УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОЙ ЦВЕТОПЕРЕДАЧИ Российский патент 1995 года по МПК H04N9/67 

Изобретение относится к технике цветного телевидения и может быть использовано при построении цветных телевизионных систем различного назначения, например телевизионных анализаторов цветных изображений.

Известным устройством для оптимизации цветопередачи является матрица цветокоррекции (статья Кустарева А.К. Колориметрическое согласование передающей камеры с приемником ЦТ. "Техника кино и телевидения". 1982, N 2, с. 41-44), содержащая три алгебраических сумматора, первые входы которых являются соответственно первым, вторым и третьим входами, а выходы соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства для оптимизации цветопередачи. Входные U_r, U_g, U_b и выходные U¹_r, U¹_g, U¹_b сигналы основных цветов матрицы цветокоррекции связаны уравнениями цветокоррекции
зависящими от степени рассогласования спектральных характеристик трех каналов цветной телевизионной камеры с тремя кривыми сложения цветов в цветовой координатной системе приемника. Коэффициенты матрицирования а₁₁.а₃₃, изменяющие амплитуды сигналов основных цветов и их соотношения, определяются путем минимизации ошибки цветопередачи телевизионной системой тестовых цветов, выбранных из пространства цветовоспроизведения кинескопа (статья Кустарева А.К. и др. Расчет оптимальной матрицы цветокоррекции для ТВ камеры. "Техника кино и телевидения", 1977, N 9, с. 55-60).

Недостатком матрицы цветокоррекции является невысокая точность коррекции искажений цветопередачи при рассогласовании спектральных характеристик трех каналов цветной телевизионной камеры с тремя кривыми сложения цветов в цветовой координатной системе приемника в связи с несовпадением характера цветокоррекции тестовых цветов с характером их искажений.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является устройство для оптимизации цветопередачи по заявке ФРГ N 3630939, кл. Н 04 N 9/67, 1988, содержащее три алгебраических сумматора, первые входы которых являются соответственно первым, вторым и третьим входами, а выходы соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства для оптимизации цветопередачи, шесть последовательно соединенных схем вычитания и ограничения, обеспечивающие к формированию шести сигналов цветокоррекции, появляющихся в соответствующих "половинках" сигнального цветового пространства. Входные U_r¹, U_g¹, U_b и выходные U¹_r, U¹_g, U¹_b сигналы основных цветов устройств связаны уравнениями
где
U₁= U₂=
U₃= U₄=
U₅= U₆=
где U_on1.U_оn6 уровни ограничения соответствующих схем ограничения (≥ 0). Коэффициенты весового суммирования сигналов цветокоррекции b₁.b₆ в соответствующих алгебраических сумматорах определяются так же, как и при выборе коэффициентов матрицирования матрицы цветокоррекции (заявка ФРГ N 3630939) путем минимизации ошибки цветопередачи телевизионной системой тестовых цветов.

Недостатком известного устройства для оптимизации цветопередачи по заявке ФРГ N 3630939 является невысокая точность коррекции искажений цветопередачи при рассогласовании спектральных характеристик трех каналов цветной телевизионной камеры с тремя кривыми сложения цветов в цветовой координатной системе приемника в связи с несовпадением характера цветокоррекции тестовых цветов с характером их искажений.

Цель настоящего предложения повышение точности коррекции искажений цветопередачи, возникающих при рассогласовании спектральных характеристик трех каналов цветной телевизионной камеры с тремя кривыми сложения цветов в цветной координатной системе приемника.

Для достижения поставленной цели устройство для оптимизации цветопередачи содержит три алгебраических сумматора, первые входы которых являются соответственно первым, вторым и третьим входами, а выходы соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства для формирования скорректированных сигналов основных цветов, три схемы вычитания, для формирования сигналов с цветокоррекции. Первый и второй входы первой схемы вычитания соединены соответственно с первым и вторым входами устройства, первый и второй входы второй схемы вычитания соединены соответственно с вторым и третьим входами устройства, первый и второй входы третьей схемы вычитания соединены соответственно с третьим и первым входами устройства для формирования соответствующих разностей сигналов основных цветов, используемых в качестве сигналов цветокоррекции.

Особенностью предложенного устройства является введение трех схем сравнения (компараторов) и блока опорного напряжения для формирования импульсов местоположения цветов, попадающих в соответствующие "половинки" сигнального цветового пространства схемы дешифрирования, для формирования импульсов местоположения цветов шести областей цветового пространства, трех коммутаторов, для обеспечения индивидуальной цветокоррекции шести областей цветового пространства. Первые входы всех трех схем сравнения соединены с выходами соответствующих схем вычитания, а вторые входы с выходом блока опорного напряжения для обеспечения формирования импульсов местоположения цветов соответствующих "половинок" сигнального цветового пространства. Первый, второй, третий входы схемы дешифрирования соединены с выходами соответствующих схем сравнения для обеспечения формирования импульсов местоположения цветов шести непересекающихся областей цветового пространства.

Первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой выходы схемы дешифрирования соединены с соответствующими управляющими входами всех трех коммутаторов. Вход первого коммутатора соединен с выходом первой схемы вычитания, а первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой выходы соответственно с вторыми, третьими, четвертыми, пятыми, шестыми, седьмыми входами первого и второго алгебраических сумматоров. Вход второго коммутатора соединен с выходом второй схемы вычитания, а первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой выходы соответственно с восьмым, девятым, десятым, одиннадцатым, двенадцатым, тринадцатым входами второго и с вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым, входами третьего алгебраических сумматоров. Вход третьего коммутатора соединен с выходом третьей схемы вычитания, а первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой выходы соответственно с восьмыми, девятыми, десятыми, одиннадцатыми, двенадцатыми, тринадцатыми входами первого и третьего алгебраических сумматоров для обеспечения индивидуальной коррекции искажений цветопередачи в шести областях цветового пространства.

В предложенном устройстве реализуется адаптивная к шести областям цветового пространства динамическая матричная цветокоррекция, так как для каждой i-ой (i 1,6) области а_11i
U= U_r+a_1ri(U_g-U_r)+ a_13i(U_b-U_r) () U_b+a_12iU_g+a_13iU₆
U= U_g+a_r1i(U_r+U_g)+ a_23i(U_b-U_g) a_21iU_r+ () U_g+a_23iU₆
U_bi= U_b+a_31i(U_r-U_b)+ a_32i(U_g-U_b) a_31iU_r+ a_32iU_g+ ()U₆
Это позволяет обеспечить повышение точности коррекции искажений цветопередачи в пределах всего цветового пространства по сравнению с известными устройствами для оптимизации цветопередачи. Для выделения шести областей цветового пространства в предложенном устройстве используются три схемы сравнения, выполняющие функции фильтров цветности, и схема дешифрирования, что свидетельствует о том, что повышение точности коррекции искажений цветопередачи в предложенном устройстве достигается не за счет простого увеличения количества фильтров цветности и матриц цветокоррекции, а за счет предложенной совокупности отличительных признаков устройства, соответствующих критерию изобретательский уровень, так как они явным образом не следуют из известного уровня техники.

На фиг.1 представлена структурная схема предложенного устройства для оптимизации цветопередачи; на фиг.2, а,б,в,г,д,е,ж,з,и,к,л,м,н,о,п,р,с временные диаграммы входных и выходных сигналов основных цветов, сигналов цветокоррекции и импульсов местоположения тестовых цветов в устройстве для оптимизации цветопередачи.

Предложенное устройство для оптимизации цветопередачи содержит блоки вычитания 1,2,3, блоки сравнения 4,5,6, блок опорного напряжения 7, дешифратор 8, коммутаторы 9,10,11, алгебраические сумматоры 12,13,14, первый, второй и третий входы устройства 15,16,17 и выходы устройства 18,19 и 20.

Устройство для оптимизации цветопередачи работает следующим образом. На первый 15, второй 16, третий 17 входы устройства поступают соответственно сигналы основных цветов U_r (фиг.2,а), U_g (фиг.2,б) U_b(фиг.2,в), полученные, например, при анализе телевизионной системой (камерой) с известными спектральными характеристиками каналов основных цветов выкрасок тестовых цветов, воспринимаемых при освещении источником типа Д стандартным наблюдателем (МКО 1964 г.) так же, как основные и дополнительные цвета кинескопа максимальной яркости и насыщенности. В схемах вычитания 1, 2, 3 из входных сигналов основных цветов формируются соответствующие сигналы цветокоррекции U_g-U_r (фиг. 2, г), U_b-U_g (фиг.2,д), U_r-U_b (фиг.2,е), поступающие на первые входы соответствующих схем сравнения 4,5,6 и на входы соответствующих коммутаторов 9,10,11. В схемах сравнения 4,5,6 формируются соответственно импульсы местоположения цветов U₁ (фиг.2,ж), для которых U_g-U_r ≥ U_oп 0, U_r(фиг.2,з), для которых U_b-U_g ≥ 0 (фиг.2,и), для которых U_r U_b≥ 0. Эти импульсы поступают на соответствующие входы схемы дешифрирования 8, обеспечивающей формирование (декодирование) на своих шести выходах импульсов местоположения цветов соответствующих шести непересекающихся областей цветового пространства, разделенных линиями основных и дополнительных цветов. Коммутаторы 9,10,11 обеспечивают синхронную передачу сигналов цветокоррекции с выходов соответствующих схем вычитания 1,2,3 на один из шести их выходов в соответствии с управляющими импульсами U₄.U₈ (фиг.2,к.o), поступающими с выходов схемы дешифрирования 8. Выбор коэффициентов весового суммирования алгебраических сумматоров 12, 13, 14 для каждой из шести областей цветового пространства обеспечивает точную цветокоррекцию трех цветов по яркости и цветности. Пр этой причине для рассматриваемого примера обеспечивается 100% коррекция искажения цветопередачи тестовых цветов на выходах алгебраических сумматоров 12,13,14, то есть на выходах устройства 18,19,20 появляются соответственно сигналы основных цветов U'_r (фиг.2п), U'_g (фиг.2,p), U'_b (фиг.2,с).

По отношению к известному (заявка ФРГ N 3630939) устройству данное устройство повышает точность коррекции искажений цветопередачи не менее чем в три раза, так как в пределах всего цветового пространства известное устройство так же как и матрица цветокоррекции способно обеспечить точную цветокоррекцию трех цветов, а предложенное устройство тринадцати цветов при сохранении баланса белого.

Использование: в технике цветного телевидения, а именно в телевизионных анализаторах цветных изображений. Сущность: с целью повышения точности коррекции искажений цветопередачи устройство для оптимизации цветопередачи содержит блоки вычитания 1, 2 и 3, блоки сравнения 4, 5 и 6, блок опорного напряжения 7, дешифратор 8, коммутаторы 9, 10 и 11, алгебраические сумматоры 12, 13 и 14. В устройстве повышается точность коррекции искажений цветопередачи не менее чем в три раза. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОЙ ЦВЕТОПЕРЕДАЧИ, содержащее три блока вычитания, первые входы которых соединены с соответствующими входами трех алгебраических сумматоров и являются соответственно входами красного, зеленого и синего сигналов устройства, выходы трех алгебраических сумматоров являются выходами соответствующих основных цветов, первый, второй и третий блоки сравнения, первые входы которых соединены с выходами соответствующих блоков вычитания, первый и второй входы первого блока вычитания соединены соответственно с первым и вторым входами устройства, первый и второй входы второго блока вычитания соединены соответственно с вторым и третьим входами устройства, первый и второй входы третьего блока вычитания соединены соответственно с третьим и первым входами устройства, отличающееся тем, что в него введены дешифратор, три входа которого соединены с выходами соответствующих трех блоков сравнения, три коммутатора, сигнальные входы которых соединены соответственно с выходами трех блоков вычитания, а шесть управляющих входов соединены соответственно с шестью выходами дешифратора, и блок опорного напряжения, выход которого соединен с вторыми входами каждого из трех блоков сравнения, при этом шесть выходов первого коммутатора соединены соответственно с вторыми, третьими, четвертыми, пятыми, шестыми и седьмыми входами первого и второго алгебраических сумматоров, шесть выходов второго коммутатора соединены соответственно с восьмым, девятым, десятым, одиннадцатым, двенадцатым, тринадцатым входами второго и вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым входами третьего алгебраических сумматоров, шесть выходов третьего коммутатора соединены соответственно с восьмыми, девятыми, десятыми, одиннадцатыми, двенадцатыми и тринадцатыми входами первого и третьего алгебраических сумматоров.