DE2908803C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Weißbalance-Regelsy­ stem für ein kodiertes Farbfernseh-Signalgemisch, mit einer Einrichtung zur Erzeugung von drei Primärfarbensignalen Grün, Blau und Rot, mit einer Matrixschaltung zur Umwandlung der drei Primärfarbensignale in ein Leuchtdichtesignal und zwei gemischte Farbsignale, mit einer Moduliereinrichtung zum Modulieren von Hilfsträgern mit den gemischten Farbsi­ gnalen zur Erzeugung eines Chrominanzsignals und mit einer Mischeinrichtung zum Mischen des Leuchtdichtesignals und des Chrominanzsignals zur Erzeugung des kodierten Farbfernseh- Signalgemischs.

Eine intern bekannte Weißbalance-Regelschaltung wird anhand von Fig. 1 beschrieben, in der drei CCD's (ladungsgekoppelte Schaltungen) als Bildaufnahmelemente zur Entwicklung der drei Primärfarbensignale R, G und B verwendet werden. In diesem Fall sind die drei CCD's in der horizontalen Richtung mit der Verschiebung von x/3 (x ist die Anordnungsteilung der Bildelemente in der horizontalen Richtung) zwischen be­ nachbarten CCD's angeordnet, wie in Fig. 2 gezeigt. Das heißt, eine aus drei derart angeordneten CCD's 1 R, 1 G und 1 B gebildete Bildaufnahmeeinrichtung wird verwendet, um ein (nicht gezeigtes) Objekt über jeweilige rote, grüne und blaue Filter aufzunehmen.

Das Diagramm in Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen der Frequenzkurve der drei Primärfarbensignale R, G und B und deren Phase. In dem Diagramm repräsentiert die ausgezogene Linie die Grundbandkomponente, die strichpunktierte Linie repräsentiert die Seitenbandkomponenten, und τ _H bezeichnet die Abtastperiode jedes Bildelements und entspricht der Zeit, in welcher die Horizontalabtastung sich über die Anordnungsteilung oder Strecke x zwischen benachbarten Bild­ elementen bewegt.

Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 1 werden die von den Bildaufnahmeelementen 1 R, 1 G und 1 B aufgenommenen Signale R, G und B über Abtasthalteschaltungen 2 R, 2 G, 2 B und Vor­ verstärker 3R, 3G und 3B entsprechenden Verstärkern 4 R, 4 G und 4 B zugeführt, und deren Ausgangssignale werden bekanntlich einem Kodierer 10 zugeführt.

In dem Kodierer 10 wird eine Matrixschaltung 12 mit den Ausgangssignalen von den Verstärkern 4 R, 4 G und 4 B beliefert und erzeugt dann ein Leuchtdichtesignal und Farbdifferenz­ signale R-Y und B-Y. Das Leuchtedichtesignal Y wird von dort über ein Tiefpaßfilter 14 Y einer Addierschaltung 15 zuge­ führt, während die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y über entsprechende Tiefpaßfilter 14 R und 14 B, die die Frequenz­ bandkomponenten bis etwa 1,0 MHz durchlassen, und entspre­ chende Klemmschaltungen 16 R und 16 B, die dazu dienen, Gleich­ spannungskomponenten zu reproduzieren, entsprechenden Modu­ latoren 17 R und 17 B zugeführt werden. Die modulierten Ausgangs­ signale von diesen oder Chrominanzträgersignale werden der Addierschaltung 15 zugeführt, um zu dem Leuchtdichtesignal Y addiert zu werden. Auf diese Weise erzeugt die Addierschal­ tung 15 ein Farbfernseh-Signalgemisch und liefert es an eine Ausgangsklemme 15 a. Das Bezugszeichen 20 bezeichnet eine Weißbalance-Regelschaltung, die allgemein das rote und blaue Primärfarbensignal R bzw. B regelt, die auf dem grünen Primärfarbensignal G als Bezugssignal basieren, um die Weißbalanceregelung zu erzielen. Zu diesem Zweck sind in den Signalübertragungswegen des roten und des blauben Primär­ farbensignals R bzw. B Verstärkungsregler 21 R bzw. 21 B vorgesehen.

Die jeweiligen Primärfarbensignale R, G und B, die den Verstärkern 4 R, 4 G und 4 B zugeführt werden, werden auch zwei Subtrahierschaltungen 22 R und 22 B in der Weißbalance- Regelschaltung 20 zugeführt, von denen Primärfarbendiffe­ renzsignale R-G und B-G geliefert werden. Die Primärfarben­ differnzsignale R-G und B-G werden über Tiefpaßfilter 23 R und 23 B, die dazu dienen, unerwünschte Seitenbandkomponenten zu beseitigen, Klemmschaltungen 24 R und 24 B zur Reproduzie­ rung von Gleichspannungskomponenten zugeführt. Die geklemm­ ten Ausgangssignale von diesen werden jeweiligen Pegelver­ gleichsschaltungen 25 R und 25 B zugeführt, um mit einem Bezugspegel von einer Bezugspotentialquelle E verglichen zu werden, deren Potential in diesem Beispiel als der Klemm­ pegel gewählt ist.

Die verglichenen Ausgangssignale von den Vergleichsschal­ tungen 25 R und 25 B werden jeweiligen Detektorschaltungen 26 R und 26 B zugeführt, um ermittelt zu werden, und die ermittelten Ausgangssignale von diesen werden über entspre­ chende Integrierschaltungen 27 R und 27 B Speicherschaltungen 28 R und 28 B zugeführt, deren Ausgangssignale den Verstär­ kungsreglern 21 R und 21 B als deren Verstärkungsregelsignale zugeführt werden.

In Fig. 1 bezeichnen SWR und SWB Schalter, welche zwischen die Integrierschaltungen 27 R, 27 B und die Speicherschal­ tungen 28 R, 28 B eingeschaltet sind und bei Regelung oder Justierung der Weißbalance verwendet werden.

Wenn die Weißbalance geregelt oder justiert wird, wenn ein weißer Streifen aufgenommen wird und die Schalter SWR und SWB eingeschaltet werden, werden die Verstärkungsregler 21 R und 21 B automatisch so gesteuert, daß die Pegel der Primär­ farbensignale R und B genauso groß werden wie der Pegel des Primärfarbensignals G, welches das Bezugssignal ist. Nachem die Weißbalance geregelt oder justiert ist, werden die Schalter SWR und SWB ausgeschaltet. Nachdem die Weißbalance so geregelt oder justiert ist, wird die Verstärkungsregelung durch die Ausgangssignale von den Speicherschaltungen 28 R und 28 B ausgeführt.

Falls eine Bildaufnahmeröhre, wie zum Beispiel eine Vidicon­ röhre, anstelle eines Halbleiterelements, beispielsweise eines CCD, als Bildaufnahmeelemente 1 R, 1 G und 1 B verwendet wird, werden die Tiefpaßfilter 23 R und 23 B überflüssig, die in dem Beispiel der Fig. 1 zur Beseitigung der unerwünsch­ ten Seitenbandkomponenten vorgesehen sind.

Wie oben beschrieben, wird gemäß der intern bekannten Weißbalance- Regelschaltung die Weißbalance entsprechend den entspre­ chenden Primärfarbensignalen R, G und B geregelt oder ju­ stiert, welche den Verstärkern 4 R, 4 G und 4 B zugeführt wer­ den. Wenn die Weißbalance perfekt ist, müssen die Chromi­ nanzträgersignale ausgeglichen werden. Tatsächlich kann jedoch das Phänomen auftreten, daß R/G und B/G in dem Chrominanzträgersignal erscheinen, und zwar durch den Ein­ fluß des Signalübertragungssystems von den Verstärkern 4 R, 4 G und 4 B auf die Modulatoren 17 R und 17 B. Zum Beispiel wird die Balance durch die Streuung der Schaltelemente oder deren alterungsbedingte Änderung gestört.

Daher ist es bei der obigen Schaltung schwierig, die Weißbalance perfekt zu regeln oder justieren, und die Weißbalance-Regelschaltung 20 wird kompliziert in ihrem Aufbau.

Aus der DE-AS 20 07 909 ist darüber hinaus bereits eine Weißbalance-Steuerschaltung für Farbfernsehsignalgeneratoren bekannt, die einen Matrixkreis, Subtraktionskreise und Speicherkreise mit Handschaltern S 1, S 2 aufweist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Weißbalance-Regelsystem zu schaffen, das gegen­ über derartigen Systemen gemäß dem Stand der Technik ver­ besserte Regeleigenschaften hat, nämlich die Weißbalance richtig regeln oder justieren kann und dabei einen einfachen Schaltungsaufbau aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Weißbalance-Regelsystem der eingangs genannten Art und gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgeschlagen, das erfindungsgemäß gekennzeich­ net ist durch eine Einrichtung zum Ableiten von zwei Pri­ märfarbendifferenzsignalen aus den zwei gemischten Farbsi­ gnalen, durch eine Pegeldetektoreinrichtung zur Erfassung der Pegel der entsprechenden Primärfarbendifferenzsignale, durch eine Rückführungs-Verstärkungsregelungseinrichtung zur Regelung der Pegel von zwei der drei Primärfarbensignale, die der Matrixschaltung zugeführt werden, in Abhängigkeit von den ermittelten Ausgangssignalen der Pegeldetektoreinrich­ tung und dadurch, daß die beiden gemischten Farbsignale Farbdifferenzsignale sind.

Das erfindungsgemäße Weißbalance-Regelsystem nutzt vorteil­ hafterweise die von der Matrixschaltung abgegebenen Primär­ farbendifferenzsignale zur Ausbildung einer Weißbalance-Re­ gelschaltung einfachen Aufbaus aus.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an­ hand mehrerer Figuren beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer intern bekannten Schaltung;

Fig. 2 ein Diagramm der Anordnungsbeziehung zwischen den Bildaufnahmeelementen, die in der Schal­ tung gemäß Fig. 1 verwendet werden;

Fig. 3 ein Diagramm der Spektren der aufgenommenen Signale und der Trägerphasen;

Fig. 4 und 5 Blockschaltbilder je eines Beispiels für ein erfin­ dungsgemäßes Weißbalance-Regelsystem; und

Fig. 6 ein Diagramm der Modulationsachsen in dem NTSC- System.

Die Farbendifferenzsignale R-G und B-G werden geschaffen aus den Farbsignalkomponenten, die nach Verarbeitung der Primärfarbensignale R, G und B in der Matrixschaltung erhalten werden, und die Weißbalance wird derart geregelt oder ju­ stiert, daß die obigen Farbendifferenzsignale zu null gemacht werden.

Ein Ausführungsbeispiel eines Weißbalance-Regelsystems wird anhand von Fig. 4 beschrieben, in der die Erfindung auf den Fall angewandt wird, in dem CCDs ebenso wie bei dem in Fig. 1 gezeigten intern bekannten Beispiel als Bildaufnahme­ elemente 1 R, 1 G und 1 B verwendet werden.

In dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel sind die von einer Matrixschaltung 12 erzeugten Farbendifferenzsignale ver­ schieden von den wohlbekannten Farbendifferenzsignalen. Das heißt, die Matrixschaltung 12 ist so ausgebildet, daß sie gemischte Farbsignalkomponenten oder Primärfarbdif­ ferenzsignale R-G und B-G erzeugt. Die Farbendifferenzsignale R-G und B-G von der Matrixschaltung 12 werden über Tief­ paßfilter 14 R, 14 B und Klemmschaltungen 16 R, 16 B entspre­ chenden Modulatoren 17 R, 17 B zugeführt, ähnlich wie bei der intern bekannten Schaltung. In diesem Fall sind jedoch die Modu­ lationsachsen so gewählt, daß ein Modulator 17 R die R-Achse und der andere Modulator 17 B die B-Achse haben. Auf diese Weise werden in dem NTSC-System die Signale mit der in dem Diagramm der Fig. 6 gezeigten Phase und Amplitude moduliert.

In dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel werden die von der Matrixschaltung 12 gelieferten Primärfarbendifferenzsignale R-G und B-G geschickt zur Ausbildung einer Weißbalance- Regelschaltung 20 von einfachem Aufbau genutzt. Da hier die Tiefpaßfilter 14 R und 14 B zur Beseitigung unerwünschter Seitenbandkomponenten und die Klemmschaltungen 16 R und 16 B zur Reproduktion der Gleichspannungskomponenten aus den Ausgangssignalen von den Filtern verwendet werden, werden die geklemmten Ausgangssignale von den Klemmschaltungen 16 R und 16 B als jeweilge Eingangssignale für die Weißba­ lance-Regelschaltung 20 verwendet.

In dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel ist das System, das die geklemmten Ausgangssignale mit dem Bezugspegel vergleicht, die verglichenen Ausgangssignale ermittelt, die ermittelten Ausgangssignale integriert und die Verstärkungs­ regler 21 R, 21 B durch die integrierten Ausgangssignale regelt, im Schaltungsaufbau das gleiche wie die intern bekannte Schaltung. Daher wird seine Beschreibung der Einfachheit halber weggelassen.

Wie oben beschrieben, wird die Weißbalance gemäß der Weiß­ balance-Regelschaltung entsprechend den geklemmten Ausgangs­ signalen von den Klemmschaltungen 16 R und 16 B geregelt oder justiert, so daß die Regelung oder Justierung der Weißbalance in Betrachtung des Signalübertragungssystems einschließlich der Elemente von den Vorverstärkern 4 R, 4 B bis zu den Klemmschaltungen 16 R, 16 B ausgeführt werden kann. Daher kann die Weißbalance selbst dann, wenn Streuung und säkulare Veränderungen in den Schaltelementen bis zu den Klemmschal­ tungen 16 R und 16 B auftreten, einschließlich den Streuungen und dgl. in diesen Schaltelementen justiert oder geregelt werden. Der Abgleich ist also in der Stufe der Chrominanz­ trägersignale möglich. Wenn die Modulatoren 17 R und 17 B als integrierte Schaltungen ausgeführt sind, tritt in ihnen keine Streuung auf. Auf diese Weise wird die Genauigkeit der Weißbalanceregelung sehr verbessert.

Da in dem obigen Beispiel die Ausgangssignale von der Matrix­ schaltung 12 als die Primärfarbendifferenzsignale R-G und B-G verwendet werden, können die Subtrahierschaltungen 22 R und 22 B, die in der in Fig. 1 gezeigten Schaltung verwendet werden, weggelassen werden, und außerdem können die in dem Kodierer 10 vorgesehenen Filter 14 R, 14 B und Klemmschaltungen 16 R, 16 B als die Filter verwendet werden, die dazu dienen, die unerwünschten Seitenbandkomponenten der Primärfarbendifferenzsignale R-G und B-G zu beseitigen, bzw. als die Klemmschaltungen zur Reproduktion der Gleich­ spannungskomponenten. Daher ist der Schaltungsaufbau sehr einfach.

Ferner können, wenn ein weißer Streifen als Objekt bei der Weißbalanceregelung verwendet wird, die Detektorschal­ tungen 26 R und 26 B weggelassen werden. Wenn jedoch ein Stufenmuster anstelle des weißen Streifens verwendet wird, kann der Fall eintreten, daß die Primärfarbendifferenzsignale R-G und B-G zwischen rot und blau einander nicht ähneln, aufgrund der Tatsache, daß die Einflüsse des Signalübertra­ gungssystems auf die Primärfarbensignale R, G und B gestreut werden, wenn diese die Vorverstärker 4 R, 4 G und 4 B und den Kodierer 10 passieren.

Dementsprechend sind in solch einem Fall Wechselspannungs­ komponenten in den verglichenen Ausgangssignalen enthalten, so daß die Weißbalance nicht korrekt geregelt werden kann, wenn die Verstärkungsregler 21 R und 21 B nicht durch die ermittelten Ausgangssignale von den Detektorschaltungen 26 R und 26 B geregelt werden. Zu diesem Zweck ist es zum Erhalten der korrekten Weißbalanceregelung besser, wenn diese unter Verwendung eines Stufenmusters erzielt wird.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungs­ form, bei der die gleichen Bezugszeichen wie die in Fig. 4 verwendeten die gleichen Elemente bezeichnen.

Bei der Ausführung der Fig. 5 wird der normale Kodierer 10 verwendet. Es werden also die Chrominanzträgersignale selbst als die Eingangssignale für die Weißbalance-Regel­ schaltung 20 verwendet. Um die Signalkomponenten oder die Primärfarbendifferenzsignale R-G und B-G aus den Chrominanz­ trägersignalen zu erhalten, sind in der Weißbalance-Regel­ schaltung 20 Synchrondetektorschaltungen 30 R und 30 B vor­ gesehen, welche die Detektorachsen R-G und B-G haben. Das heißt, die Ausgangssignale von den Modulatoren 17 R und 17 B werden der Synchrondetektorschaltung 30 R bzw. 30 B zugeführt. Die synchronen ermittelten Ausgangssignale R-G und B-G werden von dort direkt oder ohne Passieren der in dem Bei­ spiel von Fig. 4 verwendeten Vergleichsschaltungen 25 R und 25 B den Detektorschaltungen 26 R und 26 B zugeführt. Die Ausgangssignale von diesen werden durch die Integrierschal­ tungen 27 R und 27 B integriert und dann als die Verstärkungs­ regelungssignale für die Verstärkungsregler 21 R und 21 B über die entsprechenden Speicherschaltungen 28 R und 28 B verwendet, mit der gleichen Wirkung wie der in Fig. 4. Der übrige Schaltungsaufbau von Fig. 5 ist im wesentlichen der gleiche wie der von Fig. 4.

Claims (5)

1. Weißbalance-Regelsystem für ein kodiertes Farbfernseh- Signalgemisch, mit einer Einrichtung (1 R, 1 G, 1B) zur Erzeugung von drei Primärsignalen Grün, Blau und Rot, mit einer Matrix­ schaltung (12) zur Umwandlung der drei Primärfarbensignale in ein Leuchtdichtesignal (Y) und zwei gemischte Farbsignale (R-G, B-G), mit einer Moduliereinrichtung (17 R, 17 B) zum Modulieren von Hilfsträgern mit den gemischten Farbsignalen zur Erzeugung eines Chrominanzsi­ gnals und mit einer Mischeinrichtung (15) zum Mischen des Leuchtdichtesignals und des Chrominanzsignals zur Erzeugung des kodierten Farbfernseh-Signalgemisches, gekenn­ zeichnet durch eine Einrichtung (20) zum Ableiten von zwei Primärfarbendifferenzsignalen aus den zwei gemischten Farbsignalen, durch eine Pegeldetektoreinrichtung (26 R, 26 B, 27 R, 27 B) zur Erfassung der Pegel der entsprechenden Pri­ märfarbendifferenzsignale, durch eine Rückführungs-Ver­ stärkungsregelungseinrichtung (21 R, 21 B) zur Regelung der Pegel von zwei (R, B) der drei Primärfarbensignale (R, G, B), die der Matrixschaltung (12) zugeführt werden, in Ab­ hängigkeit von den ermittelten Ausgangssignalen der Pegel­ detektoreinrichtung und dadurch, daß die beiden gemischten Farbsignale Farbdifferenzsignale (R-G u. B-G) sind.

2. Weißbalance-Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zwei Primärfarbendif­ ferenzsignale direkt von der Matrixschaltung (12) abge­ leitet werden und die Hilfsträger in der Modulierein­ richtung (17 R, 17 B) modulieren.

3. Weißbalance-Regelsystem nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zwei Primärfarbendif­ ferenzsignale Differenzsignale des grünen und des blauen Signals bzw. des grünen und des roten Signals sind.

4. Weißbalance-Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zwei gemischten Farb­ signale Farbendifferenzsignale des blauen Signals und des Leuchtdichtesignals bzw. des roten Signals und des Leuchtdichtesignals sind.

5. Weißbalance-Regelsystem nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ablei­ ten von zwei Primärfarbendifferenzsignalen eine Syn­ chrondetektoreinrichtung (30 R, 30B) umfaßt und daß das Chrominanzsignal von der Moduliereinrichtung (17 R, 17 B) in die zwei Primärfarbendifferenzsignale umgewandelt wird.