DE4041803C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Weißab­ gleich-Vorrichtung für Videokameras.

Nach Fig. 1 besteht eine herkömmliche Videokamera aus: einer Linse 1, die Licht sammelt; einem Bildelement 2, das ein Lichtsignal in ein elektrisches Signal umwandelt; einem Signalprozessor 3, der eine Ausgabe des Bildelemen­ tes 2 formt; einem Tiefpaßfilter (LPF) 4; einem Mischer (Y-Prozessor und Y/C-Mischung) 5; einem LPF 6; einem Bandpaßfilter (BPF) 7; einem Farbsignalformungs-Schaltkreis 100 und einem Weißabgleich-Schaltkreis 200. Der Farbsignalformungs- Schaltkreis 100 besteht aus Detektoreinrichtungen 8 und 11, die das Farbsignal formen, Verstärkungsreglern 9 und 10, R-Y- und B-Y-Matrizen 12 und 13 und einem Farbsignalprozessor 14.

Bei der herkömmlichen Videokamera ist der Weißabgleich- Schaltkreis 200 entweder vom Sensortyp oder vom Bildsi­ gnal-Abtasttyp.

Nach Fig. 2 besitzt die Weißabgleich-Vorrichtung vom Sensor-Typ: einen Weißabgleich-Sensor, der aus einer weißen Kappe 15, B (Blau)/R (Rot)-Filtern 16, 17 und Lichtempfangsdioden 18, 19 zusammengesetzt ist; Komparatoren 20 und 21, die eine Ausgabe des Weißabgleich-Sensors mit einer Referenz­ spannung vergleichen und nachgeschaltete Regler 22 und 23.

Nach Fig. 3 hat die Weißabgleich-Vorrichtung vom Bildsi­ gnal-Abtasttyp: Komparatoren 24 und 25, die ein Bildsignal erfassen, R-Y- und B-Y-Komponenten der Ausgangssignale der R-Y- und B-Y-Matrizen 12, 13 mit Referenzspannungen V1 und V2 vergleichen und die Abgleichspannungen ausgeben.

Die Weißabgleich-Vorrichtung von Sensortyp nach Fig. 2 stellt einen Weißabgleich wie folgt ein: Licht fällt durch eine weiße Kappe 15. Die B (Blau)- und R (Rot)- Komponenten werden durch einen B (Blau)-Filter 16 und einen R (Rot)-Filter 17 ermittelt. Die B- und R-Komponen­ ten werden mit Referenzgrößen durch die Komparatoren 20 und 21 verglichen. Die von den Reglern 22 und 23 ausgege­ benen Regelspannungen a und b steuern die Verstärkungsreg­ ler 9 und 10 des Farbsignalform-Schaltkreises 100. Anhand der Fig. 4 wird ein Weißabgleich noch näher erläutert: Liegt ein Farbtemperaturzustand "A" vor, dann wird der Weißabgleich dadurch erreicht, daß das Farbverhältnis auf R : G : B = 1 : 1 : 1 eingestellt wird (durch Verkleinerung einer R-Komponente (r) und Vergrößerung einer B-Komponente (b) auf den Wert einer G-Komponente (g)).

Die Weißabgleich-Vorrichtung vom Bildsignal-Abtasttyp (Fig. 3) stellt den Weißabgleich dadurch ein, daß die R-Y- und B-Y-Komponenten aus dem Bildsignal ermittelt und die ermittelten R-Y und B-Y-Komponenten in den Komparato­ ren 24, 25 mit den Referenzspannungen V1, V2 verglichen werden. Aufgrund des Vergleiches werden Regelspannungen c und d zur Regelung der Verstärkungsregler 9 und 10 ausgegeben. Die Regelspannungen sind gleich der Differenz zwischen den R-Y- und B-Y-Komponenten.

Der Sensortyp (Fig. 2) hat folgenden Nachteil: Eine korrekte Farbwiedergabe ist dann nicht möglich, wenn eine Differenz zwischen der vom Sensor ertasteten Farbtemperatur und einer Farbtemperatur eines von der Linse abgebildeten Objektes vorliegt. In diesem Falle bleibt nämlich das Bildsignal (bei dem vom Sensor durchgeführten Weißabgleich) unberücksichtigt. Der Bildsignal-Abtasttyp nach Fig. 3 hat zwar nicht den o. g. Nachteil des Sensortyps, dafür aber andere: Hat eine Einzelfarbe eine bestimmte R-, G- oder B-Komponente, die während des Bildaufnahme-Prozesses als weiße Farbe erkannt wird, dann wird die Farbeinstellung auf Basis dieses Ergebnisses durchgeführt. Zusätzlich wird eine Farbe verfälscht, falls gezoomt wird.

Aus der US 48 11 086 (HIEDA) sowie aus der EP 02 21 539 (SEKI) sind Weißabgleich-Schaltvorrichtungen für eine Videokamera mit einer ersten Weißabgleich-Vorrichtung vom Sensortyp und einer zweiten Weißabgleich-Vorrichtung vom Bildsignal-Abtasttyp bekannt, bei denen Schaltmittel zwischen Sensortyp und Bildsignal-Abtasttyp umschalten.

In der EP 02 21 539 wird als Umschaltkriterium lediglich das blaue Farbsignal verwendet; das durch ein Blaufilter ermittelte Blausignal der Weißabgleich-Vorrichtung vom Sensortyp wird mit einer Referenzspannung verglichen. Bei großer Luminanz wird der Sensortyp verwendet, während bei geringer Luminanz der Bildsignal-Abtasttyp zum Einsatz kommt.

Die US 48 11 086 vergleicht dagegen sowohl die Rot- als auch die Blausignale des Sensortyps und des Bildsignal-Abtasttyps jeweils miteinander. Es wird zwar ausgeführt, daß in den meisten Fällen bereits der Vergleich der zwei durch die beiden verschiedenen Korrekturverfahren ermittelten Signale einer Farbe (also entweder Rot oder Blau) als Entscheidungskriterium ausreicht; gleichwohl wird das Einbeziehen beider Farben vorgeschlagen. Bei einer Variante wird der Benutzer über ein Display gewarnt, daß der Bildsignal- Abtasttyp keine gute Aufnahme liefert. Schließlich wird noch eine Variante mit einer automatischen Umstellung vom Bildsignal-Abtasttyp zum Sensortyp angeführt. Der Benutzer kann über den Tastschalter den Bildsignal-Abtasttyp einschalten. Ein RS-Flip-Flop wird durch die am Set-Eingang anliegende Spannung gesetzt und gibt ein Ausgangssignal ab, welches den Umschaltkreis auf den Bildsignal-Abtasttyp schaltet.

Die US 48 11 086 geht von Weißableichvorrichtungen vom Sensortyp aus, mit denen der Benutzer einen Weißabgleich "aktiv" durchführt, um die dabei eingestellten Werte beizubehalten. Man will dem Anwender letztlich doch die Wahlmöglichkeit überlassen, den Bildsignal-Abtasttyp aktiv in Betrieb zu nehmen und nur vor groben Fehlern schützen. Obwohl Rot und Blau berücksichtigt werden, wird die Umschaltcharakteristik manchen Aufnahmebedingungen nicht gerecht.

Gegenüber diesem Stand der Technik zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine weitere Ausgestaltung der Schaltmittel zum Umschalten zwischen Sensortyp und Bildsignal- Abtasttyp zu schaffen.

Dieses Ziel wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 erreicht.

Zusammenfassend wird durch die vorliegende Erfindung eine übersichtliche Realisierung der Umschaltmittel geschaffen, wobei in neuartiger Weise die Signale beider Farben (Rot und Blau) beider Weißabgleichvorrichtungen durch Differenzbildung direkt miteinander verglichen werden. Damit ergibt sich eine veränderte Umschaltcharakteristik.

Die Erfindung verbessert also die Gesamtfarb-Wiedergabefä­ higkeit im wesentlichen dadurch, daß hauptsächlich eine Weißabgleich-Vorrichtung eines Sensortypes verwendet wird, jedoch bei einer Änderung der Farbtemperatur auf eine Weiß­ abgleich-Vorrichtung eines Bildsignal-Abtasttypes umgeschaltet wird.

Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbei­ spiel nebst Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Bildsignal-Prozessor­ vorrichtung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Weißabgleich-Vorrich­ tung des Sensortyps nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Weißabgleich-Vorrich­ tung vom Bildsignal-Abtasttyp nach dem Stand der Technik;

Fig. 4 ein Wellenformdiagramm, das die Weißabgleich- Regelung darstellt, und

Fig. 5 ein Schaltkreisdiagramm einer kombinierten Weißabgleich-Schaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Nach Fig. 5 besteht eine erfindungsgemäße kombinierte Weißabgleich-Schaltvorrichtung aus:
Puffern 31 und 32, einem Widerstand R1 und einem arithme­ tischen Verstärker 35, welche die R-Y und B-Y-Regelspan­ nungen a und b des Sensortyps vergleichen und verstärken (siehe Fig. 2),
Puffern 33 und 34, einem Widerstand R2 und einem arithme­ tischen Verstärker 36, welche die R-Y und B-Y-Regelspan­ nungen c und d des Bildsignalabtasttyps (siehe Fig. 3) vergleichen und verstärken,
einem arithmetischen Verstärker 37 und einem Widerstand R3, der eine Spannungsdifferenz zwischen den durch die arithmetischen Verstärker 35 und 36 ausgegebenen Spannun­ gen verstärkt,
arithmetischen Verstärkern 38 und 39, die die Ausgabespan­ nung f mit Referenzspannungen +Vo, -Vo vergleichen und aus einem (Oder-)Gatter 40, welches Dioden D1, D2 sowie einen Widerstand R4 enthält.

Die Ausgangssignale e des (ODER-)Gatters 40 steuern einen Umschaltkreis 26, der die Ausgangssignale a, b der Weißabgleich-Vorrichtung 200a vom Sensortyp oder die Ausgangssignale c, d der Weißabgleich-Vorrichtung 200b vom Bildsignalabtasttyp auswählt.

Das heißt, ein Ausgangssignal e, das auf einer logischen "0" steht, stellt den Weißabgleich gemäß den Regelspannungen a und b des Sensortypes ein. Ein auf einer logischen "1" stehendes Regelsignal e hingegen stellt den Weißabgleich gemäß den Regelspannungen c, d des Bildsignal-Abtasttypes ein.

Nachfolgend werden die Vorteile vorliegender Erfindung noch deutlicher beschrieben.

Fig. 5 zeigt, daß die R-Y-Regelspannung a und die B-Y- Regelspannung b des Sensortyps über die Puffer 31 und 32 eingegeben werden. Eine Spannungsdifferenz zwischen der R-Y-Regelspannung a und der B-Y-Regelspannung b wird durch den arithmetischen Verstärker 35 verstärkt. In derselben Weise werden die R-Y-Regelspannung c und die B- Y-Regelspannung d über die Puffer 33 und 34 eingegeben und eine Spannungsdifferenz zwischen der R-Y-Regelspannung c und der B-Y-Regelspannung d wird über den arithmetischen Verstärker 36 verstärkt.

Dann werden die verstärkten Spannungsdifferenzen der zwei Typen durch den arithmetischen Verstärker 37 verglichen. Ein Ausgangssignal f des arithmetischen Verstärkers 37 wird in die arithmetischen Verstärker 38 und 39 eingegeben, wobei das Ausgangssignal des arithmeti­ schen Verstärkers 39 logisch "1" wird, falls das Ein­ gangssignal f größer ist als die Referenzspannung +Vo an einer inversen Verstärkungsklemme (-) (d. h. f<+Vo). Die Ausgabe des arithmetischen Verstärkers 39 wird logisch "0", falls die Eingabe f kleiner ist als die Referenzspan­ nung +Vo der inversen Verstärkungsklemme (-) (d. h. falls f<+Vo). Auf der anderen Seite wird die Ausgabe des arithmetischen Verstärkers 38 logisch "1", falls die Eingabe f einer inversen Verstärkungsklemme (-) des arithmetischen Verstärkers 38 kleiner ist als eine Referenzspannung -Vo einer nicht inversen Verstärkungs­ klemme (+) (d. h. falls f<-Vo). Die Ausgabe des arithmeti­ schen Verstärkers 38 wird logisch "0", falls das Eingangs­ signal f größer ist als die Referenzspannung -Vo (d. h. falls f<-Vo). Danach werden die Ausgaben der arithmeti­ schen Verstärker 38 und 39 einem Steuereingang e des Umschalt-Schaltkreises 26 über das (ODER-)Gatter 40 zugeführt, das die Dioden D1, D2 und den Widerstand R4 enthält. Daher wird dem Steuereingang e des Umschalt- Schaltkreises 26 ein logisches "0"-Signal zugeführt, falls die Ausgabe f des arithmetischen Verstärkers 37 die Bedingung -Vo<f<+Vo erfüllt, und es wird ein logisches "1"-Signal zugeführt, falls die Ausgabe f des arithmeti­ schen Verstärkers 37 die Bedingung -Vo<f<+Vo nicht erfüllt. Sind die Spannungen -Vo und +Vo auf kleinere Werte gesetzt, d. h. die Werte des Sensortyps differieren von den Farbtemperaturwerten des Bildsignal-Abtasttyps in einem kleinen Bereich, dann wird der Steuereingang e des Umschalt-Schaltkreises 26 logisch "0". Hierdurch werden Anschlüsse P1 und P2 mit Anschlüssen k und m verbunden und eine Sensortyp-Operation durchgeführt. Im gegentei­ ligen Fall werden die Anschlüsse P1 und P2 mit Anschlüssen l und n verbunden, so daß eine Bildsignal-Abtasttyp- Operation durchgeführt wird.

Die erfindungsgemäße kombinierte Weißabgleich-Schaltvor­ richtung für Videokameras hat mehrere Vorteile: Die Farbwiedergabe des Sensortypes wird verbessert, da zum Bildsignal-Abtasttyp umgeschaltet werden kann, insbesonde­ re dann, wenn der Sensorkreis und der Bildabtastkreis eine Temperaturdifferenz aufweisen, die die korrekte Wiedergabe einer Farbe beeinträchtigen könnte. Um die Nachteile des Bildsignal-Abtasttyps zu vermeiden, wird hauptsächlich die Sensor-Art verwendet.

Claims (5)

1. Kombinierte Weißabgleich-Schaltvorrichtung für eine Videokamera mit:

• a) einer Weißabgleich-Vorrichtung vom Sensortyp (200a), mit Einrichtungen zur Einstellung eines Weißabgleiches durch:
  • - Umsetzung (16-19) von durch eine weiße Kappe (15) einfallendem Licht in ein B- und ein R- Farbsignal,
  • - Vergleich (20, 21) des B- und R-Farbsignals mit Referenzspannungen und
  • - Ausgabe (22, 23) einer ersten und einer zweiten Regelspannung (a, b) (vgl. Fig. 2);
• b) einer Weißabgleich-Vorrichtung vom Bildsignal- Abtasttyp (200b), mit Einrichtungen zur Einstellung des Weißabgleichs durch:
  • - Ableitung eines R-Y- und eines B-Y-Farbdifferenzsignals aus R-Y- und B-Y-Matrixschaltungen (12, 13),
  • - Vergleich (24, 25) des R-Y- und B-Y-Farbdifferenzsignals mit Referenzspannungen V1 und V2,
  • - Ausgabe einer dritten und einer vierten Regelspannung (c, d) entsprechend der Differenz zwischen dem R-Y- bzw. B-Y-Farbdifferenzsignal und den Referenzspannungen V1 und V2 zur Steuerung von Verstärkungsreglern (9, 10) (vgl. Fig. 3);
• c) und einer Schalteinrichtung zum Umschalten zwischen der Weißabgleich-Vorrichtung vom Sensortyp (200a) und der Weißabgleich-Vorrichtung vom Bild­ signal-Abtasttyp (200b) in Abhängigkeit von vorgegebenen Referenzspannungen +Vo und -Vo,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung folgendes aufweist:

• - eine erste Verstärkereinrichtung (35), die eine Differenz zwischen der ersten Regelspannung (a) und der zweiten Regelspannung (b) der Weißab­ gleich-Vorrichtung vom Sensortyp (200a) verstärkt,
• - eine zweite Verstärkereinrichtung (36), die eine Differenz zwischen der dritten Regelspannung (c) und der vierten Regelspannung (d) der Weißab­ gleich-Vorrichtung vom Bildsignal-Abtasttyp (200b) verstärkt,
• - eine dritte Verstärkereinrichtung (37), die eine Spannungsdifferenz zwischen den Ausgangssignalen der ersten und zweiten Verstärkereinrichtung (35, 36) verstärkt,
• - eine vierte und fünfte Verstärkereinrichtung (38, 39), die Referenzspannungen -Vo (Verstärkereinrichtung 38) und +Vo (Verstärkereinrichtung 39) mit einem Ausgangssignal (f) der dritten Verstärkereinrichtung (37) vergleichen,
• - ein Gatter (40), welches gemäß den Ausgangssignalen der vierten und fünften Verstärkereinrichtung (38, 39) einen Umschaltkreis (26) zum Umschalten zwischen dem Weißabgleich vom Sensortyp und dem vom Bildsignal-Abtasttyp derart steuert, daß der Umschaltkreis (26) solange zum Weißabgleich vom Sensortyp umschaltet, solange gilt: -Vo<f<+Vo.

2. Weißabgleich-Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Regelspannungen (a, b) der ersten Verstärkereinrichtung (35) über zwei Puffer (31, 32) eingegeben werden,
• - die Regelspannungen (c, d) der zweiten Verstärkereinrichtung (36) über zwei Puffer (33, 34) eingegeben werden.

3. Weißabgleich-Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Umschaltkreis (26) derart ausgestaltet ist, daß die Ausgangssignale der vierten und fünften Verstärkereinrichtungen (38, 39) eine Abgabe der Regelspannungen (a, b) des Sensortyps an die Verstärkungsregler (9, 10) bewirken, falls das Ausgangssignal (f) der dritten Verstärkereinrichtung (37) die Bedingung -Vo<f<+Vo erfüllt, wobei -Vo und +Vo die vorgegebenen Referenzspannun­ gen sind.

4. Weißabgleich-Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Umschaltschaltkreis (26) derart ausgestaltet ist, daß die Ausgangssignale der vierten und fünften Verstärkereinrichtungen (38, 39) eine Abgabe der Regelspannungen (c, d) des Bildsignal-Abtasttyps an die Verstär­ kungsregler (9, 10) bewirken, falls das Ausgangssi­ gnal (f) der dritten Verstärkereinrichtung (37) die Bedingungen f<-Vo, f<+Vo erfüllt, wobei -Vo und +Vo die vorgegebenen Referenzspannungen sind.