DE3133399A1

DE3133399A1 - Signalkorrekturschaltung fuer eine farbfernsehkamera

Info

Publication number: DE3133399A1
Application number: DE19813133399
Authority: DE
Inventors: Masaru Fujisawa Noda
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-08-25
Filing date: 1981-08-24
Publication date: 1982-04-29
Also published as: JPS5741091A; GB2085258B; JPH0352276B2; DE3133399C2; GB2085258A; US4415923A

Description

Patentanwälte

BEETZ-LAMPRECHT-BEETZ 8000 München 22 - Steinsdorfstr. 10

81-32.7.73P ^- ^A^' ¹⁹⁸¹

HITACHI, LTD., Tokyo, J ap an

Signalkorrekturschaltung für eine

Färb fernsehkamera

Diese Erfindung betrifft.allgemein eine Fernsehkamera zur Erzeugung von Farbfernsehsignalen.Im Einzelnen betrifft die Erfindung eine Signalkorrekturschaltung für eine Farbfernsehkamera, die die Wiedergabe eines aufgenommenen Bildes in korrekten farben bei einer verbesserten Wiedergabetreue ermöglicht.

Unter den Fernsehkameras zur Umwandlung eines aufgenommenen Bildes in Fernsehsignale zur weiteren Verwendung besteht die Farbfernsehkamera zur Umformung des Bildes in Farbfernsehsignal im allgemeinen aus einer Rot-Röhre, einer Grün-Röhre und einer Blau-Röhre.Der betreffende Gegenstand wird durch die jeweiligen Röhren erfasst, wobei das Farbsignal Rot in der Rotröhre, das ■'-'arbsignai Grün von der Grünröhre und das farbsignal Blau von der ßlauröhre abgeleitet wird.Diese drei Primärfarbsignale werden anschließend der Gammakorrektur, dem Weißtonabgleich, dem Schwarz abgleich, der 'Farbkodierung sowie weiteren Verfahren unterzogen und es entsteht z.B. das der NTSC Norm entsprechende Farbfernsehsignal.

Seit Videorecorder für den Hausgebrauch immer populärer werden ist der ¹rend feststellbar, daß die Nachfrage für einfacher ausgeführte F_arbfernsehkameras für den Hausgebrauch auch immer mehr steigt. Bei der derzeitigen Farbfernsehkamera handelt es sich vorwiegend um einen Einröhrentyp, der nur eine einzige Kameraröhre enthält. In der farbfernsehkamera dieses Einröhrentyps werden als Earbfernsehsignale nicht die F arbsignale Rot, Grün und Blau erzeugt, sondern es wird das der Mischung der drei Primärfarbsignale entsprechende Leuchtdichtsignal eines Basisbandes, und ein durch die Modulation eines Trägers mit den Farbsignalen Rot und Blau erzeugtes Farb-Multi-jplexsignal verwendet.Die Fabrsignale Rot und Blau des trägers werden dabei zu den Signalen des Basishandes durch Synchrondemodulation oder auf ähnliche Weise demoduliert.Von den dabei gewonnenen Leucht-

und Farbsignalen ist das Leuchtdichtesignal in Bezug auf Bildauflösung und Ruhegeräuschspannunssabstand zufriedenstellend, währendydie Farbsignale Rot und Blau gewöhnlich eine schmale bandbreite und einen schlechten Ruhegeräuschspannungsabstand aufweisen.

Derzeit wird eine Farbfernsehkamera entwickelt, bei der' anstelle der; Kameraröhre eine Halbleiter-Bildaufnahmevorrichtung verwendet wird. In Verbindung mit diesem Fernsehkameratyp wird ein Komplementärfarbsystem vorgeschlagen, bei dem die Farbfilter für Rot und Blau mit niedriger Durchlässigkeit durch Filter für Komplementärfarben wie Gelb und Zyan mit ihrer hohen Lichtdurchlässigkeit als 'optische Filter zur ^'arb ζ er legung verwendet werden, wodurch bei einem zufriedenstellenden Ruhegeräuschspannunp;sabstand eine Höchstzahl an Leuchtdichtesignalen von einer Bildaufna'iimevorrichtung mit einer kleinstmöglichen lichtempfindlichen Zone abgeleitet werden kann.

In der Fernsehkamera dieses Komplementärfarbentyps werden farblose μ^ durchsichtige Filter für das gesamte Lichtspek^.rum, Gelbfilter für gelbes Licht, Grünfilter für grünes Licht und Zyanfilter für oranges Licht in großer Zahl und in einer streifenförmigen oder mosaikartigen Alordnung verwendet.Der Einbau dieser Filteranordnung erfolgt vor der Bildaufnahmevorrichtung,die aus einer entsprechenden Anzahl lichtempfindlicher Elemente wie Photodioden etc zusammengesetzt ist, dieauf der Oberfläche der Bildaufnahmevorrichtung gegenüber der Filteranordnung angebracht sind.Das aufzunehmende Bild wird durch die Filteranordnung auf die Bildaufnahmevorrichtung fokussiert. Die Ausgangssignale der lichtempfindlichen Elemente entsprechen den jeweiligen Farbfiltern und werden zur Erzeugung der Farbsignale hintereinander erfasst.

Dao Farbsignal der vorstehend beschriebenen Fernsehkamera unterscheidet sich jedoch dadurch erheblich von dem

O I O O

Farbsignal der im Studio verwendeten Fernsehkamera, daß es sich bei ersterem um ein Multiplexsignal aus dem Leuchtdichtesignal und der Farbsignale Rot und Blau handelt.Als Folge davon kann die Gammakorrektur eines derartigen Farbsignals nicht zur einer korrekten Farbwiedergabe führen. Wesentlich kommt hinzu, daß die Gammakorrektur hinsichtlich der Farbsignale Rot, Grün und Blau erfolgen sollte. Dementsprechend tritt ein Problem auf, wenn das Leuchtdichtesignal und die Farbsignale Rot und Blau einer Gammakorrektur unterzogen werden sollen.Bei Aufnahme eines Gegenstandes mit roten und/oder Magentafarben hoher Sättigung mittels einer derartigen Fernsehkamera und Wiedergabe des Bildes über einen Fersehempfanger, wird das wiedergegebene Bild im Ganzen unter Verlust der Lebendigkeit der Farben als mit oranger Farbe überzogen oder getrübt erscheinen. Darüberhinaus führt die Wiedergabe von Gesichtern oder ähnlichem - einhergehend mit einer Abnahme der Bildqualität - gerne zu einem gelbbetonten Bild. .

Der Erfiridung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Signalkorrekturschaltung für eine Farbfernsehkamera anzugeben, die als Ausgang das Leuchtdichtesignal und die Farbsignale Rot und Blau erzeugt, und die Wiedergabe eines aufgenommenen Bildes in korrekten Farben (oder Farbtönen und Sättigungsgraden) bei hoher Wiedergabetreue ermöglicht.

Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

In Anbetracht dieser Aufgabe ist es ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß aus den von der Bildaufnahmevorrichtung kommenden Farbsignalen für Rot und Blau NF-Komponenten abgeleitet werden.Die NF-Komponenten der Farbsignale Rot und Blau werden zusammen mit dem Leuchtdichtesignal einer ersten Matrixschaltung zugeleitet, und durch arithmetische Umformung zur Erzeugung eines

ft h

Pseudofarbsignal Grün aufbereitet, das der HF-Komponente des ^'arbsignals Grün entspricht.Das -fseudosignal Grün und die HF-Komponenten der Farfosignale Rot und Blau werden der jeweiligen Gammakorrektur unterzogen.Nach dieser jeweiligen Gammakorrektur werden diese drei Signale einer zweiten Matrixschaltung zugeführt,in der sie wieder zur Erzeugung des Leuchtdichtsignals, und der I¹'arbsignale Rot und Blau aufbereitet werden.Auf diese Weise wird auch das Farbsignal Grün der Gammakorrektur unterzogen und das aufgenommene Bild kann in korrekten Farben mit verbesserter Wiedergabetreue wiedergegeben werden.

.Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im folgendem an Hand einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung näher beschrieben; es zeigen:

Fig,1: die Vorderansicht einer Anordnung von lichtempfindlichen Elementen in einer Farbfernsehkamera;

Fig.2: das Blockschaltbild der Anordnung einer herkömmlichen Gammakorrekturschaltung

Fig.3: Merkmale der in der Gammakorrekturschaltung gemäß Fig. 2 erzeugten Farbsignale

Fig.4: das Blockschaltbild der möglichen Ausführungsform einer Signalkorrekturschaltung für eine Farbfernsehkamera
und

Fig.5: das Blockschaltbild einer weiteren möglichen Ausführungsform der Signalkorrekturschaltung für eine Farbfernsehkamera

Nachfolgend wird eine Signalkorrekturschaltung für eine Farbfernsehkamera gemäß der Erfindung in Verbindung mit einer durch die beiliegenden Zeichnungen erläuterten Ausführungsform beschrieben.Zum besseren Verständnis der Erfindung folgt zuerst die kurze Darstellung einer Farbfernsehkamera zur Erzeugung von ■^arbf ernsehsignalen mit Hilfe einer einzelnen Bild-

aufnahmevorrichtung, um die "^r'robleme klarzustellen, die boi der Gammakorrektur der Ausgangssignale der Fernsehkamera^rSascftließend folgt eine genaue Beschreibung der Signalkorrekturschaltung.

Fig. 1 zeigt das typische Beispiel einer Anordnung photo- oder lichtempfindlicher Elemente entsprechend einer Anordnung von Farbfiltern in einer Farbfernsehkamera, auf die die Erfindung angewendet werden könnte. Die Bezugsziffer 2 bezeichnet allgemein eine Bildaufnahmevorrichtung. In den mit V/ bezeichneten abgeteilten Abschnitten liegen alle farbempfindlichen Elemente, die die jeweiligen Lichtkomponenten aller Farben erfassen können, die von den zugehörigen farblosen und durchsichtigen Filtern kommen.In den mit Ie bezeichneten abgeteilten Abschnitten liegen gelb-empfindliche Elemente, die auf Lichtkomponenten ansprechen,die die zugehörigen Gelbfilter passiert haben.In den mit' G bezeichneten abgeteilten Abschnitten befinden sich grünempfindliche Elemente, die Lichtkomponenten erfassen, die von den zugehörigen Grünfiltern ko.:mien. In den mit Oy bezeichneten Abschnitten befinden sich schließlich lichtempfindliche Elemente, die die von den zugehörigen Zyan-Filtern durchgelassenen Lichtkomponenten erfassen. Die den Buchstaben beigefügten Zahlen bezeichnen die Stellung der einzelnen Elemente in der Anordnung.Die Bildaufnahrnevorrichtimg kann zum Beispiel mit einer Anzahl Photodioden und MOS FET's (Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren) zur Aufnahme der Ausgangsignale der zugehörigen Photodioden ausgelegt werden, die auf einem einzigen Halbleiter-Chip in regelmäßiger Anordnung aufgebracht sind.

Im Falle der dargestellten Bildaufnähmevorrichtung bilden vier Bildelemente V/,Ye,G und Cy eine Gruppe oder Einheit, die sich im Laufe der gesamten Anordnung immer wieder wiederholt.Die Erfassung der Ausgangssignale der einzelnen lichtempfindlichen Elemente erfolgt in der

Weise, daß die Ausgangssignale zweier lichtempfindlicher Elemente in der pjleichen senkrechten Reihe auf zwei angrenzenden waagrechten Reihen gleichzeitig paarweise erfasst werden.D.h. es werden erst gleichzeitig die Ausgangssignale der lichtempfindlichen'Elemente WH" und Gp^ erfaßt, gefolgt von der gleichzeitigen paarweisen Erfassung der Ausgangssignale der Elemente Te^^ und ^Jpp* ^^s £°lS*t die Erfassung der Ausgangssignale der Eelemente W^", und Gg₇ dann der Ausgangssignale der Elemente Ye^n und Cyv^usw. aller Eelemente der ersten und zweiten Reihe der Bildaufnahme vorrichtung _β Als nächstes erfolgt die -Erfassung durch Abtasten der 3· und A-. Reihe der lichtempfindlichen Elemente in der paarweisen Reihenfolge W_?^und G^, Ye^o und-Cy^,, l(i„ und G^ usw.Eine derartige Erfassung läßt sich verwirklichen durch die Verwendung von Schalter-Stromkreisen, die jeweils mit den entsprechenden lichtempfindlichen Elementen verbunden sind,und mit einer senkrechten und waagrechten Abtastschaltung, die diese Schalterstromkreise hintereinander entsprechend der beschriebenen Folge abtastet.Die von den lichtempfindlichen Elementen W erfassten Signale werden alle in einer Leitung für diese Signale zusammengefaßt. Ebenso werden alle Signale der lichtempfindlichen Elemente Te durch eine zugehörige AusgangsSignalleitung gesammelt, während alle Signale der lichtempfindlichen Elemente Cy in einer ihnen entsprechenden Ausgangsleitung gesammelt werden. Demgemäß ergeben sich vier Signalleitungen entsprechend der vier farben.Die Erzeugung eines Leuchtdichtesignals, eines Farbsignals Rot R;...und eines Farbsignals Blau B auf der Basis der durch die Ausgangssignalleitungen für die Elemente W,Ye,G und Cy abgeleiteten vier Signale erfolgt wie folgt; " In Anbetracht der Tatsache, daß die für alle Farben empfindlichen Elemente W auf Rot,Grün und Blau, die gelbempfindlichen Elemente Ye auf Rot und Blau, die grünempfindlichen Elemente auf ^rün und die Zyan-empfindlichen Elemente auf Grün und Blau ansprechen, können die

Ausgangssignale der verschiedenen lichtempfindlichen Elemente r-;emäß der nacMolgendsn Formeln in die £:irimärfarbsignale d.h. in die Signalkomponente Rot r , Signalkomponente Grün £ und Signalkomponente Blau b umgeformt werden:

W = r+g+b (1)

Ye = r+g » (2)

Cy = g+b (3)

G = g : (4)

Durch Addition oder Subtraktion der Ausgangssignale der einzelnen lichtempfindlichen Elemente W,Ye,G und Cy mit Hilfe von Erweiterungen können diese Signale in das Leuchtdichtesignal und die Farbsignale Rot R und Blau B gemäß der nachfolgenden !Formeln umgewandelt werden.

Y = W+Ye+Cy+G = 2(r+2g+b) (5)

R = W+Ye-G-Cy » 2r C6)

B = W-Ye-G+Cy = 2b C7)

Wie sich aus den Formeln (5) bis (7) ergibt, ergeben sich durch arithmetische Umformung gemäß Formel (5) (d.h. W+Ye+G+Cy) die erfaßten Signale in Bezug auf die Farbkomponenten £,£ und b, wobei die Empfindlichkeiten im Verhältnis 2r:4g:2b stehen. Zieht man die Tatsache in Betracht, daß die Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Elemente für die Farbkomponente b niedrig ist, nähert sich das erwähnte Verhältnis der Empfindlichkeiten dem Zusammensetzungsverhältnis des l*euchtdichtesiKnals,das gemäß der NTSC Norm mit Y = 0,'3 r + 0,59 g + 0,11b angegeben ist. Demgemäß kann das.Leuchtdichtesignal Y zu einem zufriedenstellenden Maß durch arithmetische Umformung mit Hilfe der Formel (5) gewonnen werden.

An dieser Stelle muß daran errinnert werden,daß die -Erfassung der Ausgangssignale der lichtempfindlichen Elemente durch das gleichzeitige Abtasten der zwei Elemente in der gleichen senkrechten Reihe für jedes Paar zweier angrenzender Reihen/erfolgt,so daß die erfassten

ψ -tiA,

Farbkomponentensignale W und G einerseits und Ye und Cy andererseits gleichzeitig abgeleitet werden. In diesem Zusammenhang läßt sich erkennen,daß wenn die gleichzeitige Signalerfassung der vertikal angrenzenden lichtempfindlichen Elemente zusammengezählt wird, das Summensignal jenem entspricht,das sich nach der Formel r+2g+b für jedes Paar der senkrecht angrenzenden lichtempfindlichen Elemente ergibt. Damit ist dieses Summensignal genau das vorerwähnte Leuchtdichtesignal (Y) · Anders ausgedrückt,das durch arithmetische Umformung gemäß der Formel W+Ye+G+Cy abgeleitete Signal ist "bei der Abtastung aller paarweisen lichtempfindlichen Elemente immer das Leuchtdicht esignal. Damit ist es möglich das Signal Y mit hoher Auflösung zu erhalten.Auf diese Weise kann eine maximale Zahl der Signale Y mit verbessertem Ruhegeräuschspannungsabs/tand unter Reduzierung der Wirkfläche der jeweiligen lichtempfindlichen Elemente auf ein mögliches Minimum abgeleitet werden.

Das so abgeleitete Leuchtdichtssignal sowie die ebenso abgeleiteten Farbsignale Rot R und Blau B werden dann der Gammakorrektur unterzogen. Fig. 2 zeigt in einem Blockschaltbild eine herkömmliche Gammakorrekturschaltung. Das Bild eines aufzunehmenden Gegenstandes 1 wird erfasst durch die Bildaufnähmevorrichtung 2, wobei Helligkeit sowie Farbton und Sättigung des Gegenstandes 1 in das Leuchtdichtesignal Y und die Farbsignale Blau B und Rot R umgeformt werden.Das Leuchtdichtesignal wird einer ersten Gammakorrekturschaltung 3 mit einer .1/JJ Leistungskennlinie für die Gammakorrektur unterzogen. Daneben werden die Farbsignale Rot R und Blau B der zweiten und dritten Gammakorr-ikturschaltung 4- und 5 für eine ähnliche Gammakorrektur wie das Leuchtdichtesignal zugeführt. Nach der Gammakorrektur in der ersten Gammakorrekturschaltung 3 wird das nun mit Y" bezeichnete Leuchtdichtesignal· einem Farbkodierer 8 und gleichzeitig einer

ernten und zweiten Farbdifferenz-Matrixschaltung (6 und 7) zugeführt.Das Farbsignal Rot wird nun nach der Gammakorrektur in der zweiten Gammakorrekturschaltung 4- mit LV bezeichnet, während das Farbsignal. Blau nach der Gammakorrektur in der dritten Gammakorrekturschaltung 5 die Bezeichnung B'trägt.Das gammakorrigierte Farbsignal Rot R'wird der -fr'arhijfferenz-Matrixschaltung 6 zugeführt, in der die Subtraktion mit dem Leuchtdichtesignal Y" durchgeführt· wird.Der Differenzsignalausgang der ersten Farbdifferenz-Matrixschaltung 6 wird dem -^arbkodierer 8 zugeführt. Das gammakorrigierte Farbsignal Blau B'wi-rd der weiteren Forbdifferenz-Matrixschaltung 7 zugeführt, in der die Subtraktion mit dem Leuchtdichtesignal Y^rr erfolgt.Der Differenzsignalausgang der Matrixschaltung 7 wird dem Farbkodierer 8 zugeführt.Bei Bezeichnung der Signalkomponente Rot, der Signalkomponente Grün und der Signalkomponente blau mit r' , _g/ und b_' gelten unter den in der in Fig. 2 gezeigten Schaltung erzeugten Signalen die durch die nachfolgenden Formeln aufgestellten Beziehungen.

Y = 0.30R+0,59G+0,11B (8)

R' = R¹Zy ., (9)

B' = B¹⁷^ — (10)

γ« = y.l/γ ₌ (o.30R+0.59G+0.11B)^1/y — (12) Y' = 0.3OR^1/Y +0.59G^1/y+0.11B^1/y (13)

Es ist darauf hinzuweisen, daß es sich bei dem durch die Formel (13) definierten Signal Y'um das Leuchtdichtesignal handelt, das auf der Annahme beruht,daß das ursprüngliche

- ν-

Leuchtdichtesignal Y während des Erfassungsvorganges abgeleitet und der Gammakorrektur gemäß der KTSG Norm bezüglich der Wiedergabegüte unterzogen wurde. Auf der Basis der vorgenannten Formeln ergeben sich für die im Ausgangssignal des Farbkodierers enthaltenen Primärkomponentsignale r' , g' und b'folgende Formeln:

r» » (R'-Y")+Y" a R« = r^1/y . (14)

b' * (B'-Y¹¹HY" - B' « Β^1/γ (15)

g¹ -"C-(O.30/0.59)·CR'-Y")-CO.11/0.59)·

(B'-Y")}+Y" » {-C0.30/0.59)'CR'-Y») .-(Ο.11/Ο.59)·(Β'-Υ^ι)}+Υ'-(Ο..4ΐ/Ο.59)Υ^ι + (O.4l/O.59-)Y"-Y'+Y" ■ G^f + (l/0.59)· ' (Y"-Y«)>G^r (16)

Aus den Formeln (14), (15) und (16) läßt sich ersehen, daß die Signalkomponente Rot r_'und die £>ignalkomponente Blau b* im Prinzip genau den Farbsignalen Rot R und Blau B nach der jeweiligen Gammakorrektur entsprechen. Andererseits zeigt sich,daß die Signalkomponente Grün g' zusätzlich zu dem dem gammakofrigierten farbsignal Grün G entsprechenden Farbsignal Grün G'eine Komponente (1/0,59) * (Y"- Y') und damit einen dieser Komponente entsprechenden Fehleranteil enthält. Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der Tatsache, daß die in der üignalkomponente ß;' enthaltene Fehlerkonstante zu einer erhöhten Verzerrung im Wiedergabebild führt.Die Zeichnung der Fig. 3 geht von der Annahme aus, daß es sich bei dem aufgenommenen Bild um ein farbiges Streifenmuster handelt,wobei die grüne Fehlerkomponente für das Wiodergabebild in Form eines fehlerhaften grünen Lichtreizes auftritt.

Bei der "Fig. entspricht die Kurve A dem V/iedergabebild, während die Kurve B dem Gegenstand oder dem farbigen Ütreifenmuster entspricht.Aus der -B¹Xg 3 läßt sich ersahen, daß sich die grüne Komponente im Wiedergabebild mit den Farbkomponenten Rot und Magenta vermischt, und daß dadurch diese Teile die einheitlich in Rot oder ^agenta wiedergegeben werden sollben, dazu neigen, eine orange-ähnliche Farbe anzunehmen. Weiter ist Grün im gesamten Wiedergabebild verstärkt.Als Folge neigen wichtige '!.'eile des Wiedergabebildes wie z.B. Gesichtsfarben etc. dazu gänzlich in einem verstärkten Gelb zu erscheinen.

Fig. 'I- zeigt in einem Blockschaltbild eine Ausführungsform der Signalkorrekturschaltung für eine Farbfernsehkamera gemäß der Erfindung.Entsprechend der T?ig. wird das von der Bildaufnahmevorrichtung kommende Farbsignal Rot R einem ersten Tiefpassfilter, und das Farbsignal Blau B einem zweiten Tiefpassfilter ( 9 und 10) zugeführt. Die Tiefpassfilter 9 und. 10 dienen dazu,die NF-Komponenten der Farbsignale Rot und Blau auszufiltern. Die Ausgangssignale .dieser Filter 9 und 10 werden gleichzeitig einer Matrixschaltung für Grün und einer zweiten und dritten Korrekturschaltung 4- bzw 5 zugeführt. DieserMatrixschaltung 11 für Grün wird auch von der Bildaufnahmevorrichtung 2 das Leuchtdichtesignal Γ zugeführt, und mittels Matrixumformung wird auf der Basis des Leuchtdiclitssignals Y, und der NF-Komponenten der Farbsignale Rot R und Blau B ein Pseudofarbsignal Grün /G/ erzeugt. Das dabei gewonnene Pseudofarbsignal Grün /G/ wird einer ersten Gammakorrekturschaltung 3 zugeführt.Das Ausgangssignal der ersten Gammakorrektuischaltung wird einer Leuchtdichte-Matrixschal tung 12 zugeführt, während das Ausgangssignal der zweiten Gammakorrekturschaltung 4- der Leuchtdichtemntrixschaltung Ί id und der ersten Farbdifferenz-Matrixschal bung G nugo rührt- wird. Das Auogangsnign.::]. der di'ittcn Gammakorrekturschaltung wird ebenso der Leuchtdichtel-latrixschaltung 12 und der zweiten Farbdifferenz-Matrixschaltung 7 zugeführt. Die Leuchtdichüe-t-iatrixschaltun;⁵; 12 dient der Erzoup;ung des Leuch/bdichter.igiiuls J durch

Matrixumformung auf der Basis des -^seudofarbsignals Grün /G/ sowie der Farbsignale Rot und Blau nach der jeweiligen Gammakorrektur. Das Ausgangssignal der Leuchtdichte-Matrixschaltung 12 wird gleichzeitig dem Farbkodierer 8 und der ersten und zweiten Farbdifferenz-Matrixschaltung 6 und 7 zugeführt. Dadurch kann am Ausgangsanschluß des Färbkodierers 8 das korrekt .gammakorrigierte Farbsignal abgegriffen werden.

In der vorbeschriebenen Schaltungsanordnung entnehmen der erste und zweite Tiefpassfilter 9 und 10 die NF-Farbsignalkomponente R-r und die NF-Farbsignalkomponente Β-? mit Frequenzen die niedriger als 500 KHz einschließlich liegen,- Frequenzen die für die Erzeugung von Farbton und Sättigung erforderlich sind. Die entnommenen NF-Siganlkomponenten R-r und B^ werden' der nachfolgenden Gammakorrektupschaltung 3 und 4- sowie der Matrixschaltung 11 für Grün zugeführt.In der Matrix sohaltung 11 für Grün erfolgt die Matrixumformung mit den drei Eingangsgrößen X, R-j- uad B,. gemäß der nach folgenden Formel (1?) zur Erzeugung des Pseudofarbsignals Grün /G/ .

[G] = (Y-O. 3OR₁₁-CIlB₇)ZO.59 ; (17)

Zum leichteren Verständnis wird darauf hingewiesen, daß das dem Eingang der Matrixschaltung 11 für Grün zugeführte Leuchtdichtesignal Y in eine NF-Leuchtdichte-

.. ■ , „ ., , , ,,.. τ τ, entsprechenden signalkomponente X-r mxt exnem dem der Signale R-r und B£ Frequenzband und eine HF-Leuchtdichtesignalkomponente Υ™ mit einem über dem der Signale R-j- und Β_ liegenden Frequenzband aufgeteilt wird.Die vorgenannte Formel (1?) kann dann wie folgt umgeformt werden: ■

G= (Y-O.30R_L-0.11B_L)/0.59

= (Y_t-0.30Rt-0.11B_t)/0,59+Y_h/0-.59-· • CG_T]+Y_H/0.59

wobei /G-p/ eine Pseudo-NF-Farbsignalkomponente Grün darstellt.Daraus zeigt-sich.,daß nur die NF-Komponenten des Ausgangs signals der Matrixs chaltung 11 für Gx¹Un in das i^Jseud ο färb signal- Grün umgewandelt .wurde, während die HF-Komponente als Leuchtdichtesignal herausgenommen wird.Das Pseudoausgangssignal Grün der Matrixschaltung 11 für Grün wird der Gammakorrekturschaltung 3 zugeführt, und arithmetisch gemäß der nachfolgenden Formel (19) in ein gammakorrigiertes Signal /G/'umgeformt:

CG]* = {[G_t]+Y_h/O,59}^1/y (.19)

Da der Ausdruck ϊττ / 0,59 als winzige Wechselstromkomponente betrachtet werden kann, von der die NF-Komponente /G-r/ überlagert wird,gilt für die Formel (19) näherungsweise die Formel (20)

C20)

Der erste Ausdruck der rechten Seite der Formel (20) entspricht der NF-Komponente und ist gleich dem gammakorrigierten Pseudofarbsignal Grün,während der zweite Ausdruck der gemäß der· Größe der NF-Leuchtdichtekomponente modulierten HF-Leuchtdichtekomponente entspricht.

Die Bedeutung der Formel (20) ist darin zu sehen, daß zumindest die für die Farbwiedergabe bestimmende NF-Signalkomponente,die dem gammakorrigierten Signal Grün entspricht, erzeugt werden kann,nicht zu sprechen von der HF-Signalkomponente.Demgemäß wird bei der Farbwiedergabe kein solcher Fehler auftreten wie bei

- γ-α.

der vorn behend benchriehonen Gammakorrnktur der Bip;naln Y, R und B. In der Leuchtdichte-Matrixschaltung 12 werden drei Eingänge, das Signal /G/'aus Formel (20) und die in der Schaltung A- und 5 des R- und B-Kanals gammakorrigierten Signale Rj' und B^'gemäß der nachfolgenden Formel (21) zur Erzeugung des Signals Y"" arithmetisch umgeformt.

.Y-' =0.30R' + 0.59[G_T]^1/Y + 0.11B»

0.59·1/ύ·[Ο_τ]^(1/ύ)"¹·Υ_η/0.59

Da die ΓΠ? Signalkomponente Y,'im wesentlichen mit' der NTSC Norm übereinstimmt, können fehlerfreie Farbsignale durch Ableitung der Farbdifferenzsignale (Rt'- Y-r') und (By'- Yj') von der NF-Leuchtdichtesignalkomponente Yj/und den NF-Farbsignalkomponenten Rot und Blau R_T'und B' in den Farbdifferenz-Matrixschaltungen 6 und 7

J-I Xj

erzeugt werden.Andererseits wird die HF-Komponente des Signals Y'ausgedrückt durch λ/% ' /G₁/¹/*' ^~¹ · Y_H und unterscheidet sich von einer idealen HF Leuchtdichtesignalkomponente, die genau der NTSC Norm entspricht. Weiter unterscheidet sich diese HF-Komponente des Signals Y'von der HF-Leuchtdichtekomponente,die durch die Gammakorrektur des Leuchtdichtesignals Y selbst erzeugt wurde.Verzerrungen jedoch, die in dem Wiedergabebild aufgrund von Fehlern in diesen HF-Leuchtdichtekomponenten auftreten,sind so gering, daß sie nur leicht in Einzelheiten und Umrissen des Wiedergabebildes wahrgenommen werden können. Mit anderen Worten können Qualitätsverluste des Wiedergabebildes aufgrund von fehlerhaften HF-Leuchtdichtesignalkomponenten vernachlässigt werden, insbesondere im Vergleich mit den Verzerrungen in der Farbwiedergabe,die bei einer generellen Gammakorrektur der Signale Y,R, und B auftreten.

Als nächstes soll nun eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben werden.In dieser Fig. bezeichnet die Bezugsziffer 14 einen dritten Tiefpassfilter im Leuchtdichtesignal-Kanal. Die Durchlaßbreite des Tiefpassfilters 14- entspricht im wesentlichen der der Tiefpassfilter 9 und 10 ,die in den Kanälen des Farhsignals Rot und des Farbsägnals Blau angeordnet.sind. Die Ziffer 15 bezeichnet ein Hochpassfilter, der in den Kanal des Leuchtdichtesignals eingefügt ist, und dessen Durchlaßbreite höher ist als die Abschneidfrequenz des Tiefpassfilters 1A-. Die Bezugsziffer 16 bezeichnet eine Addierschaltung. Die weiteren Schaltungskomponenten der Fig. 5 dienen derselben oder einer ähnlichen Funktion wie die der Fig. 4. Eine nochmalige Beschreibung erübrigt sich damit. Das von der Bildaufnähmevorrichtung ankommende Leuchtdichtesignal Y wird mit Hilfe des Tiefpassfilters 14- und des Hochpassfilters 15 unter Bezugnahme auf etwa 500 KHz in eine NF-Leuchtdichtesignal-Komponente Y-r und eine HF-Leuchtdichtesignal-Komponente Ytt zerlegt, wobei die NF-Leuchtdichtesignal-Komponente Y-jdem Eingang der Matrixschaltung 11 für Grün und die HF-Leuchtdichtesignal-Komponente Y^ der Addierschaltung zugeführt wird.Die Aufbereitung der Signale R und B erfolgt in derselben Weise wie in der ersten Ausführungsform, vorstehend beschrieben in Fig. 4 . Die Matrixschaltung 11 für Grün ist so ausgelegt, daß eine arithmetische Umformung der drei Eingangs signale Y-r, E,- und Β, in Übereinstimmung mit der nachfolgenden Formel (22) zur Erzeugung eines Pseudo-NF-Signals Grün /Gt/ durchgeführt werden kann. ._ -.

[G ] = (Yr - 0.30R_r - O.UB )/0.59 ·· (22)

•Da das Signal /GL/ der NF-Komponente des Farbsignals Grün entsprich^ können bei der generellen Gammakorrektur der Signale Y,R und B auftretende Fehler in der Farbwiedergabe durch die Gammakorrektur der Signale /G-r/, Rj und B_T wirksam ausgeschaltet werden. Die gammakorrigierten Signale /GL/* , R-r' ^uncL B 'werden der

41-

Leuchtdichte-Matrixschaltung 12 zugeführt, und arithmetisch gemäß Formel (23) wie nachstehend erwähnt umgeformt, wobei das Signal Yy'erzeugt wird.

Υ_τ· = 0.30R_T' + 0.5OCG₁.]¹ + 0.11B₁-¹ ...... (23)

L L Jj U

Andererseits wird die HF-Leuchtdichtesignal-Komponente Y„. unverändert der Addierschaltung 16 zugeführt, ohne einer Aufbereitung durch die Matrixschaltung 11 für Grün oder der Gammakorrekturschaltung 3 unterzogen zu werden, und bei der vorerwähnten Addierschaltung 16 mit dem Signal Y-r' zusammengeführt. Es ergibt sich ein Ausgangssignal der Addier schaltung 16 Yt'+ Yjt · Mit anderen Worten tritt am Ausgang der Addierschaltunp; 16 das Leuchtdichtesignal auf, dessen NF-Komponente gammakorrigiert und dessen HF-Komponente einer Gammakorrektur nicht unterzogen wurde. Das HF-Leuchtdichtesignal, das keiner " Gammakorrektur unterzogen wurde, führt zu einer Informationsverdichtung der Einzelheiten in den dunklen Teilen des Wiedergabebildes und läßt diese dunklen Teile in einem leicht verschwommenen Zustand erscheinen. Gleichzeitig führt diese HF-Leuchtdichtesignal-Komponente jedoch auch zu einer Rauschverdichtung und läßt etwaiges Rauschen kaum wahrnehmbar werden. Auf diese Weise- läßt sich eine weitgehend verbesserte Qualität der Wiedergabebilder erreichen,als dies bei der Gammakorrektur, im gesamten Frequenzbereich des Leuchtdichtesignals Y möglich ist.

Aus den vorstehenden Kr laute runden ergibt; sich, daß die vorliegende Erfindung ein verbessertes Signalkorrekturschaltungs-System vorschlägt,durch das in einer Farbfernsehkamera auf der Basis der von der ßildaufnahmevorrichtung nach dem Frequenztrennungs- oder dem Farbkomplementärverfahren ankommenden Signale Y,R und B Farbbilder wiedergegeben werden, ohne daß Trübungen oder Störungen im roten oder magentaroten Bereich sowie bei den Gesichtsfarben etc. auftreten, während die Vorteile des frequenztrennungs- und •'■''arbkomplementär-

-LU

Verfahrens wie guter Huhegeräusohspannungsabstand, hohe Auflösung etc. beibehalten werden können.

Leerseite

Claims

ο β * β S ■* 9 *

Patentansprüche:

M. ßignalkorrekturschaltung für eine Farbfernsehkamera, ^— ^y gekennzeichnet durch:

- eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung (2) zur Erzeugung eines Leuchtdichtesignals, eines Farbsignals Rot und eines Farbsignals Blau aus dem einfallenden Lichtsignal

- einen ersten und zweiten Tiefpassfilter (9»10) zum Durchgang des Farbsignals Rot und des ^arbsignals Blau

- eine erste arithmetische Umformungsschaltung (11') zur Zusammenführung des Ausgangssignals des ersten Tiefpassfilters (9)» des Ausgangssignals des zweiten Tiefpassfilters' (10) und des Leuchtdichtesignals zur Erzeugung eines Pseudofärbsignals Grün mit einer NF-Komponente, die der des Farbsignals Grün entspricht;

- eine erste,zweite und dritte Gammakorrektur-Schaltung (3»4-15) zur Aufbereitung des Pseudofarbsignals Grün, des Ausgangssignals des ersten Tiefpassfilters (9) und des Ausgangssignals des zweiten Tiefpassfilters (10), und

- eine zweite arithmetische Umformungsschaltung (12) zur Zusammenführung der Ausgangssignale der ersten (3), zweiten (4) und dritten (5) Gammakorrekturschaltung zur Erzeugung eines gammakorrigierten Leuchtdichtesignals.

2„ Signalkorrekturschaltung für eine Farbfernsehkamera, gekennzeichnet durch: .

- eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung (2) zur Erzeugung eines Leuchtdichtesignals, eines Farbsignals Rot und eines Farbsignals Blau aus dem einfallenden Lichtsignal _:

- einen ersten, zweiten und dritten Tiefpassfilter (9,10,14) zum Durchgang des Farbsignals Rot, des ^il'arbsignals Blau und des Leuchtdichtesignals;

einen Hochpassfilter (15) zum Durchgang.des Leuchtdichtesignals

eine erste arithmetische Umformungsschaltung (11) zur Zusammenführung der Ausgangssignale des ersten (9)» zweiten (10) und dritten (14-) Tiefpassfilters zur Erzeugung eines NF-Farhsignals Grün mit einem NF-Band, das dem eines ^'arbsignals Grün entspricht; eine erste, zweite und dritte Gammakorrekturschaltung (3,4-,5) zur Aufbereitung des NF-Farbsignals Grün, und der Ausgangssignale der Tiefpassfilter (9 und 10 ); eine zweite arithmetische Umformungsschaltung (12) zur Zusammenführung der Ausgangssignale der ersten,(5), zweiten (4) und dritten (5) Gammakorrekturschaltung zur Erzeugung eines gammakorrigierten'NF-Leuchtdichtesignals, und

eine Addierschaltung (16) zur Addition des Ausgangssignals der zweiten arithmetischen Umformungsschaltung (12) mit dem Ausgangssignal des Hochpassfilters (15).