 2, 3).

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 939 876;

USA.-Patentschriften Nr. 2 773 116, 2 937 231, 506;

»Proceeding of the IRE«, Januar 1954, S. 174 bis 191; -

»Electronics«, April 1956, S. 130 bis 133.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 620/263 9.68 Q Bundesdruckerei Berlin