DE1916690A1 - Farbcodiermatrix - Google Patents

Description

6749-69/Sch/ hs 1 q 1 c c Q r»

RCA 60,102 I y I b b y U

U.S. Serial No. 717*655
Piled: April 1, 1968

Radio Corporation of America, New York, N.Y.,V.St.A. Farbcodiermatrix

Die Erfindung betrifft eine Parbcodiermatrix für eine Parbfernseheinrichtung, bei der gleichzeitig mehrere Grundfarbensignalanteile verarbeitet werden. Ferner bezieht sie sich insbesondere auf sogenannte Maskierverstärker bei einer solchen Matrix.

Bei Farbfernseheinrichtungen benötigt man oft Vorrichtungen, welche ein bestimmtes Zusammenmischen der Farbsignalanteile ermöglichen, welche die verschiedenen Farben eines Bildes darstellen. Beispielsweise verlangen die von der Federal Communications Commission der Vereinigten Staaten als Farbfernsehstandard eingeführten Signalspezifikationen die Bildung verschiedener Signale, welche lineare Gemische der entsprechenden Farbanteilsingale in vorbestimmten Verhältnissen und Polaritäten sind. Insbesondere umfassen solche Signalgemische die sogenannten I und Q, Signale, welche in folgender Weise zusammengesetzt sind:

0,60E_R - O,2ÖE_Q - 0,32E_BJ und 0,21E_R - 0,52E_Q + 0_β v/obei E_n, E„ und E₀ die Gamma-korrigierten Spannungen entsprechen^

ti U JD ' ;

der Signale rot, grün bzw. blau sind, welche für eine Farbbildröhre vorgesehen sind. Die erwähnten Signalspezifikationen verlangen weiterhin die Bildung eines sogenannten Y Signals, des Helligkeitsanteils des Farbbildsignals, welches in folgender Weise zusammengesetzt ist:

0, 30E_R + O,59E_Q +0,11E_B

Zur Bildung dieser I, Q und Y Signale aus den jeweiligen Rot-, Grün- und Blausignalen sind Vorrichtungen erforderlich, welche die entsprechenden Farbanteilsignale mit den gewünschten Polaritäten und relativen Amplituden linear zusammenfassen. Eine solche Signalzusammenfassung wird allgemein als Matrizierung

909846/060?

bezeichnet, und die dabei" verwendeten Verstärker werden Matrizierungs- oder Matrix-Verstärker genannt.

Die Erfindung betrifft hauptsächlich Farbcodiermatrixen mit solchen Matrizierungsverstärkern. Insbesondere besteht die Aufgabe der Erfindung darin, Matrizierungsversärker zu schaffen, welche in ihren Eigenschaften hinsichtlich der Durchführung des Maskierungsprozesses bei einer Farbfernseheinrichtung bedeutende Vorteile bringen. Zwar hat der Ausdruck Maskierung in der Farbfotografie eine bestimmte Bedeutung, welche mehr oder weniger auch für das Farbfernsehen zutrifft, dennoch soll seine Funktion für das Farbfernsehen im folgenden etwas näher erläutert werden.

In jedem Farbfernsehsystem treten zwei grundlegende Vorgänge an den Enden der Übertragungskette auf: Die Ableitung der Farbinformationen von einem Bild mit Hilfe eines geeigneten Aufnahmegerätes und die Reproduktion des Bildes aus den Farbinformationen mit Hilfe eines geeigneten Bildwiedergabe-Gerätes. Bei der Aufnahme wird üblicherweise das Licht in bestimmte Farbanteile zerlegt, während bei der Wiedergabe das Bild aus diesen Farbanteilen in der V/eise wieder zusammengesetzt wird, daß es für den Betrachter ebenso wie das Original aussieht.

Wenn die den Teilfarben entsprechenden Informationswerte, welche dem Wiedergabe-Gerät zugeführt werden, anders sind als die Werte, welche das Wiedergabe-Gerät zur Rekonstruktion des Bildes benötigt, dann wird das Originalbild nicht farbgetreu wiedergegeben. Wenn also die Grundfarben, in die das vom aufgenommenen Bild kommende Licht zerlegt wird, nicht den Grundfarben entsprechen, in welchen das Wiedergabe-Gerät die einfarbigen Teilbilder erzeugt, dann müssen Mittel vorgesehen werden müssen, welche die ursprünglich erzeugte Farbinformation in solche Farbinformationswerte umwandelt, welche den Wiedergabegrundfarben entsprechen, wenn man eine farbgetreue Wiedergabe erzielen will.

Diese Umwandlung kann durch eine geeignete Zusammensetzung der ursprünglich erhaltenen Signale erreicht werden, so daß ! Mischsignale entstehen, welche auf die Wiedergabegrundfarben ab- j gestimmt sind. Das bedeutet, daß die in den betreffenden Misch-

Signalen enthaltene Information praktisch einer solchen Inforaia-

909846/0

tion entspricht, welche man erhielte, wenn die Zerlegung des vom Objekt kommenden Lichtes bei der Aufnahme bereits von Anfang an entsprechend den Wiedergabegrundfarben erfolgt wäre. Diese Grunfarbenverschiebung wird als Farbmaskierung bezeichnet, entsprechend den Maskierungsschritten bei der Farbfotografie zur Erreichung ähnlicher Grundfarbenverschiebungen. Die zur Erzeu- ^! gung einer solchen elektronischen Farbmaskierung verwendete Vorrichtung wird als Maskierverstärker bezeichnet.

Die Erfindung soll nun die bekannten Marklerverstärker, mit welchen Farbanteilsignale in gewünschten Amplitudenverhältnissen und Polaritäten linear zusammengesetzt werden, derart verbessern, daß die Einstellungen für die Signalzusammensetzungen wesentlich vereinfacht werden. Insbesondere sollen die erfindungsgemäßen Maskierverstärker sich durch einen ständigen Weißabgleich unabhängig von den Einstellungen der Farbsignalanteil-Verhältnisse auszeichnen. Wenn mit solchen Maskierverstärkern eine Gruppe von Farbanteilsignalen verändert werden soll, dann müssen ihre Ausgangssignale so abgeglichen sein, das sie zusammen Weiß oder einen Grauwert ergeben. Wenn also das vom Objekt kommende Licht eine Farbe hat, die in der Fernsehanlage als weiß gilt, dann müssen die Ausgangssignale des Maskierverstfirkers untereinander gleich sein.

Bei bekannten Maskierverstärkern mit Weißabgleich, erfordert jedoch eine Einregelung eines Eingangssignalanteils zur Erreichung einer bestimmten Ausgangssignalzusammensetzung zwangsläufig und in unerwünschter Weise eine Nachregelung der anderen zugeführten Signalanteile, damit die gewünschte Zusammensetzung des Ausgangssignals erhalten wird. Wenn beispielsweise eine Einstellung erforderlich ist, durch welche ein Rot-Signalanteil eines Farbfernsehsignals zugefügt werden soll, dann treten gleichzeitig unerwünschte Komponenten in den Blau- und Grün-Signalkanälen des ! Maskierverstärkers auf. Dieser. Nachteil soll durch die Erfindung vermieden werden, so daß die Einstellungen unabhängig voneinander I werden und eine zur Änderung nur eines Farbanteils durchgeführte ! Justierung nur diesen einen Farbanteil beeinflußt.

Diese Aufgabe wird bei einer Faocodiermatrix für eine Farbfernseheinrichtung, bei der gleichzeitig mehrere Grundfarben-

9098 4 6/0607

BAD ORIGINAL

^:- -4 - 1916 69 O

: signalanteile verarbeitet werden, erfindungsgemäß gelöst durch eine der Matrix die Grundfarbensignalanteile zuführende Eingangsschaltung, durch eine erste Signalkombinationsschaltung zur Kombinierung eines ersten Grundfarbensignalanteils mit einem zweiten Orundfarbensignalanteilj sowie eine zweite Signalkombinationsschaltung zur Kombinierung des ersten Grundfarbensignalanteils mit einem dritten Grundfarbensignalanteil, ferner durch einen Amplitudendiskriminator, der entsprechend den Ausgangssignalen der beiden Signalkombinationsschaltungen eine Ausgangsspannung .liefert, welche ein Maß für die Amplitude desjenigen Grundfarbensignalanteils oder desjenigen Komplementärfarbensignalanteiis istj welcher im Fernsehbild vorherrscht, durch einen mit dem Amplitudendiskriminator gekoppelten Regler zum Einstellen der Amplitude und/oder.Polarität der Ausgangsspannung und zur Lieferung einer zur Farbeinstellung geeigneten Spannung, sowie durch Addierschal-ί tungen und Koppelelemente zur Koppelung der vom Regler geliefer- j ten Spannung und eines der Grundfarbensignalanteile auf die Addier schaltung. .j

Der erfiridungsgemäße Weißabgleich-Masklerverstärker verarbeitet jedes Farbanteil-Elngangsslgnal so, daß ein Paar Farbdifferenzsignale erzeugt werden. Die relativen Amplituden dieser Signale werden verglichen, so daß man Steuerspannungen erhält, welche ein Maß für die vorherrschende Farbe im Originalbild sind und welche dann in bestimmter Weise zu einzelnen Farbanteils- ί Eingangssignalen addiert oder von ihnen subtrahiert werden, so f daß der Farbton und die Sättigung in der Farbsignalinformation ! geändert werden. Der erfindungsgemäße Maskierverstärker arbeitet I so, daß die Farbdifferenzsignale verschwinden, wenn die Eingangs-f

; signale weiß oder einem Grauton entsprechen, und daß die einzelne^ ί Matrixeinstellungen keinen Einfluß auf den Weißabgleich der Ausgangssignale des Maskierverstärkers haben. Da bei Maskierverstärkern die Farbmaskierung durch eine Zusammenfassung der aus j den Farbdifferenzsignalen erzeugten Steuersignale mit einem durchlaufenden Signal erfolgt, ergibt sich eine bedeutende Verbesserung hinsichtlich des Rauschens im Verstärkerausgangssignal, da J kein Korrektursignal zugefügt wird, solange eine Farbe vorliegt, und daher in diesem Fall auch kein zusätzliches Rauschen einge-

^: fügt wird.

9098/.8/0607

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Darstellungen von Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Farbcodiermatrixj

Figuren 2a, 2b, 3a und 3b Farbdreiecke zur Erläuterung der Wirkungsweise der in Figur 1 dargestellten Matrix;

Figur 4 und 5 Abwandlungen der in Figur 1 dargestellten Matrix.

Die in Figur 1 dargestellte Farbcodiermatrix dient besonders zum Zwecke der Farbmaskierung der vorerwähnten Art mit Sättigungs- und Farbwerteinstellung.

Zum Zwecke der Vereinfachten Darstellung sei angenommen, daß der Maskierverstärker nach Figur 1 in einer Farbfernsehschaltung betrieben werde, welcher Rot-, Qrün-und Blausignale einer bekannten Farbkamera, beispielsweise einer 3-Röhrenkamera, zugeführt werden. Ferner sei angenommen, daß jedes Farbkomponentensignal mit der gleichen Polarität, nämlich für die nachfolgende Beschreibung positiv, geliefert werde.

In der Zeichnung sind daher die Eingangsklemmen zur Bezeichnung der Farbkomponente mit einem entsprechenden Buchstaben und mit einem Pluszeichen für ihre Polarität gekennzeichnet. Es handelt sich um 3 Eingangsklemmen +R_1n* + G_1n und +B_1n. Drei Koppelleitungen 10, 11 bzw. 12 verbinden diese Eingangsklemmen mit Addierschaltungen 50, 51 bzw. 52,

Außer den über die Farbeingangsklemmen +Rj_n * ^+gin ^{und +B}IN übertragenen Farbkomponentenslgnalen werden den Addierschaltungen 50, 51 und 52 über andere Leitungen 13» I^ bzw. 15 zusätzliche Steuerspannungen zur Einstellung des Farbwertes und der Sättigung eines zugeführten FarDsignales in der vorbeschriebenen Weise zugeführt. Die eingestellten Ausgangssignale der Addierschaltungen 50, 51 bzw. 52 erscheinen an drei Ausgangsklemmen ^R0UT * ⁰OUT "¹^ ⁰OUT*

909846/0607

Der in Figur 1 dargestellte Matrixverstärker enthält j ferner sechs Paare von Differenzverstärkern 20 und 21; 20a' und 21a; 20b und 21b; bis 2Oe und 21e. Jedes Paar dieser Differenzverstärker steuert eine nicht addierende Mischschaltung 22, 22a, 22b bis 22e an. Weiterhin verbinden Leitungen 16, 17 bzw. l8 die ■ Eingangsklemmen +R_T„ , +B_TM und +G₁... mit den verschiedenen DIf-

IN IN IN

ferenzverstärkern.

Die Schaltung für die Korrektur des Grünsignals enthält die Differenzverstärker 20 und 21, die beide über die Leitung l8 mit der Eingangsklemme G_TN verbunden sind. Die Leitung 17 verbindet die Eingangsklemme Bj_n mit.dem Differenzverstärker 21 und die Leitung 16 verbindet die Eingangskiemrae R_1n mit dem Differenz■.*■ verstärker 20. Der Verstärker 20 is so geschaltet, daß er an seiner Ausgangsklemme ein Differenzfarbsignal G-R liefert, welches auf die Kathode eines Gleichrichters 23 in der Schaltung 22 gekoppelt wird. Der Verstärker 21 ist ähnlich geschaltet und liefert an seinem Ausgang ein Farbdifferenzsignal G-B, das auf die^ Kathode eines zweiten Gleichrichters 24 der Schaltung 22 geführt ist. _r .. ■

Der Matrixverstärker enthält ferner einen Koppelgleichrichter 25* ein Paar Inverter 30 und 31 und ein Paar Potentiometer 4o und 4l. Die Anode des Gleichrichters 25 ist mit den Anoden der Gleichrichter 23 und ß4 und außerdem über einen Widerstand 27 mit einem positiven Potential +V, verbunden. Seine Kathode liegt unmittelbar jeweils an einem Ende der Potentiometer 40 und 41, welche mit +G¹ bezeichnet sind, und über den Inverter 30 jeweils am anderen, mit -G.' bezeichneten Ende dieser Potentiometer. Der Abgriff des Potentiometers 40 ist über die Leitung : 15 mit der Addierschaltung 51 Verbunden, während der Abgriff des ; Potentiometers 4l über die Leitung 13 mit der Addierschaltuhg 50 • und den Inverter 31 und die Leitung 14 mit der Addierschaltung. 52 verbunden ist.

Die Kanäle 42 und 43 für das Blau- und Rotsignal sind entsprechend dem soeben beschriebenen aufgebaut, wobei jedoch Im Kanal 42 die Verstärker 20a und 21a so angeordnet sind, daß sie ', . FarbdifferenzsignaleB-G und B-R liefern, während im Kanal 43 die j Verstärker 20b und 21b so angeordnet sind, daß sie Farbdifferenz-

— Y -

signale R-G und R-B liefern. Außerdem ist im Blaukanal 42 der . Abgriff des Potentiometers 4Oa mit der Addierschaltung 52 verbunden während der Abgriff des Potentiometers 4la mit den Addierschaltungen 50 bzw. 51 verbunden ist. Der Rotkanal 43 ist in entsprechender Weise geschaltet, wie es die Figur zeigt. ■

Zur Erläuterung der Vorteile dieser Schaltung sei auf die Farbdreiecke gemäß den Figuren 2 Bezug genommen. Hier befinden sich die drei Grundfarben rot, grün und blau an den Eckpunkten eines Dreiecks. Fast jeder Farbton und jede Sättigung kann, durch einen Punkt innerhalb dieses Dreiecks dargestellt werden. Der Mittelpunkt 200, in welchem sich die drei Winkelhalbierenden schneiden, stellt Weiß dar. Längs der Linie 201-200, welche den Grün-Eckpunkt mit dem Weiß-Punkt verbindet representiert den Farbton eines reinen GrUn, dessen Sättigung von einem Maximum am Punkt 201 zum Punkt 200 abnimmt. Ein Fortschreiten auf der Linie 201-200 bedeutet daher das Zufügen exakt gleicher Beträge von Rot und Blau zu dem Grün oder auch das Zufügen verschiedener Grünbeträge. Ein Zufügen von Rot und Blau in ungleichen Beträgen , ergibt sich bei Fortschreiten auf einer anderen Linie und bedeu- j tet eine Änderung der Farbe.

Eine Verlängerung der Linie 201-200 führt schließlich zu ' einem Schnittpunkt mit der Blau- Rot- Grundlinie des Farbdreiecks am Punkt 202 entsprechend der Komplementärfarbe Magenta, Vielehe sich aus gleichen Beträgen von reinem Rot und reinem ι Blau zusammensetzt. Die Linie 203-200-204, welche vom Rot-Eckpunkt durch den Weiß-Punkt zur Blau-Grün-Linie des Farbdreieckes | verläuft, schneidet diese Linie bei der Komplementärfarbe Zyan, ι welche aus gleichen Beträgen reinen Grüns und reinen Blaus be- : steht. Entsprechend schneidet die Linie 205-200-206, welche vom Blau-Eckpunkt durch den Weiß-Punkt des Farbdreiecks gezogen ist, die Rot-Grün-Linie am Punkt 206 bei der Komplementärfarbe Gelb. ;

Ein Farbbild, in welchem der Farbton Grün vorherrscht, läßt sich durch die in den Figuren 2A und 2b schattierten Flächen darstellen. Die ein solches Bild enthaltende Signalinformation läßt an der Anode des Gleichrichters 25 eine Spannung entstehen, welche genügend stark positiv ist, um vom Gleichrichter durchgelassen zu werden. Die Spannungen an den Anoden der Gleichrichter

903846/0 60T

25a und 25b und an den Kathoden der Gleichrichter 25c bis 25e reicht dagegen nicht aus, um diese Gleichrichter leitend zu machen .

Die nicht addierende Mischschaltung 22 wählt die am stärksten negativen (am wenigsten positiven) Farbdifferenzsignale G-R und G-B, welche von den Verstärkern 20 und 21 erzeugt werden, aus, und wenn das Ergebnis positiv 1st, dann muß die durch den Gleichrichter 25 übertragene Signalspannung G' in die vorherrschende Grünfläche des Farbdreiecks fallen.

Ist auf diese Weise festgestellt worden, daß die Signalspannun G' für die in Figur 2 veranschaulichten Verhältnisse tatsächlich die Farbe Grün bedeutet, dann wird die Signalspannung G' zur Veränderung der Signale R_1n, G,_n und B_-_N benutzt. Insbesondere kann durch eine Einstellung de?? Abgriffe der Potentiometer

40 und 4l die Sättigung und/oder der Farbwert des sich ergebenden-Farbsignals verändert werden, wenn an einem Ende der Potentiometer 40 und 4l das Signal +G', und am anderen Ende dieser Potentiometer infolge des Inverters JQ das Signal -G¹ anliegt.

Wenn der Abgriff des Potentiometers 4l in seiner mittlereik Lage gehalten wird, dann wird durch eine Veränderung der Abgriffs* lage des Potentiometers 40 in einer Richtung über die Leitung 15 \ eine Spannung +G¹ zum Signal +G_1n hinzugefügt, welches über die j Leitung 11 an der Addierschaltung 51 liegt, während eine Lageänderung des Abgriffs in der entgegengesetzten Richtung die Span-_: nung -G¹ zum Signal +G^_n hinzufügt. Da durch das Potentiometer

41 und die Leitungen Ij5 und 14 in diesem Falle gleiche Spannungen; G¹ (nämlich Null) auf die Addierschaltungen 50 und 52 gegeben _r werden, ergibt sich insgesamt eine Änderung der Sättigung des ' Grünanteils ohne Beeinflussung der Gesamtfarbe eines anschließend! wiedergegebenen Bildes. J

Die Wirkung einer solchen Änderung der Abgriffseinstel- j lung des Potentiometers 4o ist in Figur 2a veranschaulicht, wo das Zufügen einer Spannung G¹ zu dem Signal +G_1n eine Verlängerung der Grün-Fläche des Farbdreiecks (gestrichelte Linien ^00) be- | deutet, während die Hinzufügung einer Spannung -G¹ zum Signal I +G_1n einer Verkleinerung der Orün-Fläche (gestrichelte Linien 310) entspricht.

90 9 846/0 607

-9- 1 91 669Q

Zur Veränderung des Farbtons des zu reproduzierenden Farbbildes wird der Abgriff des Potentiometers 40 in seine mittlere Lage eingestellt, während der Abgriff des Potentiometers 41 Je nach der gewünschten Änderung nach einer Seite von seiner Mittellage verstellt wird. Verschiebt man beispielsweise den Abgriff des Potentiometers 4l auf dasjenige Potentiometerende zu, an welchem die Spannung +G¹ erscheint, so wird eine positive Spannung über die Leitung IJ zur Addierschaltung 50 gekoppelt, welche das Farbsignal +Ry_N über die Leitung 10 erhält. Gleichzeitig kehrt der Inverter 51 die Polarität der am Schleifer des Potentiometers 41 anliegenden positiven Spannung um, so daß über die Leitung 14 eine negative Spannung zur Addierschaltung 52 gelangt, welche außerdem über die Leitung 12 das Farbsignal +B™ erhält.

Die Wirkung dieser Einstellung des Potentiometers 4l würde nun zur Folge haben, daß eine positive Spannung zu dem Signal +R_1n addiert wird und daß eine positive Spannung von dem Signal +B_1n subtrahiert wird, so daß die Spitze der Grün-Fläche des Farbdreiecks entsprechend Figur 2b nach rechts verschoben würde, wie die gestrichelte Linien 320 veranschaulichen. Umgekehrt würde eine Einstellung des Abgriffs des Potentiometers 4l von seiner mittleren Lage auf dasjenige Ende zu, an dem die Spannung -G¹ erscheint, die Wirkung der Addition einer negativen Spannung zum Signal +R_1n an der Addierschaltung 50 und der Addition einer positiven Spannung zum Signal +B_1n an der Addierschaltung 52 haben, so daß die Spitze der Grün-Fläche des Farbdreiecks gemäß Figur 2b nach links verschoben wird (gestrichelte Linien

Eine entsprechende Steuerung läßt sich für die Grundfarben Rot und Blau in den Kanälen 4j3 und 42 erreichen. Wenn näm-

am
lieh die am meisten negativen (oderSchwächsten positiven) Farbdifferenzelgnale R-G und R-B positive Polarität·» haben, dann ist die vorliegende Farbinformation überwiegend rot, und es steht eine Steuerspannung R¹ zur Veränderung der Sättigung des Rot-Farbantells und zur Änderung der Farbe des insgesamt reproduzierten Bildes zur Verfügung, und es wird keine Steuerspannung durch die anderen Farbkanäle 42 und 44 bis 47 erzeugt.

Sind die am stärksten negativen (oder am wenigsten positi-j

909846/QSOT ""

ven) Farbdifferenzsignale B-R und B-G positiv, dann ist die Farbinformation überwiegend Blau, und es steht eine Steuerspannung B' zur Veränderung der Sättigung der Blau-Farbkomponente und der Färbe des Bildes zur Verfügung, und es wird in den anderen Farbkanälen 43 bis 47 keine Steuerspannung erzeugt. .

Der Maskierverstärker arbeitet also mit den· Komplementärsignalen Magenta, Zyan und Gelb. Die Differentialverstärker 20c und 21c liefern Farbdifferenzsignale G-H und G-B an die nicht addierende Mischschaltung 22c. Diese Schaltung 22c enthält die Gleichrichter 25c und 24c und einen Widerstand 27c, welcher zu einer negativen Potential -V₂ geführt ist. Die Polung der Gleichrichter 23c und 24c und 25c ist umgekehrt wie die der Gleichrichter 23, 24 und 25. Außerdem ist das Potentiometer 40e für die Einstellung der Magentasättigung mit beiden Addierschaltungen 50 und 52 gekoppelt, denen je nach der Einstellung des Potentiometers 4lc Magenta-Signalspannungen entgegengesetzter Polarität zugeführt werden.

Aus den in den Figuren ^a und 3b dargestellten Farbdreiecken ist ersichtlich, daß ein Farbsignal überwiegend die Farbe ; Magenta darstellt, wenn die am stärksten positiven (oder am we- ^; nigsten negativen) Farbdifferenzsignale G-R und G-B negativ sind.f Dieser Fall tritt ein, wenn die negative resultierende Signalspannung M¹, welche durch den Gleichrichter 25e gelangt, in die schattierten Flächen der Farbdreiecke fällt. Die Steuerung der Sättigung des resultierenden Farbsignals wird durch Einstellung des Abgriffs des Potentiometers 40e erreicht, so daß gleiche Anteile der Steuerspannung M¹ zu den Signalen +Rj_n und +Bj_n addiert (oder subtrahiert) werden, welche den Addierschaltungen 50 und 52 zugefügt werden, und daß der Abgriff des Potentiometers

4lc in seine Mittellage eingestellt wird. ;

Die Einstellung des Farbtones erfolgt in genau der glei- [

chen Weise wie beim Grünsignal; der Abgriff des Potentiometers j

4lc wird so eingestellt, daß ein Teil der resultierenden M⁸ zu j

dem auf die Addierschaltung gekoppelten Signal +Rj_n addiert (oder j

subtrahiert) wird, während gleichzeitig eine gleiche Steuerspan- ^: nung zu dem auf die Addierschaltung 52 gekoppelten Signal +B™

subtrahiert (oder addiert) wird. Die Wirkung der Einstellung !

"gif9 8 A 6 / Ö 6 0 7

des Abgriffs des Potentiometers 4Oc ist in Figur 5a veranschaulicht, wo ein Anwachsen oder Abschwächen der Sättigung durch Ausdehnen (gestrichelte Linien 525) oder durch Zusammendrücken (gestrichelte Linien 550) der kreuz-schraffierten Magentaflache dargestellt ist. Die Wirkung der Einstellung des Abgriffs des Potentiometers 4lc bei verstärkter Sättigung ist in Figur 3b veranschaulicht, wo die gestrichelten Linien 555 das Zufügen eines Anteils der Steuerspannung M¹ zu dem Signal +R_TN und ein gleich großes Abziehen dieser Steuerspannung vom Signal +Bj_n angedeutet ist und wo die gestrichelten Linien die Subtraktion eines Teiles der Spannung M¹ von dem Signal +Rj_n und eine gleiche Addition dieser Spannung zu dem Signal +Bj_n andeuten.

Eine entsprechende Steuerung läßt sich für die Koplementärfarben Zyan und Gelb in den Kanälen 46 und 4 Y erreichen. Wenn die am stärksten positiven (oder am wenigsten negativen) Farbdifferenzsignale R-G und R-B negative Polarität haben, dann herrscht die Farbinformation Zyan vor und im Kanal 47 steht eine negative Steuerspannung C¹ zur Änderung der Sättigung des resultierenden Farbsignals und des Farbtons des insgesamt wiedergegeoenen Bildes zur Verfugung. Wenn die Farbdifferenzsignale B-R und B-G am stärksten positiv (oder am wenigsten negativ) sind, dann herrscht die Farbinformation Gelb vor, und ein negatives Steuersignal Y¹ steht im Kanal zur Änderung der Sättigung des Farbsignals und des Farbtons des Bildes zur Verfügung.

Die in den Figuren 4 und 5 gezeigten Maskierverstärker sind Abwandlungen der in Figur 1 gezeigten Verstärker für Rot-Grün-Blau und Magenta-Gelb-Zyan. Insbesondere sind die Differenzverstärker 20 und 21, die nicht-addierende Mischschaltung 22 und Koppelgleichrichter 25 nach Figur 1 in Figur 4 abgewandelt; so daß an der Anode des Gleichrichters 25f eine Spannung anliegt, welche einem vorherrschend grünen Bild entspricht, wenn die am stärksten positiven ( oder am wenigsten negativen) Farbdifferenzsignale R-G und B-G dort negativ sind. ,

Ähnlich sind die Differenzverstärker 20c unf 21c, die \ Schaltung 22c und der Koppelgleichrichter 25c nach Figur 1 in Figur 5 abgewandelt, so daß an der Kathode des Gleichrichters 25 eine Spannung entsteht, welche einen vorherrschend magenta-

90 9 84 6 /0 607

farbenen Bild entspricht, wenn die am stärksten negativen (oder am wenigsten positiven) Farbdifferenzsignale R-Q und B-G an dieser Stelle positiv sind. (In den Figuren 4 und 5 sind für die Signale die gleichen Symoolbezeichnungen verwendet, obwohl die Polarität umgekehrt ist).

In entsprechender Weise kann außerdem der Maskierverstärker nach Figur 4 für die Grundfarben Rot und Blau verwendet werden, während die Verstärker nach Figur 5 für die Komplementär-.farben Zyan und Gelb verwendbar sind. !

In der bisherigen Beschreibung erfolgte die gesamte Signalverarbeitung unter Verwendung der Farbdifferenzsignale G-R,, G-B usw. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß die Weiß-Balance erhalten bleibt, da für Weiß oder für Grautöne die Farbsignale Rot, Grün und Blau gleich sind und die Farbdifferenzsignale sämtlich Null sind. Ein zweiter Vorteil dieser Art der Signalverarbeitung ergibt sich daraus, daß eine Sättigungs und/oder : Farbtonkorrektur nur möglich ist, wenn eine Farbe vorliegt, und j daher kein Signal zugeführt wird und auch kein Rauschen durch _; einen der verschiedenen Kanäle 42 bis 47, außer durch den Kanal j der vorherrschenden Farbe eingekoppelt wird. Höchstens zwei der ', Kanäle 42 bis 47 fügen in einem Zeitpunkt Korrektursignale zu den Signalen R_1n, B_1n und G_1n ·

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das einem Farbsignal zugefügte Rauschen nur von zwei Signalquellen Beiträge enthält, nämlich von den beiden vorliegenden Farbdifferenzsignalen, nicht dagegen von drei Signalquellen, wie es der Fall wärei wenn jede der Primärfarben (oder Komplementärfarben) zur Ein- j stellung der Sättigung oder des Farbtones herangezogen würden.

Ein Anwendungsfall, zu welchem der beschriebene Maskierverstärker herangezogen worden ist, besteht in der Verbesserung der Colorimetry einer Studio-Farbkamerakette. Wenn dort beispielsweise festgestellt worden ist, daß die Farbkamera nur eine geringe Rotempfindlichkeit hat, dann konnte die Farbtreue der Enddarstellung verbessert werden, indem man die Rotsättigung in der vorstehend beschriebenen Weise vergrößerte. Zur Korrektur eines Blaustiches eines Magentaobjekts, welches mit einer solchen

909846/0607

Kamera aufgenommen wurde, konnte die Magenta-Parbtonsteuerung so eingestellt werden, daß der Pegel der Rotinformation In der beschriebenen Weise angehoben wurde.

909846/Q6Q7

Claims (12)

1. Patentansprüche

   Farbcodiermatrix für eine Farbfernseheinrichtung, bei der gleichzeitig mehrere Grundfarbensignalanteile verarbeitet werden, gekennzeichnet durch eine der Matrix die Grundfarbensignalanteile zuführende Eingangsschaltung : (1, 2, 3)* durch eine erste Signalkombinationsschaltung (20) zur Kombinierung eines ersten Grundfarbensignalanteils (G) mit einem zweiten Grundfarbensignalanteil (R), sowie eine zweite Signalkombinationsschaltung (21) zur Kombinierung des ersten Grundfarbensignalanteils (G) mit einem dritten Grundfarbensignalanteil (B), ferner durch einen Amplitudendiskriminator (Diode 25) der entsprechend den Ausgangssignalen der beiden Signalkombina^ tionsschaltungen (20, 21) eine Ausgangsspannung liefert, welche ein Maß für die Amplitude desjenigen Grundfarbensignalanteils oder desjenigen Komplementärfarbensignalanteils ist, welcher im Fernsehbild vorherrscht, durch einen mit dem Amplitudendiskriminator gekoppelten Regler (40, 4l) zum Einstellen der Amplitude und/oder der Polarität der Ausgangsspannung und zur Lieferung einer zur Farbeinstellung geeigneten Spannung, sowie durch Addierschaltungen (50, 51* 52) und Koppelelemente (13* 14, 15) zur Koppellung der vom Regler (40, 4l) gelieferten Spannung und eines der Grundfarbensignalanteile auf die Addierschaltungen (50, 51, 52).
2. 2. Farbcodiermatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalkombinationsschaltungen (20, 21) je eine Umkehrschaltung zur Umkehrung der Polarität des ihnen zugeführten zweiten (R) und dritten (B) Grundfarbensignalanteils gegenüber der Polarität des ersten Grundfarbensignalanteils (G) und zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Farbdifferenzsignales unterschiedlicher Amplituden aufweisen.
3. 3· Farbcodiermatrix nach Ansprueh 1 oder 2, d a d u r 0 ij gekennzeichnet, daß der Regler (4O₅ 41) eine erste. Γ eine zweite und eine dritte Steuerspannung (auf den Leitungen 13;

   909846/0607

   l4, 15) liefert, daß drei Addierschaltungen (50, 51* 52) mit einem gemeinsamen Ausgang vorgesehen sind, daß die Leitungen (15, l4, 15) je eine der Steuerspannungen zusammen mit einem ausgewählten Grundfarbensignalanteil zu einer der Addierschaltungen führen, so daß der Farbton und/oder die Sättigung des Fernsehbildes, welches durch die am Ausgang der Addierschaltungen auf' tretenden zusammengefaßten Farbsignalanteile dargestellt wird, gebildet werden.
4. 4. Farbcodiermatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsschaltung (l, 2, 3) der Matrix die Grundfarbensignalanteile Rot, Grün, Blau zuführt, daß die beiden Signalkombinationsschaltungen (20, 21) aus den beiden ihnen jeweils zugeführten Grundfarbensignalanteile ein erstes und ein zweites Farbdifferenzsignal erzeugen, deren Amplituden sich unterscheiden und welche von der Form X-Y und X-Z sind, und daß der Amplitudendiskriminator eine Spannung liefert, welche ein Maß für denjenigen Grundfarbenanteil ist, welcher in einem Fernsehbild vorherrscht, wenn die am stärksten negative Amplitude X-Y oder X-Z eine positive Polarität hat.
5. 5· Farbcodiermatrix nach Anspruch 1 oder J, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaleingangsschaltung (1, 2, 3) der Matrix Grundfarbensignalanteile der Faroen Rot, Grün bzw. Blau mit den Komplementärfarbenanteilen Zyan, Magenta bzw. Gelb zuführt, daß die beiden Signalkombinationsschaltungen (20, 21) aus den beiden ihnen zugeführten Grundfarbensignalanteilen ein erstes und ein zweites Farbdifferenzsignal erzeugen, wel-s ehe sich in ihren Amplituden unterscheiden und von der Form X-Y und X-Z sind, und daß der Amplitudendiskriminator eine Ausgangs- \ spannung liefert, die ein Maß für denjenigen Komplementärfarbenanteil ist, welcher in einem Fernsehbild vorherrscht, wenn die am stärksten positiven Amplituden X-Y und X-Z negative Polarität haben. I

   90 9846/ 0 60 7
6. 6. Farbcodiermatrix nach Anspruch 4, dad ure h gekennzeichnet, dafl der Regler (40, 41) bei Auftreten der der vorherrechenden Grundfarbe entsprechenden Spannung eine erste Steuerspannung liefert, daß drei Addierschaltungen (50, 51, 52) mit einem gemeinsamen Ausgang vorgesehen sind und .daß die Koppelelemente (Ij5, 14, 15) die weniger vorherrschenden beiden Grundfarbensignalanteile auf die erste und die zweite Addierschaltung (50 bzw. 52) die erste Steuerspannung und den vorherrschenden Grundfarbensignalanteil aus den Farben Rot, GrUn und Blau dagegen auf die dritte Addierschaltung (51) zur Bildung der Sättigung des Fernsehbildes, welches von den am gemeinsamen Ausgang der Addierschaltungen zusammengefaßten Farbsignalanteilen dargestellt wird, koppeln.
7. 7. Farbcodiermatrix nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (40, 4l) bei Auftreten einer der vorherrschenden Grundfarbe entsprechenden Spannung eine erste und eine zweite Steuerspannung liefert« daß drei Addierschaltungen (50, 51, 52) mit einem gemeinsamen Ausgang vorgesehen sind, daß die Koppelelemente (13, 14, 15) die weniger vorherrschenden beiden Grundfarbensignalantelle auf die erste bzw. zweite. Addierschaltung (50 bzw. 52), die erste und die zweite Steuerspannung auf die erste bzw. zweite Addierschaltung, und den vorherrschenden Grundfarbensignalanteil der Farben Rot, GrUn und Blau auf die dritte Addierschaltung (51) zur Bildung des Farbtones des durch die am gemeinsamen Ausgang der Addierschaltungen auftretenden kombinierten Farbsignalanteile dargestellten Bildes koppeln.
8. 8. Farbcodiermatrix nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (4l) bei Auftreten einer der vorherrschenden Grundfarbe entsprechenden Spannung weiterhin eine zweite und eine dritte Steuerspannung liefert, und daß die Koppelelemente die zweite und dritte Steuerspannung zur ersten biw. swelten Addiersehaltung (30 bzw. 52) koppeln, so dal aus den weniger vorherrechenden Grundfarbensignalanteilen zusätzlich der Farbton des Fernsehbildes ««bildet wird, welohes

   909846/0107

   BAD ORIGINAL

   durch die am gemeinsamen Ausgang der Addierschaltungen auftretenden kombinierten Farbsignalanteile dargestellt wird.
9. 9. Parbcodiermatrix nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (40, 4l) bei Auftreten einer der vorherrschenden Komplementärfarbe antspreohenden Spannung eine erste Steuerspannung liefert, daß drei Addierschaltungen (50, 51, 52) mit einem gemeinsamen Ausgang vorgesehen sind, und daß die Koppelelemente zwei der Grundfarbensignal j·

   anteile, welohe zur Bildung des Farbtones desjenigen Komplementärfarbensignalanteils aus den Farben Zyan, Magenta und OeIb j zusammengefaßt sind, auf die erste bzw. zweite Addierschaltung (50, 52) koppeln, ferner die erste Steuerspannung auf die erste und zweite Addierschaltung (50, 52) koppeln und schließlich den dritten der Orundfarbensignalantelle auf die dritte Addierschaltung (51) zur Bildung des Sättigungswertes des Fernsehbildes koppeln, welches durch die am Ausgang der Addierschaltungen auftretenden zusammengefaßten Farbsignalkomponenten dargestellt wird.
10. 10. Farboodiermatrix nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (40, 41) bei Auftreten einer der vorherrschenden Komplementärfarbe entsprechenden Spannung eine erste und eine zweite Steuerspannung liefert, daß drei Addierschaltungen (50, 51, 52) mit einen gemeinsamen Ausgang vorgesehen sind und daß die Koppelelemente (13, 14, 15) diejenigen beiden Qrundfarbenslgnalanteile, welohe zur Bildung des Farbtones desjenigen vorherrschenden Komplementärfarbensignalanteils der Farben Zyan, Magenta und OeIb zusammengefaßt sind, auf die erste bzw. sweite Addierschaltung koppeln, ferner die erste und zweite SHeuerepannung auf die erste und zweite Addierschaltung koppeln UiHl schließlich die dritte der Orundfarbeneignalanteile auf die tfltte Addierschaltung zur. Bildung des Farbtones des Fernsehbildes koppeln, welohes duroh die am Ausgang der Addierschaltungen auftretenden zusammengefaßten Farbsignalanteile dargestellt wird. .

    BAD ORIGINAL

    9098A6/0607
11. 11. Farcodlermatrlx nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler bei Auftreten einer der vorherrschenden Komplementärfarbe entsprechenden Spannung eine zweite und eine dritte Ausgangsspannung liefert« daß die Koppelelemente diese zweite und dritte Ausgangsspannung auf die erste bzw. zweite Addierschaltung koppeln, so daß sie mit den ebenfalls zugeführten Qrundfarbensignalanteilen zusätzlich den -Farbton des Fernsehbildes bestimmen, welches durch die am Ausgang der Addierschaltungen auftretenden zusammengefaßten Farbsignalanteile dargestellt wird.
12. 12. Farbcodiermatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Matrix durch die Eingangs- , schaltung (1, 2, 3) Grundfarbensignalanteile der Farben Rot, OrUn¹ und Blau zugeführt werden, daß die beiden Signalkombinationsschal 4-tungen (20, 21) aus den ihnen jeweils zugeführten beiden Orund- ; farbenslgnalanteilen ein erstes und ein zweites Farbdifferenz- | signal erzeugen, welche sich in ihren Amplituden unterscheiden und von der Form X-Y und X-Z sind, und daß der Amplitudendiskriminator eine Spannung liefert, welche ein Maß für denjenigen der Orundfarbenanteile ist, weloher in einem Fernsehbild vorherrscht, wenn die am stärksten positiven Amplituden X-Y und X-Z negative Polarität haben.

    1J5. Farbcodiermatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangssohaltung (1, 2, j5 der Matrix Orundfarbenanteile der Farben Rot, OrUn und Blau mit den Komplementärfarbsignalantedlen Zyan, Magenta und Gelb zuführen, daß die beiden Signalkombinationsschaltungen (20, 21) aus den ihnen jeweils zugeführten Grundfarbensignalanteilen ein erstes und ein zweites Farbdifferenzsignal bilden, welche sich I in ihren Amplituden unterscheiden und von der Form X-Y und X-Z sind, und daß der Amplituden-diskriminator eine Spannung liefert, welche ein Maß für denjenigen Komplementärfarbenanteil ist, welcher in einem Fernsehbild vorherrscht, wenn die am stärksten negativen Amplituden X-Y und X-Z positive Polarität haben.

    BAD ORIGiNAL

    9098 4 6/0607

    Leerseite