DE3223605C2

DE3223605C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern des Auftretens falscher Farbsignale in Farbfernsehkameras

Info

Publication number: DE3223605C2
Application number: DE3223605A
Authority: DE
Inventors: Takaaki Noda Chiba Hashimoto
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1981-06-24
Filing date: 1982-06-24
Publication date: 1985-08-22
Also published as: JPS57211888A; DE3223605A1; US4480266A

Abstract

Für eine Farbfernsehkamera, bei der die von einer Bildaufnahmeröhre erzeugten und von einem Farbfilter räumlich modulierten roten und blauen Farbkomponentensignale durch das Verfahren der Phasentrennung unter Verwendung der Korrelation in aufeinanderfolgenden Abtastzeilen demoduliert werden, wird ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, die das Auftreten von falschen Farbsignalen in der Kamera verhindern und dabei Farbfehler unterdrücken, die an den vertikalen Kantenteilen im wiedergegebenen Bild auf dem Bildschirm eines Farbfernseh-Wiedergabegeräts entstehen. Der Verstärkungsgrad eines Differenzsignals zum Erfassen eines Farbfehlers, das bezeichnend für die Lage der vertikalen Kantenteile ist, wird entweder durch das rote, das blaue oder durch beide Farbdifferenzsignale geregelt, wodurch der Grad der Unterdrückung der Farbsignale in Abhängigkeit von den Farbtönen selektiv veränderlich gesteuert wird. Die Abnahme der Farbsättigung und das Entstehen eines grünen oder magentaroten Farbfehlers wird an den Rändern von Gegenständen mit gelblicher Farbe an den Übergängen zwischen schwarzen und weißen Bereichen in einem Bild mit starkem Kontrast verhindert.

Description

(1) Verzögern eines unmodulierten, aus einem Ausgangssignal der Bildaufnahmeröhre gewonnenen, für die Leuchtdichte des Farbbildes bezeichnenden Signals um eine horizontale Abtastperiocie innerhalb der Kamera:

Kombinieren des unmuduüenen Signals und

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des durch Schritt (1) gewonnenen verzögerten unmodulierten Signals zur Erzeugung eines für die Lagen von Farbfehlern bezeichnenden Differcnzsignals;

Verringern der Verstärkung der Farbsignale in Abhängigkeit von dem Differenzsignal:
Bilden von Chrominanzsignalen aus den Farb- und Leuchtdichtesignalen;

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(5) Kombinieren des unmodulie-ten Signals (YL) mit mindestens einem aus einer Mehrzahl von dcrnoduiierten Farbkomponentensignalen (R. J5 B) zur Erzeugung eines Farbdifferenzsignals (R-YLB- YL) innerhalb der Kamera;

(6) Verringern der Verstärkung des Differenzsignals (A) durch das Farbdifferenzsignal (R- YL. B- YL) und Erzeugen des verstärkungsgeregelten Differenzsignals als Sieuersignal (C); und

(7) Unierdrücken der Chrominanzsignale in Abhängigkeit von dem Steuersignal (C).

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2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (6) einen weiteren Schritt enthält, bei dem der Pegel des verstärkungsgesteuerten Differenzsignals mit einem vorausbestimmten Bezugspegel verglichen wird, wodurch das genannte verstärkungsgesteuerte Differenzsignal, das den Bezugspegel überschreitet, als Steuersignal erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungssteuerung des Differenzsignals durch Schritt (b) durch Subtraktion des Farbdifferen/signals vom Differenzsignal erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das f-arbdifferenzsignal ein Signal enthält, das durch Addition eines Signals, das durch Subtraktion des unmodulierten Signals von einem Rolkomponentensignal abgeleitet wird, zu einem Signal erfolgt, das durch Subtraktion des unmodulierten Signals von einem Blaukomponentensignal abgeleitetwird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,

mit einer Vcrzögcrungsschaltung (12) zum Verzögern eines unmodulierten, aus einem Ausgangssignal der Bildaufnahmeröhre gewonnenen für die Leuchtdichte des Farbbildes bezeichnenden Signals um eine horizontale Abtastperiode innerhalb der Kamera;

einer Subtraktionsschaltung (13) zur Erregung eines für die Differenz zwischen dem unmodulierten Signa! und einem Ausgangssigna! der Verzöget jngsschahung (12) bezeichnenden Signals; einer Verstärkungssteuerschaltung (8) zum Verringern der Verstärkung der Farbsignale in Abhängigkeit von dem Differenzsignal;

einem Codierer (11; zur Bildung von Chrominanzsignalen aus den Färb- und Leuchtdichtesignalen; gekennzeichnet durch:

Subtraklionsschaltungen (15,16) zur Erzeugung von Farbdifferenzsignalen (R-YL B- YL); eine weitere Subtraktionsschaltung (22) zum Verringern der Verstärkung des Differenzsignals (A) aus der Subtraktiop.sschaltung (13) durch das Farbdifferenzsignal (R- YL B- YL) und eine Schaltung zur Erzeugung des verstärkungsgesteuerten Differenzsignals als Steuersignal (C); und
eine Verstärkungssteuerschaltung (20), die auf das Steuersignal der Subtraktionsschaltung (22) anspricht, um das Chi jmsigna! zu unterdrücken.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß mit der weiteren Subtraktionsschaltung (22) ein Pegeldiskriminator zum Vergleichen der Pegel des verstärkungsgesteuerten Differenzsignals mit einem vorbestimmten Bezugspegel verbunden ist, wobei das den Bezugspegel überschreitende verstärkungsgesteuerte Differenzsignal als Steuersignal vom Pegeldiskriminator erzeugt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Schaltung, durch die innerhalb der Kamera ein durch Subtraktion des unmodulierten Signals von einem demodulierten Rotkr-jnponentensignal abgeleitetes Signal als Farbdifferenzsignal an die Einrichtung zur Erzeugung des Steuersignals angelegt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5. gekennzeichnet durch eine Schaltung, durch die innerhalb der Kamera ein durch Subtraktion des unmodulierten Signals von einem demodulierten Blaukomponentensignal abgeleitetes Signal als Farbdifferenzsignal an die Einrichtung zur Erzeugung des Steuersignals angelegt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5. gekennzeichnet durch eine Additionseinrichtung zum Addieren eines durch Subtraktion des unmodulierter, Signals von einem demodulierten Rotkomponentensignal abgeleiteten Signals zu einem durch Subtraktion des unmodulierten Signals von einem demodulierten Blaukomponentensignal abgeleiteten Signal innerhalb der Kamera, wobei ein Ausgang der Additionseinrichtung als Farbdifferen/signal an die Einrichtung Z'T Erzeugung des Steuersignals angelegt wird

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 41 57 56ö bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren läßt sich nicht vermeiden, daß in den vertikalen Randbcrcichen des

Bildes alle Farben gelöscht werden. Dies gilt auch für ein weiteres bekanntes Verfahren nach der US-PS 41 04 679.

Bei beiden bekannten Verfahren werden die durch räumliches Modulieren von mindestens zwei Farbkomponenten durch Streifenfarbfilter erzeugten modulierten Farbsignale unter Verwendung der vertikalen Korrelation an dem Bild demoduliert Es war im Hinblick auf das durch die Natur der Vorrichtung bestimmte Auftreten von Farbfehlern an den vertikalen Kantenteilen eines wiedergegebenen Bildes üblich, die Differenz zwischen einem Leuchtdichtsignal und einem durch Verzögerung des Leuchtdichtsignals um eine horizontale Abtastperiode erzeugten Signal zu messen, um ein Differenzsignal oder ein Farbfehler-Meßsignal zu er- is zeugen, das die Lage der vertikalen Kantenteile darstellt, urd den Verstärkungsgrad einer Farbsignal-Demodulatorschaltung durch das Differenzsignal zu steuern, wodurch die Farbfehler korrigiert werden. F i g. 1 ist ein Bluckschaltbild einer bekannten Farbfemsehkamera der genannten Art, worin die Bezugszahl ! sine Bildaufnahmeröhre mit Sireifenfiltern bezeichnet, 2 einen Vorverstärker, 3 ein Tiefpaßfilter zum Entfernen der auf das Streifenfilter zurückzuführenden modulierten Komponente, um ein Leuchtdichtesignal Y zu erzeugen. 4 ein Bandpaßfilter, 5 eine Farbsignal-Demodulatorschaltung zum Erzeugen de^r Farbkomponenten-Signale oder des Rotkomponentensignals R und des Biaukomponentensignals B aus dem Ausgang des Bandpaßfilters 4, 6 eine Verzögerungsschaltung zum Erzeugen einer Verzögerung um eine horizontal Abtastperiode, 7 einen .τ/2 rad-Phasenschieber. 8 eine Verstärkungssteutrungsschaltung zum Einstellen der Amplitude des Ausgangs von der Verzögerungsschaltung 6 durch das Differenzsignal A. 9 eine Addierschaltung zum Erzeugen des Signals H. 10 eine Subtraktionsschaitung zum Erzeugen des Signais B. U eine Codierschaltung zum Erzeugen eines NTSC-Standardsignals aus dem Leuchtdichtesigna¹ Y und den Farbkomponentensignalen R und B. 12 eine weitere Verzögerungsschaltung zur Erzcugung eines Signals, das durch Verzögerung des Leuchtdichtesignals Yum eine horizontale Abtastperiode gebildet wird, und 13 eine Subtraktionsschaltung zum Erzeugen der Differenz zwischen dem Signal von der Verzö."*erungsschaltung 12 undr'em Leuchtdichtesignal Vzur Erzeugung des Differenzsignals A.

In einer Farbfernsehkamera der in F i g. 1 gezeigten Art entstehen die vertikalen Signal-Wellenformen, die z. B. einem schwarz unc* weiß gemusterten Bild mit einem oberen und unteren schwarzen Bereich und einem so mitleieren weißen Bereich entsprechen, so wie in F i g. 2 dargestellt. In F ι g. 2 zeigt (a) das Leuchtdichtesignal Y. (b) den Mittelwert des Signals R und (c) den Mittelwert des Signals B. W:ü in (d) gezeigt, erscheint eine grüne Komponente G im weißen Bereich des vertikalen KantenteHs. wo das Bildmuster von schwarz auf weiß übergeht, und eine magentarote Komponente (R + B) erschein·, im schwarzen Bereich des vertikalen Kantenteils, wo das Bildmuster von weiß auf schwarz übergeht. Insbesondere bei einem Bild eines durch Fernsehen übertragenen schwarz und weißen Gegenstandes mit hohem Kontrast werden diese Farbfehler dadurch erz.cugt, daß die Korrektur durch die Verstärkungssteuerung der Farbsignal-Demodulatorschaltung durch das Differenzsignal A dem dynamischen Bereich des Gegcnstands nicht in ausreichender Weise folgen kann.

Das Problem der unvollständigen Korrektur von Farbfehlern bei den obengenannten Verfahren nach dem Stand der Technik kann z. B. dadurch gelöst werden, daß nur dann, wenn keine vertikale Korrelation η einem Bild vorhanden ist. die Farbsignale durch ein Diffcrenzsignai A unterdrückt werden und das Bild monochrom gemacht wird: dieses Verfahren kann jedoch nicht immer als brauchbar betrachtet werden, da sämtliche Farben an den vertikalen Kantenieiien eines Bildes unterdrückt werden, und das Bild im Fall eine; rötlichen Gegenstandes, wie z. B. eines menschlichen Gesichtes, äußerst unnatürlich wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Vorrichtung zum Verhindern von falschen Farbsignalen für Farbfernsehkameras zu schaffen, wobei der Grad der Unterdrückung von Farbsignalen an den vertikalen Kantenteilen eines Bildes in Abhängigkeit von den Farbtönen des Bildes gesteuert und dadurch eine Verschlechterung der Bildauaiität durch übermäßige Unterdrückung der Farbsignale verhindert und das Eiid natürlich erhalten wird, und wobei die Nachteile der Farbfehlerkorrektur <■. <ch dem Stand der Technik mit einem einfachen Schaltung >aufbau ausgeschaltet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei eine^ Farbfernsehkamera mit einer oder mit zwei Bildaufnahmeröhren iurch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 5.

In den Unteransprüchen sind vorteiihaf'e Ausgestaltungen der Erfindung unter Schutz gestellt.

Bei dem Verfahren und der Vorrichtung zum Verhindern von falschen Farbsignalen gemäß der Erfindung wird ein Differenzsignal A. das sich aus einem unmodulierten Signal wie z. B. einem Leuchtdichtesignal Voder einem ein Farbdifferenzsignal erzeugenden Leuchtdichtesignai VV und aus einem Signal, das durch Verzögerung des unmodulierten Signals um eine horizontale Abtastperiode wie zuvor erwähnt entsteht, odei einem Farbfehler-Korrektursignal ergibt, das die Lage der vertikalen Kantenteile darstellt, einer Rechenoperation unterzogen, z. B. einer Subtraktion oder Division mittels irgendeines oder beider Farbdifferenzsignale R-Yi und B— Yl, und damit wird der Verstärkunrjsgrad des Differenzsignals A auf einen für die rötl'che oder bläuliche Farbe erwünschten Wert reduziert, wodurch der Grad der Unterdrückung der Farbsignale selektiv einer veränderlichen Steuerung in Abhängigkeit von den Farbtönen im Bilde unterzogen wird. Auf diese Weise ist es möglich, eine Verminderung der Farbsättigung sowie den grünen oder magentaroten Farbfehler an den Rändern der gelblichen Farben an den Grenzen zwischen schwarz und we;3 in der Bildwiedergabe eines Gegenstands zu verhindern, der einen hohen Kontrast aufweist und zur Erzeugung von Farbfehlern an den vertikalen Kantenteilen des Bildes neigt.

Anhand der Figuren werden Ausführungsbeispieie der Erfindung näner erläutert. Es zeigt

F ι g. 1 ein Blockschaltbild eines Verfahrens nach dem Stand der Technik zum Verhindern von falschen Farbsignalen bei einer Farbfernsehkamera,

F i g. 2 eine Darstellung der Signal-Wellenformen zur Erklärung des Farbfehlers, der bei der Farbfernsehkamera von F i g. 1 auftritt,

Fig.3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeipiels einer Farbfernsehkamera unter Anwendung des Verfahrens zum Verhindern eines falschen Farbsignals gemäß der Erfindung,

Fig.4 ein teilweise Blockschaltbild einer Variante

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der Ausführungsform von F i g. 3,

Fig.5 ein teilweises Blockschaltbild einer anderen Variante der genannten Ausführungsform,

Fig.6 ein teilweises Blockschaltbild einer weiteren Variante der genannten Ausführungsform.

In Fig. 3, die ein Blockschaltbild einer Farbfernsehkamera gemäß der Erfindung darstellt, bezeichnen die gleichen Bezugszahlen wie in F i g. 1 die entsprechenden Teile, die daher nicht erläutert werden. Bezugszahl 14 bezeichnet ein zu den Durchlaßbereichen des Rotkomponentensignals R und des Blaukomponentensignales B passendes Tiefpaßfilter zur Erzeugung eines ein Färbdifferenzsignal erzeugenden Leuchtdichtesignals Yi. und bei der Ausführungsform von F i g. 3 wird das Differenzsignal A für die Verstärkungsstcuerschaltung 8 der Farbsignal-Demodulatorschaltung von dem das Farbdifferenzsignal erzeugenden Leuchtdichtesignal Yt erzeugt, das vom Hlter 14 erzeugt wird. Bezugszahi 15 bezeichnet eine Subtraktionsschaltung zur Erzeugung eines Farbdifferenzsignals R— Y₁ von dem das Farbdifferenzsignal erzeugenden Leuchtdichtesignal Yi und dem F-'arbkomponentensignal R. 16 ist eine Subtraktionsschaltung für die entsprechende Erzeugung eines Farbdifferenzsignais B- Yi vom Leuchtdichtesignal Yi und dem Farbkomponentensignal B, 17 und 18 sind Gegentakt-Modulatorschaltungen. 19 eine Additionsschal· tung zum Kombinieren der Ausgänge der Gegentakt· Modulatorschaltungen für die Erzeugung von Chrominanzsignalen. 20 ist eine weitere Verstärkungssteuerungsschaltung zur Steuerung des Verstärkungsgrades der Farbsignale in Abhängigkeit von einem Unterdrükkungs-Steuersignal C. das noch zu beschreiben ist. und 21 ist eine Mischstufe zum Kombinieren der verstärkungsgesteuerten Farbsignale und des Leuchtdichtesignals Vfürdie Erzeugung eines NTSC-Standardsignals.

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tionsschaltung 13 wird an die Verstärkungssteuerungsschaltung 8 und an eine weitere Subtraktionsschaltung 22 angelegt, die ihrerseits die Subtraktion mit dem Farbdifferenzsignal R-Yi durchführt und deren Ausgang A — R+ Yi an einen Eingang einer Pegelunterscheidungseinnchtung 23 angelegt wird. Der andere Eingang der Pegelunterscheidungseinrichtung 23 erhält ein Bezugspotential, das mil einer Verstellvorrichtung 24 eingestellt wird, so daß nur der Eingang A — R+ Yi. der den mit der Verstellvorrichtung 24 nach Wunsch eingestellten Pegel übersteigt, am Ausgang der Pegelunterscheidungseinrichtung 23 erscheint. Das am Ausgang der Pegelunterscheidungseinrichtung 23 erzeugte Signal ist das obengenannte bnterdrückungs-Steuersignal C und wird an die Verstärkungssteuerungsschaltung 20 angelegt, die ihrerseits derart gesteuert wird, daß sie eine Unterdrückung in Abhängigkeit von der Amplitude des Steuersignals Cdurchgeführt. Wenn z. B. in der Ausführung-sform von F i g. 3 das Signal Yl stark und das Signal R schwach ist, nimmt die A-S's-nalkomponente des Steuersignals C (A —R+ Yq zu. Wenn somit die Verstärkungssteuerungsschaltung 20 durch dieser Steuersignal C gesteuert wird, nimmt der Grad der Farbsignalunterdrückung in der Verstärkungssteuerungsschaltung 20 zu. und folglich wird die Steuerung dergestalt ausgeführt, daß der Sättigungsgrad (die Farbintensität) stärker unterdrückt wird, wenn das Signal Yi, zunimmt und das Signal R abnimmt. Die Farben werden also an den vertikalen Kantenteilen im Fall von rötlichen Farben b5 nicht unterdrückt, und die Farben an den vertikalen Kantenteilen werden unterdrückt, wenn das Signal Yr In den vorangehenden Beschreibung wird das Steuersignal C unter Verwendung des Farbdifferenzsignais R— Yl erzeugt; es ist natürlich auch möglich, das andere Farbdifferenzsignal B—Y_L anstelle des Signals R-Yi. zu verwenden, wie in F i g. 4 gezeigt, oder es kann eine Additionsschaltung 25 zusätzlich vorgesehen werden, um ein Signal

(R - Yl) + (B- Yl)

zu verwenden wie in F i g. 5 dargestellt. Im letzteren Fall wird das an einen Eingang der Pegelunterscheidungseinrichtung 23 zur Erzeugung des Steuersignals Cangelegte Eingangssignal zu

A-(R+ B)+2 Yi.

so daß die Farben an den vertikalen Kamcnieüen bei rötlichen oder bläulichen Farben nicht unterdrückt werden, wogegen die Farben an den vertikalen Kantenteilen bei anderen als rötlichen oder bläulichen Farben mit dem starken Signal Yi in stärkerem Ausmaß unterdrückt werden. Daneben kann anstatt der bei der obenerwähnten Ausführungsform verwendeten Subtraktionsschaltung 22 für die Durchführung der Subtraktion eine Operatorschaltung 26, z. B. eine Multiplikationsoder Diviutjnsschaltung vorgesehen werden, wie in Fig.6 gezeigt, um die Verhältnisberechnung durchzuführen.

Weiterhin wird die genannte Ausführungsfoim auf eine Farbfernsehkamera mit nur einer Bildaufnahmeröhre angewandt, und das Signal Voder Yc. bei dem die durch das Streifenfilter modulierte Komponente durch das Filter 3 oder 14 entfernt wird, wird als das unmodulierte Signal zur Erzeugung des Differenzsignals A verwendet; ststt dessen ksnn irn FsI! sinsr Zweiröhren-Aufnahmeeinrichtung, bei der zwei getrennte Bildaufnahmeröhren verwendet werden, d. h. eine Leuchtdichtesignal-Aufnahmeröhre ohne Streifenfilter und eine Farbsignal-Aufnahmeröhre mit Streifenfiltern, das Leuchtdichtesignal von der Leuchtdichtesignal-Aufnahmeröhre seinerseits als das unmodulierte Signal verwendet werden, und der Rest kann gleich bleiben 'vic im Fall einer Anlage mit einer einzigen Bildaufnahmeröhre.

Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß gemäß der Erfindung keine Bedenken bestehen, alle Farben an den vertikalen K.a«t?nteilen des Bildes eines Gegenstands mit hohem Kontrast zu unterdrücken; doch wird der Grad der Unterdrückung der Farbsignsle an den vertikalen Kantenteilen selektiv nach Wunsch in Abhängigkeit von den Farbtönen gesteuert, mit dem Ergebnis, daß keine Gefahr einer Verschlechterung der Bildqualität durch übermäßige Unterdrückung der Farbsignale besteht, daß das Auftreten von Farbfehlern an den vertikalen Kantenteilen aufgrund falscher Farbsignale verhindert und somit ein natürliches Bild erzeugt werden kann, und daß der für die Erzielung dieser Wirkungen erforderliche Schaitungsaufbau verhältnismäßig einfach gestaltet werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verhindern des Auftretens falscher Farbsignale, die in einer Farbfernsehkamera erzeugt werden, bei der mindestens zwei Farbkomponenten eines Farbbildes in einer Aufnahmeröhre durch ein Farbfilter räumlich moduliert werden und das resultierende modulierte Farbsignal unter Verwendung einer vertikalen Korrelation an einem reproduzierten Bild demoduliert wird, wodurch Farbsignale erzeugt werden, wobei folgende Schritte durchgeführt werden: