FR2604585A1 - Camera de television en couleur du type etat solide - Google Patents
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Abstract
LA CAMERA SELON L'INVENTION POSSEDE UN DISPOSITIF 1 DE DETECTION D'IMAGE DU TYPE ETAT SOLIDE ASSOCIE A UN FILTRE DE COULEUR 2 A 5 QUI PRODUIT UN SIGNAL DE LUMINANCE ET UN SIGNAL DE DIFFERENCE DE COULEUR SEQUENTIEL DE LIGNE, AINSI QU'UN CONVERTISSEUR DE SIGNAL 6, 7 RECEVANT LE SIGNAL DE DIFFERENCE DE COULEUR SEQUENTIEL DE LIGNE ET LE TRANSFORMANT EN DEUX SIGNAUX DE DIFFERENCE DE COULEUR SIMULTANES, UN SEPARATEUR DE SIGNAL 8 RECEVANT CES DEUX SIGNAUX ET PRODUISANT TROIS SIGNAUX DES COULEURS PRIMAIRES, UN MOYEN DE COMMANDE DE NIVEAU 12 REALISANT UN AJUSTEMENT DE L'EQUILIBRE DE BLANC, UNE MATRICE 13 PRODUISANT A PARTIR DES SIGNAUX AINSI EQUILIBRES DEUX SIGNAUX DE DIFFERENCE DE COULEUR, ET UN CODEUR 14 PRODUISANT A PARTIR DE CES DEUX SIGNAUX ET DU SIGNAL DE LUMINANCE UN SIGNAL VIDEO EN COULEUR COMPOSITE.
Description
La présente invention concerne une caméra de télé-
vision en couleur du type état solide possédant un dispositif de'détection d'image du type état solide o un traitement de signal d'image est exécuté en vue de La production d'un signal vidéo en couleur composite. Il est devenu courant, dans une caméra vidéo en couleur, de réaliser une commande d'équilibre du blanc afin qu'il ne soit pas produit de modifications dans la partie blanche d'une image en raison de la température d'une source lumineuse. De plus, dans une caméra de télévision à une seule plaque, o l'unique dispositif de formation d'image du type état solide effectue une détection d'image
en couleur, un filtre de couleur complémentaire possédant un rende-
ment élevé d'utilisation de la lumière est prévu pour un système optique de détection d'image comme filtre de séparation de couleur afin d'effectuer une détection d'image en couleur à l'aide d'un dispositif de détection d'image à accumulation de trames afin d'améliorer la sensibilité de détection d'image ou la résolution dynamique, etc. Dans un semblable type de caméra de télévision en couleur, l'opération de formation d'image est exécutée à l'aide d'un élément de détection d'image pour lequel un filtre de couleur
complémentaire destiné au codage de couleur sur son plan de détec-
tion d'image, dans lequel des filtres de couleur magenta (Mg), vert (G), cyan (Cy), jaune (Ye) par exemple sont disposés suivant
une configuration en mosaïque, comme on peut le voir sur la figure 2.
Il est ainsi obtenu un signal de sortie de détection d'image qui est une synthèse additive des charges électriques de signal de la ligne L(N) et de la ligne L(N+1), pour faire fonction de signal de sortie de détection d'image pour une trame impaire. De la même façon, un signal de sortie de détection d'image qui est une synthès'e additive de charges électriques de signal de la ligne L(N+) et de (N+1) la ligne L(N+2) est obtenu comme signal de sortie de détection d'image pour une trame paire. A partir de l'élément de détection
d'image ci-dessus mentionné associé au filtre de couleur complémen-
taire, un signal de sortie d'image (S) o le signal de sortie (Mg+Cy) et le signal de sortie (G+Ye) sont produits à répétition et un signa et le signal de sortie (G+Ye) sont produits à répétition et un signal de sortie d'image (SE) o le signal de sortie (Mg+Ye) et le signal de sortie (G+Cy) sont produits à répétition, sont produits en
séquence par rapport aux lignes.
Comme représenté sur la figure 3, dans les dispositifs classiques, un signal vidéo en couleur est formé par délivrance du signal de sortie de détection d'image qui est obtenu par L'élément de sortie d'image cidessus décrit à un circuit de traitement de
signal de détection d'image.
Sur la figure 3, le numéro 20 indique l'élément de détection d'image associé audit filtre de couleur complémentaire, 21 indique un premier filtre passe-bas (LPFH) qui recueille un signal de luminance à large bande (YH) de la part du signal de sortie de
détection d'image (S0)/(SE) obtenu comme signal de sortie séquen-
tiel de ligne par l'élément de détection d'image 20, tandis que 22 indique un deuxième filtre passe-bas (LPFL) qui recueille un signal de luminance à bande étroite (YL) de.la part du signal de L sortie de détection d'image, et 23 indique un filtre passe-bande (BPF) qui recueille un signal de chrominance (C) dans le signal
de sortie de détection d'image.
Le premier filtre passe-bas 21 forme un signal de luminance à large bande (YH) en excluant du signal de sortie de
détection d'image (So)/(SE) un élément de porteuse d'échanritillon-
nage d'espace par le filtre de couleur complémentaire. Le signal
de Luminance à large bande (Y H) est délivré à un codeur de couleur 39.
De même, le deuxième filtre à bande étroite 22, dont la fréquence de coupure est inférieure à celle du premier filtre passe-bas 21, forme un signal de luminance à bande étroite (YL) en excluant du signal de sortie de détection d'image (S 0)/(SE) un élément de porteuse d'échantillonnage d'espace par le filtre de couleur complémentaire. Ce signal de luminance s bande étroite (YL)' L est délivré à un additionneur de signaux 27, 28 au titre de signal de commande d'équilibre de blanc (+ AY) par l'intermédiaire d'un
amplificateur à gain variable 24, 25.
De plus, dans le filtre passe-bande 23, un élément de
porteuse d'échantillonnage d'espace par le filtre de couLeur com-
plémentaire, c'est-à-dire un signal de chrominance, est recueilli dans le signal de sortie de détection d'image (So)/(SE) pour être
délivré à un circuit de détection synchrone 26.
Le circuit de détection synchrone 26 effectue la détection synchrone du signal de chrominance recueilli dans le signal de sortie de détection d'image (So)/(SE) avec un signal
de porteuse correspondant à l'élément de porteuse.d'échantillon-
nage d'espace de manière à produire un signal de sortie de diffé-
rence de couleur séquentiel de ligne (C1)/(C2.
Ensuite, il est produit une synthèse additive du signal de commande d'équilibre de blanc (+ AY) dans l'additionneur
de signaux 27, 28 pour le signal de différence de couleur séquen-
tiel de ligne (C1)/(C2) qui était délivré par le circuit de détec-
tion synchrone 26, lequel est fourni au circuit simultané directe-
ment en provenance d'un circuit de sélection de signal 29 ou via
un circuit 30 de retard d'une période horizontale (1H).
Le signal de différence de couleur séquentiel de ligne (C1)/(C2) pour lequel un ajustement d'équilibrage de blanc a déjà été réalisé subit une conversion du système séquentiel de
ligne au système simultané grâce au circuit simultané 31.
Il faut noter que, lorsque la température de couleur de l'objet dont l'image est recueillie dans l'élément de détection d'image 20 varie par rapport à la température de couleur normalement fixée pour atteindre une température plus élevée, chaque signal de différence de couleur (C1)/(C2) passe de l'état indiqué par une ligne à l'état indiqué par une ligne en trait mixte, toutes deux étant présentées sur les figures 4(A) et 5(A). De plus, le signal de luminance (Y) passe de l'état indiqué par une ligne à l'état
indiqué par une ligne en trait mixte, apparaissant sur la figure 6.
Ainsi, il est possible d'exécuter un ajustement d'équilibrage de
blanc de la manière indiquée sur les figures 4(C) et 5(C) en pro-
duisant un signal d'ajustement d'équilibrage de blanc (+ AY) indiqué par les lignes en trait mixte des figures 4(B) et 5(B) à partir du signal de luminance à bande étroite (YL) et en exécutant une synthèse additive et soustractive dudit signal de commande d'équilibrage de blanc (+ AY) avec chaque signal de différence de couleur (C1)/(C2) de façon que la valeur intégrale de la forme d'onde apparaissant
sur les figures 4(A) et 5(A) s'annule.
Toutefois, même dans cet ajustement d'équilibrage de blanc, chaque signal de différence de couleur (C1)/(C2) voit sa sensibilité varier en fonction de la longueur d'onde, ce qui conduit à l'existence de caractéristiques différentes par rapport à la réponse de sensibilité spectrale pour la température de couleur normalement fixée. Ainsi, en ce qui concerne les signaux de différence de couleur respectifs (C1)/(C2) qui étaient délivrés par le circuit
simultané 31, une pratique courante à consister à réaliser une com-
pensation préalable aux variations de la température de couleur dans un circuit de commande de température de couleur 38, puis à produire un signal vidéo en couleur d'un système de télévision normal, par exemple te système NTSC, dans un codeur de couleur 39
pour faire délivrer celui-ci d'une borne de sortie de signal 40.
Sous ce rapport, le circuit 38 de commande de température de couleur
est également appeLé un circuit matriciel linéaire, o il est effectué -
une synthèse additive des signaux de différence de couleur respectifs
(C1)/(C2) dans chaque additionneur de signaux 36, 37 via un amplifi-
cateur à gain variable 32, 33, 34, 35, o le gain varie en fonction de la température de couleur de manière à ajuster les caractéristiques
de sensibilité spectrale.
Comme précédemment noté, avec le circuit de traitement de signal de détection d'image selon la technique antérieure, o l'équilibrage du blanc est ajusté par la pratique d'une synthèse
additive et soustractive du signal de commande d'équilibrage de.
blanc (+ AY) avec chaque signal de différence de couleur (C1)/C2), il devient impossible de maintenir la reproductibilité des couleurs
en raison des variations des caractéristiques de sensibilité spec-
trale produites par les variations de la température de couleur.
Ainsi, il est nécessaire de prévoir un circuit de commande de tempé-
rature de couleur qui possède une structure de circuit complexe permettant de commander les variations des caractéristiques de
sensibilité spectrale.
Eu égard à tout ce qui vient d'être énonce, c'est un but de l'invention de fournir une caméra de télévision en couleur du type état solide présentant une structure nouvelle, selon laquelle il peut être produit, sans qu'il soit fait appel à un circuit de commande de température de couleur, un signal vidéo en couleur compo- site possédant des qualités supérieures de reproductibilité des couleurs et de la reproductibilité de la luminance en relation avec
les variations de la température de couleur.
Plus spécialement, une particularité de l'invention est de produire une caméra de télévision en couleur du type état solide possédant un dispositif de détection d'image du type état
solide ayant un filtre de couleur qui comprend un moyen de conver-
sion de signal, un moyen de séparation de signal, un moyen de
commande de niveau, un moyen matriciel et un moyen de codage.
Dans une caméra de télévision en couleur du type état solide selon l'invention, il est produit un.signal en les trois couleurs primaires à partir du signal de sortie de détection d'image d'une caméra vidéo en couleur du système séquentiel de ligne à différence de couleur et un ajustement de l'équilibre du blanc est réalisé sur celui-ci, ce qui ne demande aucune compensation pour la
température de couleur.
La description suivante, conçue à titre d'illustration
de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est un schéma de principe simplifié d'une configuration de circuit d'un mode de réalisation de l'invention d'une caméra de télévision en couleur du type état solide possédant un dispositif de détection d'image du type état solide; - la figure 2 montre la structured'un filtre de couleur complémentaire servant au codage de couleur formé sur le plan de détection d'image d'un dispositif de détection d'image en couleur; - la figure 3 est un schéma de principe montrant une configuration de circuit classique d'un dispositif de détection d'image du type état solide; et
- les figures 4A à 4C, 5A à 5C et 6 montrent les carac-
téristiques spectrales des signaux respectifs de la configuration de
circuit classique présentée sur la figure 3.
Sur le schéma de circuit simplifié de la figure 1, le numéro de référence 1 désigne un élément de détection d'image possédant un filtre de couleur complémentaire, 2 désigne un premier filtre passe-bas (LPFH) dans lequel un signal de luminance à bande large (YH) est recueilli du signal de sortie de détection d'image H
(S0)/(SE) obtenu comme signal de sortie séquentiel de ligne par l'été-
ment de détection d'image 1, 3 désigne un deuxième filtre passe-bas (LPFL) par lequel un signal de luminance à bande étroite (YL) est recueilli du signal de sortie de détection d'image, et 4 indique un filtre passe-bande (BPF) par lequel un signal de chrominance
(C) est recueilli du signal de sortie de détection d'image.
Dans le présent mode de réalisation, un filtre de
couleur complémentaire servant au codage de couleur avec l'agence-
ment présenté sur la figure 2 est disposé sur le plan de détection d'image de l'élément de détection d'image 1 afin de produire un signal de sortie séquentiel de ligne pour le signal de sortie de
détection d'image (So)/(SE) d'une image objet.
Le premier filtre passe-bas 2 ci-dessus mentionné produit un signal de luminance à bande large (YH) en excluant du signal de sortie de détection d'image (So0)/(SE) un élément de
porteuse d'échantillonnage d'espace par le filtre de couleur complé-
mentaire. Ce signal de luminance à large (YH) est délivré à un
codeur de couleur 14.
Le deuxième filtre passe-bas 3 possède une fréquence de coupure plus basse que celle du premier filtre passe-bas 2 et forme un signal de luminance à bande étroite (YL) en excluant du signal de sortie de détection d'image (S 0)/(SE) un élément de porteuse
d'échantillonnage d'espace par le filtre de couleur complémentaire.
Ce signal de luminance à bande étroite (YL) est délivré à un premier circuit matriciel 8 en vue de la séparation d'un signal à trois
couleurs primaires.
De plus, dans le filtre passe-bande 4, un élément de porteuse d'échantillonnage d'espace par le filtre de couleur complémentaire, c'està-dire un signal de chrominance, est recueilli du signal de sortie de détection d'image (S o)/(SE) et est délivré
à un circuit de détection synchrone 5.
Dans le circuit de détection synchrone 5, le signal de chrominance (C) recueilli dans le signal de sortie de détection d'image (S 0)/(SE) est détecté de manière synchrone par un signal
de porteuse correspondant à la porteuse d'échantillonnage d'espace.
De cette manière, il est produit un signal de différence de couleur composite (C1) qui est donné par: C1 = (Mg + Cy) - (G + Ye)
= 2B - G
= B - Y'
pour le signal de sortie de détection d'image. De plus, il est produit un signal de différence de couleur composite (C2) qui est donné par: C2 = (Mg + Ye) - (G + Cy)
= 2R - G
= R - Y'
pour le signal de détection d'image (SE), ce qui produit donc un signal de sortie de différence de couleur séquentiel de ligne
(C1)/(C2)
Il faut noter que ledit signal (Y') est un signal de luminance que l'on peut obtenir en excluant du signal de sortie
de détection d'image (S0)/(SE) un élément de porteuse d'échantil-
lonnage d'espace et que le signal (Y') peut être indiqué comme valant: Y' = (Mg + Ye) + (G + Cy)
= 3G + 2R + 2B
Le signal de différence séquentiel de ligne (C1)/(C2) qui était délivré par le circuit de détection synchrone 5 est fourni directement, ou via un circuit de retard 1H 6, à un circuit simultané 7, dans lequel la conversion du système séquentiel de ligne au système
simultané est exécutée.
Le signal de différence de couleur simultané (C1), (C2) ainsi obtenu dans le circuit simultané 7 est délivré au premier
circuit matriciel 8.
Dans le premier circuit matriciel 8, relativement
au signal de luminance passe-bas (YL) et à chaque signal de diffé-
rence de couleur (C1), (C2), un traitement matriciel tel que: n2r R l rl r2 r31 Sy |G = l 919Z 3| R-Y' tB bl b2 b3 -Y est exécuté afin de séparer le signal à trois couleurs primaires (R).(G).(B). En ce qui concerne les constantes respectives de la matrice, on prend en considération les caractéristiques spectrales de chaque signal (YL,).(R-Y').(B-Y') sont prises en considération, par exemple pour la fixation d'une valeur telle que, lors de la
recherche du signal R, les éléments G et B présentent une restric-
tion. Le signal en trois couleurs primaires (R).(G).(B) qui est séparé par le premier circuit matriciel 8 est délivré au deuxième circuit matriciel 13 via un circuit de commande de niveau 12 servant
à la commande d'équilibre de blanc construit au moyen des amplifica-
teurs à gain variable 9, 10 et 11.
A partir du deuxième circuit matriciel 13 ci-dessus mentionné, il est formé un signal de luminance à bande étroite (YL) et chaque signal de différence de couleur (R-Y).(B-Y) qui sont tous deux délivrés à un codeur de couleur 14 par exécution d'un processus d'inversion de matrice du premier circuit matriciel 8 sur le signal en trois couleurs primaires (R). (G).(B) délivré via
le circuit de commande de niveau 12 pour lequel une commande d'équi-
libre de blanc a déjà été exécutée.
De plus, ledit codeur de couleur 14 forme un signal vidéo en couleur d'un système de télévision normal, par exemple un système NTSC fonctionnant sur la base du signal de luminance à base étroite (YL) délivré par le deuxième circuit matriciel 12 pour lequel une commande d'équilibre de blanc a déjà été exécutée et du signal de luminance à large bande (YH) délivré par le signal de
différence de couleur (R-Y).(B-Y) et par le premier filtré passe-bas 2.
Le signal vidéo en cowlèur ainsi formé est délivré sur la borne de
sortie de signal 15.
Dans ce mode de réalisation, un signal en trois couleurs primaires (R).(G) .(B) est séparé du signal de différence de couleur séquentiel de ligne (C1)/(C2) et d'un signal de luminance à bande étroite (YL) obtenu à partir d'un élément de détection L d'image 1 comme signal de sortie de détection d'image, et un ajus- tement d'équilibre de blanc est réalisé sur le signal en trois couleurs primaires (R).(G).(B) ainsi séparées. Ensuite, sur la base du signal de luminance à bande étroite (Y') et de chaque signal L de différence de couleur (R-Y).(B-Y) reformé à partir du signal en trois couleurs primaires (R).(G).(B) auquel la commande d'équilibre de blanc a déjà été appliquée, il est produit un signal vidéo en couleur composite. Par conséquent, du fait de la commande d'équilibre
de blanc, on obtient également une possibilité d'ajustement vis-à-
vis des variations de la température de couleur. De cette manière, sans avoir à prévoir un circuit particulier pour la compensation
de la température de couleur, il est possible d'obtenir une excel-
lente reproductibilité des couleurs et une excellente reproductibilité de la luminance en relation étroite avec un dispositif de détection
d'image en couleur utilisant un filtre de couleur primaire.
Comme cela résulte clairement de la description ci-
dessus donnée en relation avec le mode de réalisation, dans la
caméra de télévision en couleur du type état solide selon l'inven-
tion, on forme un signal vidéo en couleur composite en formant un signal à trois couleurs primaires à partir du signal de sortie de
détection d'image d'une caméra vidéo du système séquentiel à diffé-
rence de couleur, en appliquant un ajustement d'équilibre de blanc à un signal de couleur primaire, et en produisant un signal de luminance (Y') et des signaux de différence de couleur respectifs (R-Y).(B-Y) à partir du signal en trois couleurs primaires sur lequel la commande d'équilibre de blanc a déjà été appliquée. Par conséquent, sans prévoir un circuit particulier de compensation de la température de couleur, un ajustement vis-à-vis des variations
de la température de couleur est exécuté par l'ajustement de l'équi-
libre de blanc ci-dessus mentionné. En résultat, il est possible d'atteindre le but recherché d'une excellente reproductibilité des couleurs et de la luminance en liaison étroite avec un dispositif
de détection d'image en couleur utilisant un filtre de couleur.
Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer,
à partir du dispositif dont la description vient d'être donnée à
titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes
et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.
Claims (4)
1. Caméra de télévision en couleur du type état solide possédant un dispositif de détection d'image du type état solide (1) associé à un filtre de couleur (2 à 5) à partir duquel une composante du signal de luminance et une composante de signal de différence de couleur séquentiel de ligne sont produits, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen (6, 7) de conversion de signal recevant ladite composante de signal de différence de couleur séquentiel de ligne, qui sert à convertir ce dernier en un premier et un deuxième signal de différence de couleur simultanés; un moyen (8) de séparation de signal recevant lesdits premier et deuxième signaux de différence de couleur simultanés et au moins une partie de ladite composante de signal de luminance et produisant un premier, un deuxième et un troisième signal de couleur primaire; un moyen (12) de commande de niveau servant à commander le niveau d'au moins les premier et deuxième signaux de couleur primaire afin de réaliser un ajustement d'équilibre de blanc; un moyen matriciel (13) recevant les signaux de sortie dudit moyen de commande de niveau afin de produire au moins un premier et un deuxième signal de différence de couleur; et un moyen de codage (14) recevant les premier et deuxième signaux de différence de couleur en provenance du moyen matriciel et une composante de signal de luminance, afin de produire un signal
vidéo en couleur composite.
2. Caméra selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit filtre de couleur comporte plusieurs éléments de filtre servant à laisser passer des composantes lumineuses magenta et verte disposées de manière répétée suivant une première ligne et plusieurs' éléments de filtre servant à laisser passer des composantes lumineuses jaune et cyan de manière répétée suivant une deuxième ligne, si bien que lesdites première et deuxième lignes sont disposées de manière
répétée dans la direction verticale.
3. Caméra selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un premier filtre passe-bas (2) et un deuxième filtre passe-bas (3) recevant le signal de sortie dudit dispositif
de détection d'image à l'état solide et servant à produire respec-
tivement un signal de luminance à large bande et un signal de Luminance à bande étroite, ledit signal de luminance à bande étroite étant délivré audit moyen de séparation de signal.
4. Caméra selon la revendication 1, caractérisé en
ce que ledit moyen de conversion de signal comporte un moyen retar-
dateur d'une période horizontale (6) et un moyen de commutation (7).
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