DE1807254B2 - Farbfernsehkamerasystem - Google Patents

Description

Es ist bereits bekannt, Leuchtdichtesignale aus einem niederfrequenten und einem hochfrequenten Anteil zusammenzusetzen, wobei der niederfrequente Anteil aus den gradationsvorentzerrten, auf die gleiche Bandbreite begrenzten Kamerasignalen und der hochfrequente Anteil aus den hochfrequenten Kamerasignalen vor der Gradationsvorentzerrung gebildet wird, um die durch das Leuchtdichtesignal bestimmte Auflösung im kompatiblen Fernsehbild zu erhöhen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß diese Farbsäume damit zusammenhängen, daß die von der Farbfernsehkamera erzeugten Signale, aus denen das Farbbildsignal durch Codierung gebildet wird, Kanilen mit unterschiedlicher Bandbreite bzw. Auflösung entnommen werden.

Zur Vermeidung dieser Störungen ist bei einem Farbfernsehkamerasystem, bei welchem die Kanäle verschiedener Spektralcharakteristik verschiedene Auflösung aufweisen und aus dem Kanal mit der höchsten Auflösung das Leuchtedichte- und/oder Konturensignal gewonnen wird, erfindungsgemäß die gegenüber dem Kanal mit der höchsten Auflösung geringere optisch-elektrische Auflösung in den Farbkanälen in allen Bildebenen gleich groß.

Die Auflösung in den Farbkanälen im Sinne der Erfindung umfaßt nicht nur die durch die Auflösung der Bildaufnahmeröhre, die Frequenzcharakteristik der Verstärker für die Bildsignale und die gegebenenfalls durch Filter eingeschränkte elektrische Bandbreite, sondern auch die durch das optische System der Fernsehkamera bedingte optische Auflösung der in der Bildaufnahmeröhre abgetasteten Farbauszugsbilder. In der Regel ist zwar du optische Auflösung höher als die für das Farbsignal zulässige geringe elektrische Auflösung. Man hat aber auch schon die zulässige verringerte Gesamtauflösung dazu ausgenutzt, in den Farbkanälen optische Systeme besonders hoher relativer öffnung und verringerter optischer Auflösung zu verwenden. Unter optisch-elektrischer Auflösung im Sinne der Erfindung ist daher die Gesamtauflösung in den Farbkanälen zu verstehen, die sich aus der Auflösung des optischen Systems, die der Bildaufnahmeröhre und der oberen Bandgrenze für die Übertragung des von der Bildaufnahmeröhre erzeugten Bildsignals zusammensetzt.

Damit die optisch-elektrische Auflösung in allen Bildebenen gleich groß ist, ist es erforderlich, daß die Farbauszugsbilder auf den Photoschichten der optischelektrischen Wandler in allen optischen Kanälen die gleiche Schärfentiefe aufweisen. Ist dies, z. B. bei optischen Systemen mit Relaisobjektiven in den Farbkanälen, nicht der Fall, so wird das Auftreten von Farbsäumen nur in der Schärfenebene des optischen Systems vermieden, nicht jedoch in den mehr oder •weniger unscharfen Bildebenen außerhalb der Schärfenebene.

Bei einem Farbfernsehkamerasystem mit zwei Farbkanälen kleiner Auflösung für zwei Primärfarben, z. B. Rot und Blau, welche zwei Farbwertsignale liefern, und einem dritten Kanal hoher Auflösung ist dafür Sorge zu tragen, daß vor der Ableitung des drillen Farbwertsignals die Bandbreite des Signals aus dem dritten Kanal an die Bandbreite der beiden anderen Farbwertsignale angeglichen wird. Ist der Kanal hoher Auflösung ein Farbkanal, z. B. für die Primärfarbe Grün, so ist für Ableitung des dritten Farbwertsignals Grün lediglich eine Begrenzung der Bandbreite des Grünsignals auf die Bandbreite der beiden übrigen Farbwertsignale, z. B. Rot und Blau, erforderlich. Die optische Auflösung in den Farbkanälen ist voraussetzungsgamlß nicht dieselbe, sondern im Grünkanal höher als in den beiden anderen Farbkanälen für Rot und Blau. Bei der Ausbildung des optischen Systems für ein derartiges Farbkamerasystem ist daher Sorge zu tragen, daß die optische Auflösung in einem der Farbkanäle, z. B. außerhalb der Schärfenebene, nicht früher auf den durch die

ίο elektrische Bandbreite gegebenen Wert sinkt als in

einem der anderen der Farbkanäle. Vorzugsweise soll dieser Grenzwert in allen drei optischen Kanälen gleichzeitig erreicht werden.

Diese Bedingung ist auch bei einem Farbkamerasystem zu erfüllen, bei welchem der Kanal hoher Auflösung ein Leuchtdichtekanal ist, dessen Spektralverteilung der spektralen Augenempfindlichkeitskurve (Vi) angenähert ist. Das dritte Farbwertsignal, z. B. für die Spektralfarbe Grün, wird bei diesem Kamerasystem elektrisch durch Subtraktion entsprechender Anteile der beiden anderen Farbkanäle, z. B. für Rot und Blau, vom Leuchtdichtesignal erhalten. Dieses ist dann vor dieser Substraktion durch elektrische Filter auf die Bandbreite der übrigen Farbwertsignale zu begrenzen.

Bei einer bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Farbkamerasystems sind zwei Farbkanäle kleiner Auflösung vorgesehen, welche zwei Farbwertsignale für die Primärfarben Rot und Blau erzeugen, während der Kanal hoher Auflösung eine zwischen der Spektralverteilung der Farbe Grün und der Augenempfindlichkeitskurve (V_x) liegende Spektral verteilung aufweist. Bei einem derartigen Farbfernsehkamerasystem wird im Sinne der Erfindung mittels linearer Matrixschaltungen aus dem auf die Bandbreite der Farbwertsignale für Rot und Blau begrenzten Signal hoher Auflösung durch Subtraktion entsprechender Anteile der Farbwertsignale für Rot und Blau das dritte Farbwertsignal für Grün gleicher Bandbreite und durch Addition entsprechender Anteile der Farbwertsignale für Rot und Blau der niederfrequente Anteil des Leuchtdichtesignals gebildet und dieses durch Hinzufügen des hochfrequenten Anteils des Signals aus dem Kanal hoher Auflösung zu einem Leuchtdichtesignal voller Bandbreite ergänzt.

An diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel soll nunmehr die Erfindung mit Hilfe der Figur genauer erläutert werden. In der Figur stellt 1 das optische System der Farbfernsehkamera und die optisch-elektrischen Wandler, z. B. die Bildaufnahmeröhren, dar. Diese liefern zwei Farbwertsignale R und B geringerer und ein Signal W mit einer zwischen der Spektralverteilung der Primärfarbe Grün und der spektralen Augenempfindlichkeitskurve (V₁) liegenden Spektralverteilung hoher Auflösung. Die Farbwertsignale R und B werden, wenn erforderlich, durch Tiefpässe 2 und 3 auf kleinere, unter sich gleiche Bandbreite begrenzt und diese bandbegrenzten Signale Rr und Br der Matrixschallung 5 zugeleitet. Das Signal hoher Auflösung W wird in einer Frequenzweiche 4 in einen hochfreque ilen Anteil Wn und einen niederfrequenten Anteil Wr aufgespalten, wobei der niederfrequente Anteil Wt gleiche Bandbreite wie die Farbwertsignale Rt und Br aufweist. Der niederfrequente Anteil Wr wird ebenfalls der Matrixschaltung 5 zugeleitet.

In der Matrixschallung 5 wird mittels an sich bekannter linearer Matrixschaltungen aus den drei niederfrequenten Signalen Wt, Rt ^und Br einerseits

das dritte Farbwertsignal GV durch Subtraktion entsprechender Anteile der Farbwertsignale Rt und Bt von dein Signal gleicher Bandbreite Wt gebildet. Auf der anderen Seite wird durch Addition entsprechender Anteile der Farbwertsignale Rt- Bt zu dem Signal Wt ein Leuchtdichtesignal Yt gleicher Bandbreite erzeugt. Der höherfrequente Anteil Wu des Signals W von der Frequenzweiche 4 wird in einer Addierstufe 6. gegebenenfalls nach Durchlaufen eines vertikalen und horizontalf requenten Aperturkorrektors 7. dem Leuchtdichtesignal Yj- zugesetzt, um das vollständige Leuchtdichtesignal Y groi3er Bandbreite zu bilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 quenzen aus dem Grünkanal dem Rot- und Blaukanal Patentansprüche: wieder ^zugesetzt (Wireless World, Dezember 1950, Für ein derartiges Farbfernsehsystem ist es auch

1. Farbfernsehkamerasystem mit zwei Färb- 5 schon bekannt, in der Farbfernsehkamera das Grünkanälen kleinerer Auflösung der Primärfarben signal mit größerer Auflösung als die Signale für die Rot und Blau, aus denen zwei Farbwertsignale übrigen Grundfarben zu erzeugen (deutsche Auslegegewonnen werden, und einem Kanal höherer Auf- schrift 1156 841).

lösung, aus dem das Leuchtdichtesignal gewonnen Ein anderer Weg zur Verringerung der Anforderunwird, wobei mit Hilfe des auf die Bandbreite der io gen an die Genauigkeit der Rasterdeckung bei einer Farbwertsignale begrenzten Signals aus dem Kanal Farbfernsehkamera besteht darin, das Leuchtdichtehoher Auflösung durch Matrizierung das dritte signal mittels einer eigenen Bildaufnahmeröhre mit Farbwertsignal der Primärfarbe Grün abgeleitet voller Auflösung (voller Bandbreite) und zwei oder wird, dadurch gekennzeichnet, daß drei Farbwertsignale mit geringerer Auflösung (kleineder Kanal hoher Auflösung ein Signal W führt, 15 rer Bandbreite) zu erzeugen. Für ein derartiges Farbdas eine Spektralverteilung aufweist, die zwischen fernsehkamerasystem ist es bereits bekannt, die Farbder Primärfarbe Grün und der Augenempfindlich- wertsignale (R, G, B) in der Bandbreite zu begrenzen keit Vx liegt, und daß in einer linearen Matrix- und diesen bandbegrenzten Farbwertsignalen die schaltung (5) aus dem bandbegrenzten Signal Wt hohen Frequenzen des getrennt erzeugten Leuchtein Leuchtdichtesignalanteil Yt durch Addition 20 dichtesignals zuzusetzen (deutsche Auslegeschrift und das dritte Farbwertsignal Gt der Primärfarbe 1 254 182).

Grün durch Subtraktion entsprechender Anteile Zur Lösung der Aufgabe, Farbfernschkameras

der Farbwertsignale Rt, Bt der Primärfarben Rot speziell tragbaren Kamerasystemen, eine gute Auf-

und Blau gebildet werden und der Leuchtdichte- lösung und einen guten Signal-Rauschabstand auch

signalanteil Yt durch einen hochfrequenten Signal- 25 ohne zusätzliche Ausleuchtung der aufzunehmenden

anteil Wh des Signals W ergänzt wird. Szenen zu erhalten, wurde bereits ein Farbfernseh-

2. Farbfernsehkamerasystem nach Anspruch 1, kamerasystem zur Erzeugung von Farbfernsehsignalen dadurch gekennzeichnet, daß im Weg des hoch- vorgeschlagen, bei dem ein ankommender Lichtstrahl frequenten Signalanteils Wh eine Aperturkorrek- in mehrere Komponenten aufgespalten wird, bei dem tür vorgenommen wird. 30 wenigstens eine der Komponenten zur Erzeugung von

den Primärfarben Rot und Blau entsprechenden Signalen gefiltert und weiterverarbeitet wird und bei dem eine weitere Komponente zur Erzeugung eines

elektrischen Signals, das einem M-Leuchtdichtesignal

35 in Form eines Mehrfarbensignals entspricht, gefiltert und weiterverarbeitet wird, wobei ein Mehrfarbensignal mit einer spektralen Frequenzgangkurve verwendet wird, das einen Spitzenwert bei einer Wellen-

Bei allen derzeit angewendeten kompatiblen Färb- länge aufweist, welche kleiner als die Wellenlänge des fernsehsystemen (NTSC, PAL, SECAM) wird be- 4" Spitzenwertes des spektralen Frequenzganges des kanntlich ein Leuchtdichtesignal voller Bandbreite, photo-elektrischen Leuchtdichtesignals Y ■■= 0,6 Grün z. B. 5 MHz, und ein Farbartsignal kleinerer Band- und 0,3 Rot und 0,1 Blau ist, jedoch in der Nähe des breite, z. B. 1,5 MHz, in Form eines mit zwei Faib- Spitzenwertes des Grünsignals liegt oder mit diesem differenzsignalen modulierten Farbträgers übertragen. zusammenfällt und die resultierende spektrale Fre-Die kleinere Bandbreite für die Farbinformation nützt 45 quenzgangkurve etwa so breit wie die des Leuchtdas geringere Auflösungsvermögen des Auges für dichtesignals Y ist, das in an sich bekannter Weise das Farbtonunterschiede gegenüber Leuchtdichteunter- Rot-, Blau- und A/-Signal zur Erzeugung eines der schieden aus. Die drei Komponenten des Farbbild- Primärfarbe Grün entsprechenden Signals matriziert signals (Leuchtdichtesignal Y, Farbdifferenzsignale werden und daß in an sich bekannter Weise die Signale R-Y, B-Y) werden in der Regel mittels eines 50 Rot, Blau, Grün und M zur Kombination in ein zu-Coders aus den drei Farbwertsignalen für die drei sammengesetztes Farb-Videosignal codiert werden, Primärfarben R, G, B gebildet. Im Coder werden die das dem gewünschten Sendestandard entspricht (älte-Farbdifferenzsignale auf die für die Übertragung der res Patent 1 916 141).

Farbinformation ausreichende geringere Bandbreite Schließlich wurde auch bereits vorgeschlagen, das

begrenzt. 55 Leuchtdichtesignal aus einem aus den Farbwertin der Farbfernsehkamera werden die drei Färb- Signalen (R, G, B) gebildeten Anteil kleiner Bandbreite wertsignale für die drei Primärfarben R, G, B, wie und aus den hohen Frequenzen eines getrennt erzeugbekannt, von drei optisch-elektrischen Wandlern ten Leuchtdichtesignals zusammenzusetzen.
(Bildaufnahmeröhren) erzeugt, auf deren Photo- Bei der Wiedergabe des Farbfernsehbildcs aus dem

schichten Farbauszugsbilder mit der Spektralverteilung 60 in der vorbeschriebenen Weise erzeugten Farbbildder drei Primärfarben mittels Objektiven und Licht- signal treten im Farbfernsehbild häufig Bildstörungen teilern entworfen werden. in Form von Farbsäumen bei plötzlichen Helligkeits-

Um die Anforderung an die Genauigkeit der Raster- oder Farbtonübergängen auf.

deckung der drei Farbauszugsbilder zu verringern, ist Eine Ursache hierfür besteht darin, daß die von der

es bereits bekannt, hohe Frequenzen des Farbbild- 65 Farbfernsehkamera erzeugten Signale, aus denen das signals nur im Grunkanal zu übertragen und im Rot- Farbbildsignal durch Codierung gebildet wird, Kanä- und Blaukanal durch Filter zu unterdrücken. In den len mit unterschiedlicher Bandbreite bzw. Auflösung Farbfernsehempfängern werden dann die hohen Fre- entnommen werden.