NL8100439A - Televisiecamera met een "solid state" beeldopneeminrichting en digitale bewerking van bij beeldopname verkregen videosignalen. - Google Patents

Description

-1-

Ca/Hb/gev. ΓΖ22.

Televisiecamera met een "solid state" beeldopneem-inrichting en digitale bewerking van bij beeldopname verkregen videosignalen.

De uitvinding heeft betrekking op een televisiecamera met een "solid state" beeldopneeminrichting en digitale bewerking van bij beeldopname verkregen videosignalen; meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een 5_ ,kleurentelevisiecamera met een als ladingsgekoppelde inrichting uitgevoerde beeldopneeminrichting van dit type.

Bekend is reeds een kleurentelevis iecamera, waarbij het analoge uitgangssignaal van de "solid state" beeldopneeminrichting in digitale vorm aan tussenbewerking wordt on-10 derworpen, waarna tenslotte een analoog kleurentelevisie-signaal van standaardtype wordt afgegeven. In vergelijking met een kleurentelevisiecamera van gebruikelijk type, waarbij het bij beeldopname verkregen videosignaal uitsluitend in analoge vorm aan signaalbewerking wordt onderworpen, vertoont 15 de kleurentelevisiecamera met digitale signaaltussenbewerking aanzienlijke voordelen wat betreft de signaalbewerking, uitvoering van de verschillende schakelingen, bedrijfszekerheid, enz.. Mede met het oog op koppeling (interface) met verdere digitale apparatuur is men inmiddels bij vele kleurentelevi-20 siecamera's ertoe overgegaan, het daardoor afgegeven videosignaal geschikt voor digitalisering te maken.

In geval van bewerking in digitale vorm van het door de beeldopneeminrichting afgegeven uitgangssignaal tot een kleurentelevisiesignaal van standaardtype, wordt voor de 25 bewerkingssnelheid bij de vorming van een kleurensignaal in digitale vorm gewoonlijk een frequentie gekozen, welke drie-of viermaal de kleurhulpdraaggolffrequentie f van het standaardkleurentelevisiesignaal bedraagt. Deze keuze is gebaseerd op de bandbreedte van een videosignaal, het gemak van 30 signaalbewerking bij tweedimensionale bemonstering, enz..

Wanner nu voor de impulsherhalingsfrequentie van de referentieklokimpulsen een waarde van 3f of 4f wordt s o s c 8 1 0 0 43 9 -2- ♦ * gekozen, dienen de verschillende schakelingen van het digitale signaalbewerkingsstelsel allen te worden aangedreven in een dergelijk ritme van 3f of 4f .; dit geldt dan bijvoor-beeld voor de drijfimpulsen voor de "solid state" beeldop-5 neeminrichting, de bemonsterfrequentie van de voor bemonstering en vasthouding van het uitgangssignaal van de beeldop-neeminrichting toegepaste bemonsteringsimpulsen, de bij de omzetting van het analoge uitgangssignaal van de beeldopneem-inrichting in een digitaal signaal toegepaste bewerkingssnel-10 heid/ enz.. Indien echter een referentieklokimpuls met een dergelijke impulsherhalingsfrequentie voor de gehele signaalbewerking wordt toegepast, leidt dit tot een hogere frequen-tiewaarde dan 10 MHz, hetgeen hoge eisen aande responsiesnel-heid van het stelsel stelt. Indien bijvoorbeeld de afsnijd-15 frequentie van het voor begrenzing van de frequentieband van een kleurinformatiesignaal toegepast, digitaal filter constant gemaakt wordt, zal het aantal vertragingselementen of dergelijke van het digitale filter evenredig niet de be— werkingssnelheid toenemen. Dit heeft tot gevolg, dat een 20 "large scale" digitale bewerkingsschakeling dient te worden toegepast, hetgeen de uitvoering van een dergelijke schakeling als geïntegreerde schakeling bemoeilijkt.

De onderhavige uitvinding stelt zich ten doel een televisiecamera met een "solid state" beeldopneeminrichting 25 en digitale bewerking van bij beeldopname verkregen video-. signalen te verschaffen, waarbij het aantal digitale signa-lenbewerkingsschakelingen, welke op basis van de referentie-. klokimpuls werken, zo gering mogelijk wordt gemaakt, terwijl een zo groot mogelijk aantal signaalbewerkingsschakelingen 30 wordt toegepast, welke met lagere frequenties dan die van de referentieklokimpuls kunnen worden bedreven, waardoor de uitvoering als geïntegreerde schakeling wordt vergemakkelijkt.

Zo wordt bijvoorbeeld de bij de "solid state" beeldopneeminrichting toegepaste bemonstersnelheid lager dan in overeen-35 stemming met de referentieklokimpulsfrequentie gekozen. In verband daarmede nemen die digitale signaalbewerkingsschakelingen, welke in overeenstemming met de genoemde (lagere" 8100439 r * -3- bemonsteringssnelheid werken, in aantal toe, terwijl die gedeelten van het bewerkingsstelsel, welke onderling verschillende signaalbewerkingssnelheden vertonen, door een digitaal/ digitaal-omzetter met elkaar worden gekoppeld.

5 Voorts stelt de uitvinding zich ten doel, een televisiecamera van het in de aanhef genoemde type te verschaffen, waarbij de uitgangssignalen van een als ladingsge-koppelde inrichting of dergelijke uitgevoerde beeldopneemin-richting alle aan bewerking door digitale schakelingen worden 10 onderworpen ter uiteindelijke verkrijging van een standaard-'televisiesignaal, dat in veel geringere mate onderhevig is aan de invloeden van temperatuursveranderingen, veroudering, ruis, enz. van de verschillende schakelingen van het stelsel.

De uitvinding zal worden verduidelijkt in de nu 15 volgende beschrijving aan de hand van de bijbehorende tekening van enige uitvoeringsvormen, waartoe de uitvinding zich echter niet beperkt. In de tekening tonen:

Figuur 1 een schematische weergave ter verduidelijking van de ruimtelijke bemonsteringsrelatie tussen twee 20 "solid state" beeldopneeminrichtingen, figuur 2 een blokschema van een uitvoeringsvorm van de uitvinding, figuur 3 een blokschema van een ganmacorrectie-schakeling volgens de uitvinding, 25 figuur 4 een grafiek ter verduidelijking van de werking van de schakeling volgens figuur 3, figuur 5 een blokschema van een bij de uitvinding toegepaste filterinrichting, figuur 6 een blokschema van een bij de uitvinding 30 toegepast digitaal filter, figuur 7 een blokschema van een bij de uitvinding toegepaste digitaal/digitaal-omzetter, figuur δ een blokschema van twee bij de uitvinding toegepaste digitale modulatoren, 35 figuur 9A en 9B enige vectordiagrammen ter ver duidelijking van de uitvinding en figuur 10A - 10F enige golfvormen ter 8100439 ♦ * -4- verduidelijking van de werking van de modulatoren volgens figuur 8.

Aan de hand van figuur 1 en volgende figuren zal vervolgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding worden be-5 schreven in geval van toepassing daarvan bij een kleurentele-visiecamera met een als ladingsgekoppelde inrichting (DDC) uitgevoerde beeldopneeminrichting. Bij de hier beschreven uitvoeringsvorm is de kleurentelevisiecamera van het "two-chip" type met een ladingsgekoppelde inrichting 1, welke over zijn 10 gehele oppervlak slechts een groen kleursignaal G afgeeft, en een ladingsgekoppelde inrichting 2, welke op beeldregel-sequentiele wijze afwisselend'een rood kleursignaalR en een blauw kleursignaal B afgeeft, zoals figuur 1 laat zien. Teneinde te verhinderen, dat ,,aliasing,'-ruis optreedt, en ten-15 einde het oplossend vermogen in de horizontale richting te verbeteren, wordt een bemonsteringsfaseverschil van /2 tussen de beide ladingsgekoppelde inrichtingen 1 en 2 toegepast, waarbij TT de groeperingssteekwaarde van de beeldelementen in de horizontale richting is.

20 Zoals -figuur 2 laat zien, worden de uitgangssigna len van de ladingsgekoppelde inrichting 2, dat wil zeggen de kleursignalen R en B, eerst door een analoog/digitaal-omzetter 3 omgezet in een 1-monster 8-bits digitaal signaal, dat aan een signaalbewerkingsschakeling 4 voor verdere signaalbewer-25 king wordt toegevoerd. Aangezien het ingangssignaal van de . omzetter 3, dat wil zeggen het uitgangssignaal van de laddings-gekoppelde inrichting 2, reeds door de stuurklokimpuls van de ladingsgekoppelde inrichting is bemonsterd, behoeft de omzetter 3 het uitgangssignaal van de ladingsgekoppelde inrichting 30 2 slechts te kwantificeren. De zojuist genoemde, verdere signaalbewerking omvat gamma-correctie, afsnijding van het witte niveau, fixatie van het stuk-niveau en dergelijke.

Het uit deze verdere signaalbewerking resulterende, digitale signaal wordt toegevoerd aan een filterinrich-35 ting 6, welke bij de hier beschreven uitvoeringsvorm bestaat uit een simultaanschakeling 7 voor omzetting van beeldregel-weguentiele signalen in simultane signalen,een digitaal filter 8 ter verkrijging van een gewenste filterkarakteristiek, 8 1 0 0 43 9 f * -5- en uit een matrixschakeling9. Deze laatstgenoemde dient ter verkrijging van aan freguentiebandbegrenzing onderworpen, digitale kleursignalen, te weten een rood kleursignaal C„ en een blauw kleursignaal-Cg, benevens de digitale luminantie-5 signalen YR en Υβ. Het filter 8 vormt een tweedimensionaal ruimtelijk filter, dat dient voor eliminatie van eventuele uit het beeldregel-sequentiele karakter van de door de inrichting 2 afgegeven kleursignalen resulterende "aliasing"-ruis. Het filter 8 voert tevens een freguentiebandbegrenzing 10 van de luminantie-en kleursignaalcomponenten uit, en voorts nog verticale apertuurcorrectie.

Het tussen de ladingsgekoppelde inrichting2 en de filterinrichting 6 opgenomen signaalbewerkingsstelsel wordt bedreven met de bemonsteringssnelheid van de ladingsge-15 koppelde inrichting 2. Bij de hier beschreven uitvoeringsvorm is voor deze bemonsteringssnelheid een waarde van • 4 ^•fgc(=Fg) gekozen, zodat de anloog-digitaal-omzetter 3, de signaalbewerkingsschakeling 4 en de filterinrichting 6 alle 4 20 werken op basis van de bemonsteringssnelheid . Een des- betreffende klokimpuls CKF wordt geleverd door een klokim-pulsgenerator 10. De na de filterinrichting 6 volgende, digitale bewerkingsschakelingen opereren op basis van een klokimpuls CKB, waarvan de impulsherhalingsfrequentie 3f of 25 4f bedraagt.

De door de raatrixschakeling 9 afgegeven, digitale kleursignalen CR en Cg worden toegevoerd aan een digitaal/ digitaal-omzetter 20 voor omzetting van de met een bemonste- 4 ringssnelheid van'jfsc gedigitaliseerde kleursignalen CR en 30 CB in respectievelijke digitale kleursignalen CR.en CB met een bemonsteringssnelheid van 4f . De uit deze omzetting

SC

resulterende, digitale kleursignalen CR en Cg worden toegevoerd aan een digitale kleurenmodulator 21 voor modulatie, bijvoorbeeld guadratuur-modulatie tot een 2-fasig signaal.

35 Het aldus verkregen, gemoduleerde digitale kleurensignaal Cgg (=~CR + ^Cg) wordt toegevoerd aan een digitale opteller of menger 23 vermenging met het door een digitale vertragings- 81 0 0 43 9 « · -6- schakeling 22 over voorafbepaalde duur vertraagde, digitale luminantiesignaal YR of Υβ. De digitale opteller of menger 23 geeft een desbetreffend digitaal videosignaal DVS^ af.

Op basis van een van de klokimpulsgenerator 10 5 afkomstige klokimpuls vormt een digitale synchronisatiesignaal-generator 24, een digitaal kleursalvosignaal SB benevens een samengesteld synchronisatiesignaal SYNC, welke in een opteller of menger 25 worden opgeteld bij het digitale videosignaal DVS^. Het aldus samengestelde, digitale videosignaal wordt 10 dan door een digitaal/analoog-omzetter 102 omgezet in een analoog signaal, dat aan een opteller of menger 103 wordt toegevoerd.

Het van de ladingsgekoppelde inrichting 1 afkomstige, groene kleursignaal G wordt op soortgelijke wijze door 15 een analoog/digitaal-omzetter 33 gedigitaliseerd en vervolgens op soortgelijke wijze als in het voorafgaande beschreven door een verdere signaalbewerkingsschakeling 34, een filterinrichting 36 en een digitaal/digitaal-omzetter 40 gevoerd en tenslotte door een digitale kleurmodulator 41 20 in een gemoduleerd digitaal signaal Cn omgezet. Dit signaal Cq wordt toegevoerd aan een opteller of menger 43 voor optelling bij een door een digitale vertrangingsschakeling 42 vertraagd luminantiesignaal Y^ tot een digitaal vdieosignaal DVS2/ dat vervolgens via een digitale vertragingslijn 105 25 met een vertragingsduur tH/2 en een digitaal-analoog-omzetter 104 eveneens als samengesteld digitaal videosignaal aan de opteller 103 wordt toegevoerd voor optelling bij het uit het digitale videosignaal DVS^ samengestelde signaal tot een analoog standaardtelevisiesignaal TVS. Daarbij wordt opge~ 30 merkt, dat de filterinrichting 36 niet met een simultaanscha-keling is uitgerust. De digitale vertragingslijn 105 met een vertragingsduur H/2 is na de opteller of menger 43 op-genomen en dient voor vereffening van het tijdsverschil, dat de digitale videosignalen DVS^ en DVS2 ten opzichte van el-35 kaar vertonen als gevolg van het reeds genoemde bemonsterings-faseverschil ^/2 tussen de beeldelementen van de bij de ladingsgekoppelde inrichtingen of chips 1 en 2; de vereffening 8100439 4 # -7- heeft tot gevolg, dat de in fase voor-ijlende modulatie af van de digitale kleurmodulator 41 als het ware komt samen te vallen met de ruimtelijke bemonsteringsfase van het groene kleursignaal G. Wanneer de kleursignalen R en B van de la-5 dingsgekoppelde inrichting met de zelfde bemonsteringsfase als het groene kleursignaal G worden bemonsterd, behoeft uiteraard geen digitale vertragingslijn 105 te worden toegepast.

Vervolgens zullen de verschillende deelschakelingen IQ van het hiervoor in grote lijnen beschreven stelsel meer in details worden beschreven.

Figuur 3 toont het" schema van de digitale garama-correctieschakeling 50 van de verdere signaalbewerkingsscha-keling 4. Deze schakeling 50 omvat een geheugen 51 van het 15 ROM-type, dat als raadpleegtabel wordt gebruikt; zowel aan de ingang als aan de uitgang van het geheugen 51 is een ver-grendelschakeling 52, respectievelijk 53 toegevoegd. In het geheugen 51 is voor ieder ingangscodewoord een aan gamma-correctie onderworpen uitgangscodewoord opgeslagen. Wanneer 20 het geheugen 51 een 1-woord 8-bit ingangscodewoord als uitgangssignaal van de vergrendelschakeling en tevens als adrescodewoord voor het geheugen zelf krijgt toegevoerd wordt het bijbehorende, aan gamma-correctie onderworpen uitgangscodewoord uitgelezen door de vergrendelschakeling 53. De beide 25 vergrendelschakelingen 52 en 53 worden met de zelfde klokim-. puls CKF aangedreven, zodat geen hoge eisen aan de responsie-snelheid van de componenten van de vergrendelschakelingen worden gesteld. Aangezien inlezing en uitlezing van het geheugen 51 met een snelheidsverhouding van 1:1 plaats vinden, 30 behoeft het geheugen 51 slechts van een betrekkelijk eenvoudige logische besturingsschakeling te zijn voorzien.

Figuur 5 toont het schema van de filterinrichting 6; de daartoe behorende simultaanschakeling of simultaanscha-keleenheid 7 omvat een paar met elkaar in cascade geschakelde 35 vertragingselementen 55 en 56, ieder met een vertragingsduur van 1H, benevens een opteller 57 en een verzwakker 58. Het van de verdere signaalbewerkingsschakeling 4 afkomstige 8100439 * * -8- kleursignaal R of B en het door de vertragingselementen 55 en 56 over een duur van 2H vertraagde kleursignaal worden door de teller 57 samengevoegd en in die vorm toegevoerd aan de verzwakker 58 voor niveauverzwakking met een factor 2 ter 5 verkrijging van verticale interpolatie tussen de op twee beeld-regels betrekking hebbende kleursignalen van een zelfde kleur. Het twee-dimensionale ruimtelijke filter, dat de genoemde verticale interpolatie uitvoert, heeft de volgende overdrachtsfunctie H(v) : 10 H(v) = fl + Ifa"1 + to)] , -1 Δ waarin ω een vertragingselement voor twee aftastbeeldregels in de verticale richting vormt. Een op de verzwakker 58 volgende schakeleenheid 59 wordt met de beeldregelaftastfrequen-tie (1H) overgeschakeld om de beeldregel-sequentieel ver-15 schijnende, digitale kleursignalen in simultane vorm te brengen.

De aldus door de schakeleenheid 59 in simultane vorm gebrachte, digitale kleursignalen R en B worden respectievelijk aan digitale filters 8R en 8B toegevoerd ter ver-20 krijging van de gewenste filterkarakteristiek. Als digitale filters 8R en 8B dienen digitale filters van het transversale type met symetrische impulsresponsie; op deze wijze worden een stabiele werking en constante groepsvertragingseigenschap-pen verkregen.

25 Figuur 6 toont een uitvoeringsvorm van het digitale . filter 8R of 8B.. Deze uitvoeringsvorm heeft een digitaal filter van het septenaire type,-dat is uitgevoerd als e.en laag-doorlaatfliter met zes met elkaar in serie geschakelde ver-tragingscomponenten 61-66, welke ieder een vertragingsduur 30 van 1/Fg hebbent Het uitgangssignaal van bijvoorbeeld de ver-tragingscomponent 63 en de uitgangssignalen van drie optellers 67-69 worden via componenten 70-73 met respectievelijke im-pulsresponsiecoefficienten hg-h3 aan een opteller 74 toegevoerd ter verkrijging van een digitaal kleursignaal R^ of BL 35 waarvan de frequentieband beperkt is tot ongeveer 800 KHz.

De vertragingscomponenten 61-66 opereren op basis van de door de klokimpulsgenerator 10 afgegeven klokimpuls 81 0 0 43 9 * · -9- CKF en hebben een vertragingsduur in horizontale richting van 1/Fg, zodat de bereiking bij lage snelheid plaats vindt. Een dergelijk filter heeft bovendien constante groepsvertragings-eigenschappen, zodat geen vertragingsfout tussen het R- of 5 B-kanaal enerzijds en het G-kanaal anderzijds optreedt. Het andere digitale filter 8B of 8R is op soortgelijke wijze uitgevoerd.

Zoals figuur 5 laat zien, worden de aan frequentie-bandbeperking onderworpen, digitale kleursignalen R^ en B^ 10 door de respectievelijke digitale filters 8R en 8B aan de matrixschakeling 9 toegevoerd, waaraan tevens de van dergelijke frequentieband beperking vrije, digitale kleursignalen Rj. en B^ worden toegevoerd ter verkrijging van digitale lu-minantiesignalen YR en Υβ van de volgende gedaante: 15 YR = 0,30 Rj^ + 0,25 Rfi

YB = 0,11 Bl + 0,25 BH

waarin RR en BR de hoogfrequente componenten van de digitale 20 kleursignalen R^^ en Bw vormen.

Indien de door de matrxschakeling 9 doorgelaten, digitale kleursignalen R^ en Bg respectievelijk als CR en CR worden aangeduid, worden deze laatstgenoemde signalen aan de digitaal/digitaal-omzetter 20 (zie figuur 2) toegevoerd voor 25 bewerkingssnelheidsomzetting. Deze digitale/digitale-omzetting vormt een soort interpolatie, zodanig, dat de signaalbewerkings- 4 snelheid FQ = -=£ in de bewerkingssnelheid F' = 4f kan

O O SC o SC

worden omgezet door nieuwe interpolatie van twee tussen de respectievelijke monsters van het digitale kleursignaal 30 CR of Cg gelegen monsters.

Figuur 7 toont een uitvoeringsvorm van een dergelijke digitaal/digitaal-omzetter 20, waarbij bewerkingssnelheidsomzetting op basis van interpolatie door middel van een lineaire benadering wordt toegepast. Iedere van de ver-35 trangingscomponenten 80 en 81, bestaande uit een flip-flop van het D-type of dergelijke, wordt aangedreven door de klok-impuls CKB met een impulsherhalingsfrequentie 4f en ver-schaft een vertragingsduur van l/4f . De beide vertragings-

D

componenten 80 en 81 zijn met elkaar in cascade geschakeld.

81 00 43 9 __ -10-

De uitgangssignalen van de beide eascadetrappen worden toegevoerd aan een opteller 82, evenals het oorspronkelijke uitgangssignaal CR of CR van de matrixschakeling 9, zodat optelling wordt verkregen van ditoorspronkelijke uitgangssignaal, 5 het over een duur van'-jri— vertraagde uitgangssignaal en het 4rsc i over een duur van y?— vertraagde uitgangssignaal.

SC

Het door deze optelling bereikte uitgangssignaal van de opteller 82 wordt vervolgens aan een niveauverschui- vingsschakeling 83 voor niveaureductie tot 1/3 toegevoerd.

10 Door middel van een dergelijke signaalbewerking worden door interpolatie tussen twee oorspronkelijke onsters * *1 twee nieuwe monsters met een'bemonsteringsperiode van --

C Q

gevormd, zodat de signaalbewerkingssnelheidsomzetting plaats vindt en het interval tussen twee oorspronkelijke 15 monsters wordt benaderd door een rechte lijn.

Na deze signaalbewerkingssnelheidomzetting, dat wil zeggen snelheidsaanpassing, worden de digitale kleur-signalen - CL· en CL· in de digitale modulator 21 aan balansmo-dulatie tot het gemoduleerde digitale kleursignaal CRB onder-20 worpen. Bij de hier beschreven uitvoeringsvorm vindt namelijk 2-fasige quadratuur-modulatie plaats, waarbij de digitale kleursignalen CR en Cg overgaan in een component VRB, welke in fase met de R-as is, en een component ü^, welke in fase met de ten opzichte van de R-as over een hoek van 90° ver-25 schoven V-as is. Figuur 8 toont de beide balansmodulatoren 21 en 4.1; daarbij wordt het digitale kleursignaal CR aan een schakeling 90 toegevoerd ter verkrijging van een component B sin Θ , welke in fase met de R-as is, waarbij B het niveau van het kleursignaal is en 0 de hoek tussen de vector B van 30 het kleursignaal CR en de quadratuur URB bedraagt, zoals figuur 9A laat zien. Bij de hier besproken uitvoeringsvorm bedraagt 0 ongeveer 30°. De schakeling 90 voert bovendien een geschikte niveaucorrectie van de kleurcomponent uit. Op soortgelijke wijze wordt de digitale kleursignaal CR aan een 35 schakeling 91 toegevoerd voor vorming van een kleurcomponent Bcosö op de quadratuur-as υ_Ώ, eveneens onder geschikte niveaucorrectie.

8100439 -11- • ·

Het digitale kleursignaal CR wordt door een schakeling 93 aan niveaucorrectie onderworpen en vervolgens tezamen met het uitgangssignaal van de schakeling 90 aan een aftrek-schakeling 94 toegevoerd ter verkrijging van een kleurcompo-5 nent (R-Bsinö) op de R-as of VRB-as. Deze in-fase verkerende component VRB en de quadratuur-component URB worden met iedere l/2f afwisselend afgegeven door een schakeleenheid of informatie multiplexeereenheid 95 en vervolgens toegevoerd aan een vermenigvuldiger of tekenomkeerschakeling 96. Deze 10 laatstgenoemde krijgt van de klokimpulsgenerator 10 een draaggolf met de frequentie f toegevoerd en wordt tijdens DV* de eerste helft van de draaggólfperiode vermenigsvuldigd met -1, doch tijdens de tweede helft van de draaggólfperiode vermenigvuldigd met +2 uit, zodat de componenten V^g en URB 15 aan 2-fasige quadratuurmodulatie zijn onderworpen.

De digitale kleurmodulator 41 van het groene kanaal is op soortgelijke wijze als balansmodulator uitgevoerd. Daarbij wordt het digitale kleursignaal CG aan een schakeling 97 en een schakeling 98 toegevoerd voor deling in een 20 wuadratuurcomponent URB en een in fase verkerende component Deze beide componenten worden door een schakeleenheid «Kü of informatiemultiplexeenheid 90 met een frequentie 2f

S O

omgeschakeld en vervolgens door een vermenigvuldiger of tekenomkeerschakeling 100 met de draaggolf f vermenigvul- e v 25 digd tot een digitaal, quadratuurgemoduleerd signaal Cg.

Dit zal nu nader worden beschreven onder verwijzing naar de modulator 41 volgens figuur 8 en naar figuur 9B.

Het aan de kleurmodulator 41 toegevoerde ingangssignaal Cq, dat slechts een amplitudecomponent doch geen 30 fase-component bevat, wordt opgelost (ontbonden) in een component langs de VRB-as en een component langs de YRB~as op soortgelijke wijze als in figuur 9A. Het ingangssignaal CG bevat video-informatie, welke over de halve kleurelementen-steekwaarde —γ- voorloopt op de door de beeldopneem-35 inrichting 2 volgens figuur 1 afgegeven kleursignalen CD en -3- ^ C», zodat het ingangssignaal als G' in figuur 9B is weergege-ven. Dit wil zeggen, dat het signaal G' een vectoriele positie 81 00 43 9 ♦ *· 0 -12- vertoont, welke over 135 na-ijlt op dië van de vector G van de kleur groen. Ter verkrijging van het groene kleursignaal C^, dat behoort bij de kleurvector G, welk groen kleursignaal G eveneens aan 2-fasige quadratuurmodulatie is onderworpen, 5 dienen CR en CR aan een vertraging van T te worden onderworpen. Zoals figuur 2 laat zien, is om die reden de vertra- gingslijn 105 met een vertragingsduur T , dat wil zeggen 13 ^ 2'm%f— ' achter de menger 43 opgenomen. De van de klokimpuls- en generator 10 afkomstige klokimpuls CKB wordt aan de 10 digitaal/analoog/omzetter 102 toegevoerd, doch tevens aan de faseverschuiver 101 voor het ondergaan van een fasecorrectie ter grootte van een halve steêkwaarde t/2, waarna de aldus aan fasecorrectie onderworpen impuls wordt toegevoerd aan de digitaal/analoog-omzetter 104.

15 Bij de vorming van het digitale kleursalvosignaal

Sg door middel van de synchronisatiesignaalopwekschakeling' 24 dient rekening te worden gehouden met het feit, dat het kleursalvosignaal in tegenfase met de ü-as dient'te verkeren; in verband daarmede wordt het kleursalvosignaal ontbonden in een 20 component volgens de R-as en een component volgens de ten opzichte daarvan loodrechte as, terwijl bij de beide assen behorende codewoorden in een geheugen worden opgeslagen. Indien deze codewoorden selectief bij iedere l/4f worden D v gemengd, kan een gewenst digitaal kleursalvosignaal SR worden 25 verkregen. In de praktijk worden aan een geheugen van het ROM-type klokimpulsen met de impulsherhalingsfrequentie f

SC

en 2f toegevoerd, benevens een kleursalvovlagimpuls en een s c horizontale synchronisatie-impuls, waarbij de beide laatstgenoemde impulsen synchroon met de eerstgenoemde impulsen zijn.

30 Deze impulsen worden aan een logische bewerking onderworpen ter verkrijging van het digitale kleursalvosignaal Sg.

Figuur 10A-1QF tonen enige golfvormen ter verduidelijking van de werking van de modulator 21. Figuur 10A toont de fase van het hulpdraaggolfsignaal bij een kleurentelevisie-35 signaal van het NTSC-type. Figuur 10B toont de golfvorm van het signaal met de frequentie 2f , dat voor besturing van de besturing van de schakeleenheid 95 dient, terwijl figuur 10C de uitgangssignaalcomponenten van de schakeleenheid 95 toont.

8 1 0 0 43 9 -13-

De golfvorm van een signaal van de frequentie f , dat dient

& U

voor besturing van de tekenomkeerschakeling 96, is weergegeven in figuur 10D, terwijl het uitgangssignaal van de tekenomkeer-schakeling 96 in figuur 10E is weergegeven. Uit deze figuur 5 komt naar voren, dat het uitgangssignaal van de modulator 21 een aan 2-fasige guadratuurmodulatie onderworpen signaal is.

Figuur IGF toont de fase van het aan de menger 25 toegevoerde kleursalvosignaal.

Zoals uit het voorgaande blijkt, wordt volgens de 10 onderhavige uitvinding het digitale signaalbewerkingsstelsel X (zie onderaan in figuur 2, links van het midden), dat zich tussen de ladingsgekoppelde inrichting 1 (of 2) en de filter-inrichting 6 (of 36) uitstrekt, bedreven met de bemonstersnel- 4 heid Fc = ·=ΐ van de bij de ladinggekoppelde inrichtingen 1 15 en 2, terwijlhet daaropvolgende signaalbewerkingsstelsel Y (zie onderaan in figuur 2, rechts van het midden) wordt bedreven met de snelheid F' = 4f , zodat het digitale bewerkings- o sc stelsel X bij lage snelheid kan werken, respectievelijk als een weinig kostbare schakeling van digitaal type kan worden 20 uitgevoerd. De aanpassing van de signaalbewerkingssnelheden van beide stelsels X, Y kan ook ‘bereikt worden door middel van de digi taal/digitaal-omzetter 20, welke een betrekkelijk eenvoudige constructie heeft, zodat de schakeling volgens de uitvinding ook in dit opzicht geen problemen oplevert en gemakkelijk als 25 geïntegreerde schakeling kan worden uitgevoerd.

Bij de in.het voorgaande beschreven uitvoeringsvorm werd voor de signaalbewerkingssnelheid van het digitale bewerkingsstelsel Y een waarde F’ = 4f gebruikt, doch ook Fc' = 3f is mogelijk. Voorts werd bij de in het voorgaande 30 beschreven uitvoeringsvorm van de uitvinding uitgegaan van een kleurentelevisiecamera van het "two-chip" type, doch een camera van het "single-chip" type of het "three-chip" type, dat wil zeggen een kleurentelevisiecamera van willekeurig type, kan eveneens worden toegepast. Bij beeldopneeminrichting 35 hoeft niet uitsluitend aan een ladingsgekoppelde inrichting (CCD) te worden gedacht, doch ook aan een beeldopneeminrichting van het MOS-type.

8100439 * * -14-

Meer in het algemeen kan worden gesteld, dat de uitvinding zich niet tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvorm beperkt; verschillende wijzigingen kunnen in de beschreven componenten en in hun onderlinge samenhang worden aangebracht, zonder dat daarbij het kader van de uitvinding wordt overschreden.

8100439

Claims (6)

1. Televisiecamera met een "solid state" beeldop- 5 neeminrichting en digitale bewerking van bij beeldopname verkregen videosignalen, omvattende: a. een "solid state" beeldopneeminrichting voor opname van een beeld en voor vorming van electrische videosignalen, 1Ö' b. een analoog/digitaal-omzetter voor omzetting van de gevormde videosignalen.in digitale videosignalen, , c. een digitaal filter voor filtering van de digi tale videosignalen, d. een digitale kleurenmódulator of codeereenheid 15 voor mdulatie van een hulpdraaggolfsignaal in de respectievelijke fasen met afzonderlijk door het digitale filter afgegeven, primaire kleursignaalcomponenten, en e. een digitaal/analoog-omzetter voor omzetting van de uitgangssignalen van de digitale kleurenmódulator in 20 analoge videosignalen, gekenmerkt door: f. een tussen het digitale filter (6,36) en de digitale kleurenmódulator (21, 41) opgenomen digitaal/digi-taal-omzetter (20, 40) voor omzetting van de uitgangssignalen van het digitale filter, welke een bemonsteringssnelheid 25 van -j.p.fsc vertonen, in de digitale videosignalen, welke een bemonsteringssnelheid van p.f vertonen, waarin het f SC SC de frequentie van het kleurhulpdraaggolfsignaal is, p gelijk 3 of 4 is, en m en n kleine getalwaarden vormen, waarbij de analoog/digitaal-omzetter (3,33) en het digitale filter 30 (6,36) worden aangedreven met de bemonsteringssnelheid van —.p.f , terwijl de digitaal/digitaal-omzetter (20, 40), de digitale modulator (21, 41) en de digitaal/analoog-omzetter (102, 104) met de bemonsteringssnelheid van p.f worden S C aangedreven. 35

2. Televisiecamera volgens conclusie 1, m e t 8i00439 » -16- het kenmerk, dat het digitale filter (6, 36) wordt gevormd door een twee-dimensionaal ruimtelijk filter (7) dat verticale interpolatie van het met beeldregelfrequentie afwisselende signaal uitvoert. 5

3. Televisiecamera volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de primaire kleursignaalcomponenten (Cr, cb' CG^ door digitaa/digitaal-omzetter (20, 40) aan snelheidsomzetting tot 4f worden onderworpen bij getal- 10 waarden m = 3, n = 1 en p = 4,

4. Televisiecamera·volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de digitale modulator wordt gevormd door een quadratuurmodulatie verschaffende balansmodulator, 15 welke werkt door afwisselende multiplexering van in fase verkerende componenten (VRB) en quadratuurcomponenten (URB) bij iedere 1/4 hulpdraaggolfperiode met de klokimpulsfrequentie 2f en de afwisselende tekenomkering van componen- O O ten bij iedere 1/2 hulpdraaggolfperiode met de klomimpuls-20 frequentie f . O V

5. Televisiecamera volgens conclusie 1, gekenmerkt door een gamma-correctieschakeling (50) met . een op basis van de bemonsteringssnelheid ~.p.f bedreven lu SC 25 geheugen van het ROM-type.

6. Televisiecamera volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de beeldopneeminrichting wordt gevormd door twee eenheden (1, 2), het ene (1) voor vorming 30 van rode en blauwe kleursignalen en het andere (2) voor vorming van groene kleursignalen. 8100439