DE1512352B2

DE1512352B2 - Farbfernsehkamera

Info

Publication number: DE1512352B2
Application number: DE1512352A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Breimer; Liong Sing Tan
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1966-03-26
Filing date: 1967-03-22
Publication date: 1974-11-07
Also published as: NL6604020A; DE1512352C3; GB1110885A; ES338411A1; FR1515688A; BE696124A; DE1512352A1; US3732360A

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbfernsehkamera mit drei Aufnahmeröhren zum Erzeugen elektrischer Signale für die roten, grünen bzw. blauen Farbkomponenten des aufzunehmenden Bildes, das als Potentialbild auf den Auftreffplatten der Aufnahmeröhren abgebildet und zeilen- und rastermäßig in rote, grüne und blaue Farbsignale umgewandelt wird, wobei Mittel vorgesehen sind, durch welche ein Kontursignal (Aperturkorrektur) durch den gegenseitigen Vergleich der Signale einer Farbkomponente an mehr oder weniger einander naheliegenden Punkten des Potentialbildes erhalten wird.

Bei einer Farbfernsehkamera nach dem Prinzip der drei Primärfarben, d. h. Rot, Grün und Blau, wird das von einem von der Kamera aufzunehmenden Bild stammende Licht in die drei Farbkomponenten aufgespalten. Für jede Farbkomponente entsteht auf der Auftreffplatte der betreffenden Aufnahmeröhre ein Potentialbild. Mittels des Elektronenstrahls von dem Strahlsystem der Aufnahmeröhre wird durch zeilen- und rastermäßige Abtastung dieses Bildes von der Aufnahmeröhre ein Farbsignal geliefert. Die drei Farbsignale können dann in bekannter Weise einem Farbfernsehempfänger oder Monitor zugeführt werden, so daß auf dem Schirm der Wiedergaberöhre ein Farbbild beobachtet werden kann.

Es können unter anderem die nachfolgenden Fehler in dem Bild auf dem Schirm der Wiedergaberöhre auftreten.

Zum Beispiel bei den Lochmasken-Farbfernsehwiedergaberöhren mit drei Elektronenstrahlsystemen wird das Farbbild aus der Überlagerung des roten, grünen und blauen Bildes auf dem Schirm der Wiedergaberöhre erhalten. Treten aufnahmeseitig Deckungsfehler auf, so äußern sich diese als Zeitfehler in den drei Farbsignalen, während die drei von den Farbsignalen erzeugten Bilder sich nicht vollkommen decken. Es treten infolgedessen auch empfangsseitig Überlagerungs- oder Bilddeckungsfehler auf, die insbesondere bei den Übergängen (d. h. bei Farbgradationen) in dem Bild zum Ausdruck kommen. Diese Übergänge entsprechen den hohen Frequenzen der Farbsignale. Um die Sichtbarkeit der Überlagerungsfehler auf dem Schirm einer Wiedergaberöhre zu unterdrücken, ist es bekannt, die hohen Frequenzen lediglich in einem Farbsignal unterzubringen, während diese in den anderen Farbsignalen nicht auftreten. Dies kann z. B. dadurch bewerkstelligt werden, daß in zwei Farbsignalen die hohen Frequenzen durch Filterung der von der Kamera gelieferten Farbsignale unterdrückt werden oder daß die betreffenden Aufnahmeröhren lediglich die niedrigen Frequenzen in den zwei Farbsignalen liefern.

Dieses Verfahren behebt jedoch nicht den zweiten Fehler, d. h. den der verschwommenen Übergänge in dem Bild auf dem Schirm einer Bildwiedergaberöhre.

Dieser Fehler wird durch den ^^;cht unendlich kleinen Querschnitt des von der F ^,nkanone in der

Aufnahmeröhre erzeugten 'Strahls hervorgerufen. Die Größe des C ■ -*is Elektronenstrahls an der Auftreffplatte der Aufnahmeröhre be-

stimmt die Möglichkeit, Übergänge in dem Potentialbild an der Auftreffplatte in einem von der Aufnahmeröhre zu liefernden Signal zu übertragen. Ein Elektronenstrahl mit kleinem Querschnitt wird einen Übergang verhältnismäßig genau in dem Ausgangs-

signal der Aufnahmeröhre übertragen. Ein Elektronenstrahl mit größerem Querschnitt, der an der Stelle des Übergangs in dem Potentialbild beide kontrastierenden Werte enthält, ergibt in dem Ausgangssignal der Aufnahmeröhre einen Mittelwert der Kon-

traste. Ein Übergang in einem Bild wird dann verschwommen auf dem Schirm der Wiedergaberöhre abgebildet. Es ist ersichtlich, daß ein möglichst kleiner Querschnitt des Elektronenstrahls an der Auf-

treffplaüe in einer Aufnahmeröhre erwünscht ist. Der Minimalquerschnitt wird jedoch durch die maximale Stromdichte des Elektronenstrahls bestimmt, wodurch die maximale Ladungsübertragung bedingt wird. Eine Abhilfe für die beschriebene Unscharfe bietet im allgemeinen Aperturkorrektur gemäß einem auch beim Schwarz-Weiß-Fernsehen durchgeführten Verfahren. Der Einfluß des Querschnitts des Elektronenstrahls auf die Übertragung der Übergänge des aufzunehmenden Bildes in dem Ausgangssignal der Aufnahmeröhre wird dadurch korrigiert, daß von dem Fernsehsignal ein Kontursignal abgeleitet und dem Fernsehsignal zugeordnet wird. Dieses Verfahren ist unter anderem in dem Artikel »A vertical aperture equalizer for Television« in »Journal of the SMPTE« vom Juni 1960, S. 395 bis 401, von W. G. Gibson und A. C. Schröder beschrieben. Das in diesem Artikel beschriebene Prinzip der Aperturkorrektur läßt sich sowohl zeilenmäßig (z. B. in horizontaler Richtung) als auch rastermäßig (z. B. in vertikaler Richtung) auf dem Schirm der Wiedergaberöhre anwenden. Das Kontursignal wird durch den gegenseitigen Vergleich der Farbsignale mehr oder weniger einander naheliegender Punkte des Potentialbildes durch Verzögerungsleitungen erhalten. Zum Erzielen des Kontursignals in der Zeilenrichtung ist die Verzögerungszeit kurz, und in der dazu senkrechten Richtung ist die Verzögerungszeit häufig gleich einer Zeilenperiode oder auch nahezu einer Teilbildperiode. Indem das Kontursignal dem Farbsignal zugeordnet wird, das bei Abbildung auf dem Schirm einer Wiedergaberöhre keine scharfen Übergänge aufweisen würde, wird ein aperturkorrigiertes Farbsignal erhalten. Dieses aperturkorrigierte Farbsignal liefert wohl scharfe Übergänge, während sogar Überkompensation auftritt; die Übergänge werden dabei sogar betont. Diese Betonung ist sowohl auf die Intensität als auch auf die räumliche Ausdehnung des Kontursignals auf dem Schirm der Wiedergaberöhre zurückzuführen.

Bei einem Farbfernsehsystem nach dem Prinzip der drei Primärfarben Rot, Grün und Blau, wobei eine Kamera mit einer Aufnahmeröhre für jede der drei Farbkomponenten benutzt wird, ist es bekannt, daß bei jedem Farbsignal gesondert Aperturkorrektur durchgeführt wird. Weist ein auf dem Schirm einer Wiedergaberöhre erscheinendes Bild Überlagerungsfehler auf, die insbesondere in den Übergängen auffällig sind, und wird in der vorstehend geschilderten Weise Aperturkorrektur bei jedem der drei Farbsignale gesondert durchgeführt, um die Kontraste schärfer zu machen, so prägen sich infolge der Aperturkorrektur die Überlagerungsfehler noch mehr aus.

Gemäß der Erfindung entsteht auf dem Schirm einer Wiedergaberöhre ein aperturkorrigiertes Bild ohne sichtbare Überlagerungsfehler, wenn bei einer Farbfernsehkamera der obenerwähnten Art gemäß der Erfindung nur von einem einzigen Farbsignal ein Kontursignal gebildet wird, das dann dem roten, grünen und blauen Farbsignal, je für sich oder mittels eines Matrixnetzwerks zusammengesetzt, zugeordnet wird.

Daraus ist ersichtlich, daß der Erfindung die Erkenntnis zugrunde liegt, daß sowohl die Überlagerungsfehler als auch der verschwommene Übergang lediglich in den Konturen der wiedergegebenen Bilder sichtbar werden. Es wird somit ein besseres Ergebnis erzielt, wenn die hohen Frequenzen dahingestellt gelassen sind (da diese den verschwimmenden Übergang nicht beheben) und wenn lediglich Aperturkorrektur bei einem einzigen Farbsignal angewandt wird, wodurch sowohl der Überlagerungsfehler als auch das Verschwimmen des Übergangs behoben werden.

Für das Prinzip der Erfindung ist es unwesentlich, welches Farbsignal zum Liefern eines Kontursignals

ίο benutzt wird. Es zeigt sich in der Praxis, daß das Farbsignal, das die größte Komponente des aus den drei Farbsignalen zusammengesetzten Helligkeitssignals ist, die besten Resultate liefert. Bei Systemen mit einem Helligkeitssignal 7=0,30 R+0,59 G+0,1 Iß, wobei R, G und B das rote, grüne bzw. blaue Farbsignal bezeichnen, wird somit das grüne Farbsignal gewählt.

Die Erfindung wird an Hand der Figuren beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

ao F i g. 1 eine erste Ausführungsform des Farbfernsehsystems nach der Erfindung und
F i g. 2 eine zweite Ausführungsform.
Nach Fi g. 1 liefern die Aufnahmeröhren 1,2 und 3 das grüne (G), rote (R) bzw. blaue (B) Farbsignal.

Diese Farbsignale werden dadurch erhalten, daß in einer in F i g. 1 nicht dargestellten Weise auf jede Auftreffplatte der Aufnahmeröhren 1, 2 und 3 die betreffende Farbkomponente des aufzunehmenden Bildes projiziert wird und die drei Auftreffplatten mittels der betreffenden Elektronenstrahlen gleichzeitig abgetastet werden. Die Aufnahmeröhren 1, 2 und 3 liefern die Farbsignale G, R und B an Verbindungen 4, 5 bzw. 6. Mit Rücksicht auf die vorerwähnte Wahl des Farbsignals G zum. Liefern eines Kontursignals führt die Verbindung 4 das Farbsignal G Mittel 7 zu, durch welche das Kontursignal erhalten wird. Dieses Kontursignal wird durch Mittel 7 auf eine Verbindung 8 übertragen, während die Verbindung 9 das grüne Farbsignal G führt. Darauf wird das Kontursignal des Grüns durch die Verbindung 8 und die Farbsignale G, R und B durch die Verbindungen 9, S bzw. 6 in Summiervorrichtungen 10, 11 und 12 zusammengefügt. Jedem Ausgang der Summiervorrichtungen 10, 11 und 12 kann das betreffende, aperturkorrigierte Farbsignal G^x, R^x und B^x entnommen werden. Es ist selbstverständlich, daß dieses schematische Ganze mehrere Einzelteile, wie z. B. Verstärker, nichtlineare Einzelteile, Filter und gegebenenfalls Verzögerungsleitungen usw., enthalten kann. Bei Verwendung von Gammakorrektur in dem Farbfernsehsystem ergeben sich auf dem Schirm der Wiedergaberöhre sehr gute Resultate, indem das Kontursignal von einem nicht gammakorrigierten Farbsignal abgeleitet und darauf den gammakorrigierten Farbsignalen zugeordnet wird.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Einzelteile haben die gleichen Bezugsziffern. Hier werden jedoch die Farbsignale G, R und B über die Verbindungen 9,5 bzw. 6 dem Matrixnetzwerk 13 zugeführt, in dem das Helligkeitssignal Y erzeugt wird. Das durch die Mittel 7 von dem Farbsignal G abgeleitete Kontursignal wird durch die Verbindung 8 in der Summiervorrichtung 14 dem Helligkeitssignal Y zugefügt. An dem Ausgang der Summiervorrichtung 14 erscheint das aperturkorrigierte Helligkeitssignal Y^x. Die Mittel 7 zum Erzielen des Kontursignals sind in F i g. 2 einzeln dargestellt. Es ist möglich, mittels Speicherröhren eine integrale Aperturkorrektur in der Zeilen-

richtung und in der dazu senkrechten Richtung zu erzielen. Werden Verzögerungsleitungen mit verschiedener Aperturkorrektur für beide Richtungen verwendet, so wird eine Anordnung angewandt, die bei den Mitteln 7 in F i g. 2 näher dargestellt ist. Das Kontursignal in der zur Zeilenrichtung senkrechten Richtung wird durch Mittel 15 erzeugt, während für die Zeilenrichtung Mittel 16 benutzt werden, so daß über die Summiervorrichtung 17 der Verbindung 8 das Kontursignal in beiden Richtungen zugeführt wird.

Es wird einleuchten, daß im Rahmen der Erfindung auch Aperturkorrektur in einer einzigen Richtung benutzt werden kann.

Das Farbsignal G über die Verbindung 9 kann in Abhängigkeit von dem Verfahren zum Erzeugen eines Kontursignals eine Zeitverzögerung in bezug auf die Farbsignale R und B der Verbindungen 5 und 6 aufweisen. Mittels einer Verzögerungsleitung in den Verbindungen 5 und 6 kann der kurze Zeitunterschied in der Zeilenrichtung und der Zeitunterschied, z. B. eine Zeilenperiode, in der zur Zeilenrichtung senkrechten Richtung behoben werden, da diese Verzögerung sich auf dem Schirm der Wiedergaberöhre in der Verschiebung des grünen Rasters in bezug auf die roten und blauen Raster äußert.

Infolge des Zeilensprungs beim Aufbau des Bildes auf dem Schirm der Wiedergaberöhre ist diese Verschiebung in der zur Zeilenrichtung senkrechten Richtung deutlich wahrnehmbar. Diese Verschiebung der Raster läßt sich in einfacher Weise dadurch beheben, daß die Abtastung der Auftreffplatte mittels des Elektronenstrahls der grünen Aufnahmeröhre 1 in bezug auf die Abtastung des Elektronenstrahls der roten und blauen Aufnahmeröhren 2 und 3 verschoben wird. Beim Zeilensprung bedeutet dies, daß in der zur Zeilenrichtung senkrechten Richtung der Elektronenstrahl der grünen Aufnahmeröhre 1 die Zeile (n — 2) in dem Augenblick abtastet, wenn in den roten und blauen Aufnahmeröhren 2 und 3 die Zeile η abgetastet wird. Außerdem kann mittels einer ähnlichen, geringen Verschiebung in der Zeilenrichtung über mindestens einen Bildpunkt die Verzögerung in der Zeilenrichtung korrigiert werden.

Wie bereits bemerkt, ist das Kontursignal nur beispielsweise von dem grünen Farbsignal abgeleitet, da dieses Signal den größten Beitrag zum Helligkeitssignal liefert. Das Prinzip der Erfindung mit den dabei erzielbaren Vorteilen ist jedoch auch, sei es mit etwas weniger gutem Resultat, durchführbar, wenn das Kontursignal von dem roten bzw. blauen Farbsignal abgeleitet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Farbfernsehkamera mit drei Aufnahmeröhren zum Erzeugen elektrischer Signale für die roten, grünen bzw. blauen Farbkomponenten des aufzunehmenden Bildes, das als Potentialbild auf den Auftreffplatten der Aufnahmeröhren abgebildet und zeilen- und rastermäßig in rote, grüne und blaue Farbsignale umgewandelt wird, wobei Mittel vorgesehen sind, durch welche ein Kontursignal (Aperturkorrektur) durch den gegenseitigen Vergleich der Signale einer Farbkomponente an mehr oder weniger einander naheliegenden Punkten des Potentialbildes erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß nur von einem einzigen Farbsignal ein Kontursignal gebildet wird, das dann dem roten, grünen und blauen Farbsignal, je für sich oder mittels eines Matrixnetzwerks zusammengesetzt, zugeordnet wird.

2. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontursignal von dem grünen Farbsignal abgeleitet wird.

3. Farbfernsehkamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das grüne Kontursignal den roten, grünen und blauen Farbsignalen zugeordnet wird.

4. Farbfernsehkamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem grünen Farbsignal erhaltene Kontursignal dem aus den Farbsignalen zusammengesetzten Helligkeitssignal zugeordnet wird.

5. Farbfernsehkamera nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Farbsignal durch die erwähnten Mittel erhaltene Kontursignal sowohl die Übergänge im Potentialbild in der Zeilenrichtung als auch in der dazu senkrechten Richtung enthält.

6. Farbfernsehkamera nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Mittel zum Erzeugen des Kontursignals hervorgerufene Verzögerung dadurch behoben wird, daß der Treffpunkt des Elektronenstrahls an der Auftreffplatte einer Aufnahmeröhre, deren Farbsignal den Mitteln zum Erzeugen des Kontursignals zugeführt wird, in bezug auf die Treffpunkte an den Auftreffplatten der zwei weiteren Aufnahmeröhren verschoben wird.

7. Farbfernsehkamera nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein nicht gammakorrigiertes Farbsignal den Mitteln zum Erzeugen des Kontursignals zugeführt wird, welches Kontursignal den gammakorrigierten Farbsignalen zugeordnet wird.