Стереоцветная телевизионная камера Советский патент 1984 года по МПК H04N9/54 

Изобретение относится к стереотелевидению и может быть использовано для расширения функциональных возможностей цветных телевизионных (ТВ) систем, а именно, для передачи .ими стереоцветных ТВ изобоажений. Известна стереоцветная телевизионная камера, содержащая стереотеле визионную камеру, три выхода которо подключены к соответствующим входам блока матрицирования, четвертый, вхо подключен к последовательно включен ным полосовому фильтру, инвертору, коммутатору и сумматору, второй вхо и выход которого подключены соответ ственно к пятому выходу стереотелевизионной каилеры и к четвертому вхо ду блока матрицирования Cl7. Однако данная камера слишком сло но и громоздко, поскольку дитчикрм ТВ сигнала в нем служит двухобъекти ная стереоцветная ТВ кг1мера, состоя щая из цветной ТВ камеры, формирующей три цветовых и яркостный сигнал правого изображения стереопары(первые четыре выхода), и чернобелой ТВ камеры, формирующей яркостный сигнал левого изображения стереопары .(пятый выход камеры) . Наиболее близкой к предлагаемой по -технической сущности является ст1е11еоцветная ТВ камера, содержащая цветную ТВ камеру с объективом, в плоскости оптического центра которого перпендикулярно оптической осиустановлен оптический фильтр, состоящий из двух вертикально распо ложенных частей, имеющих различные спектральные характеристики. Выходы цветной ТВ камеры соединены с соотвгедаствующими входами цветного ТВ ка наЛа и блока матрицирования, выход ксйгорого соединен с первым входом С5 1матора, выход которого подсоединен к четвертому входу цветного ТВ канала 2. . Однако известная камера обладает большими яркостными потерями в оптическом узле цветной ТВ камеры и боль шими цветовыми искажениями из-за наличия оптического фильтра, а также потерей стереоэффекта на мелких деталях изображения и плохой совместимостью формируемых в ней сигналов с вещательной системой ЦТ. Цель изобре гения - повышение качества стереоцветного ТВ изображения путем уменьшения световых потерь и цветовых искажений. Указанная цель достигается тем, что телевизионную в стереоцветную камеруf содержащую цветную ТВ камеру, с объективе, в плоскости оптического центра которого перпендикулярно оптической оси установлен оптический фильтр, состоящий из двух вертикально рэ еположенных частей, имеющих paзличkti e.gпeктpaльнйe характеристики,. а два выхода цветной ТВ ка.меры соединены с соответствующими входами цветного ТВ канала и блока матрицирования, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с третьим входом цветного ТВ канала, введены последовательно соединенные полосовой фильтр, инвертор и коммутатор, выход которого соединен с вторым входом сумматора, второй вход соединен с выходом полосового фильтра, а два входа управления являются входами строчных и кадровых синхроимпульсов , при этом вход -полосового фильтра соединен с третьим выходом цветной ТВ камеры и через введенный фильтр нижних частот соединен с третьим входом блока матрицирования и четвертым входом цветного ТВ канала . Кроме того, оптический фильтр содержит расположенные вертикально, чередующиеся цветоизбирательные и прозрачные нейтральные полосы, причем спектральные характеристики прЬпускания цветоизбирательных полос ;правой и левой частей сответствуют максимумам спектральной чувствительности датчиков цветной ТВ камеры правого и левого сигналов стереопары соответственно. На фиг. 1 п едставлена структурная электрическая схема стереоцветной телевизионной камеры; на фиг.2 структура оптического фильтра; на фиг. 3 - диаграммы, поясняющие работу ТВ камеры. Стереоцветная телевизионная камера (фиг. 1) содержит оптический фильтр 1, цветную ТВ камеру 2, полосовой фильтр 3 инвертор 4, коммутатор 5, сумматор 6, цветной ТВ канал 7, блок 8 матрицирования и фильтр 9 нижних частот. Оптичесжий фильтр 1 в объективе цветной ТВ камеры. 2 установлен в непосредственной близости от диафрагмы и имеет штриховую структуру (фиг. 2а) из чередующихся цветоизбирательных 10 и il и прозрачньах (или пропускакйдих цвета, дополнительные к цветам, пропускаемым цветоизбирательными ) 12 участков. Характеристики пропускания световых волн цветоизбирательных участков левой и правой частей фильтра различны и согласованы со спектральными характеристиками, датчиков сигйалов ЦТ кёилеры (фиг 26), где 13-15 - спектральные характеристики пропускания соответственно цветоизбирательных и прозрачных полосок фильтра; R,S и В спектральные характеристики датчиков сигнала ЦТ камеры. Принцип действия штриховых фильтров основан ца дифракционных свойствах тонкой щели, поскольку минимальный угловой горизонтальный размер детали изображения, формируемого объективом с .щелевой диафрагмой, Обратно пропорционален ширине щели. Поэтому уменьшение ширины щели приводит к ограничению высокочастотных составляющих в пг странственном спектре изображения. Это свойство тонкой щели используется в штрихо вых фильтрах пространственных нижних частот.

Если одна половина фильтра выполнена в виде чередующихся красных и прозрачных вертикальных полосок, то красные компоненты изображения будут беспрепятственно пропускаться как красными, так и прозрачными полосками. При этом никакого ограничения по разрешению для красных компонент не произойдет. Что же касается синих и зеленых составляющих, то они пропускаются только прозрачными полосками, четкость по горизонтали для них ограничена и определяется шириной прозрачных полосок-. Вторая половина фильтра может состоять из голубых и прозрачных полосок. В этс случае ограничение горизонтальной четкости происходит лишь длякрасных компонент изображения. Следовательно при использовании сложного штрихового фильтра низкочастотные пространственные составляющие всех, трех цветовых компонент изображения, несущие основную информацию о цвете, j6ecnpenHTCTBeHHo проходят через обе половины фильтра, в то время как высокочастотные пространственные составляющие, несущие информацию об объеме цветовых компонент, пропускгиотся лишь доставляющей им половиной фильтра (фиг. 2г).

Камера работает следующим образом На выходе стереоцветнрй ТЦ камеры от детали изображения.(фиг. За) формируются сигналы Vp , VQ и Vg (фиг, 3б,в). Кроме информации о цвете, сосредоточенной, главя л 1 образом в низкочастотной части снектЕ а, эти сигналы несут информацию о параллаксе, сосредоточенную, в основнсм, в высокочастотной части спектра, С выхода цветной ТВ камеры 2 сигналы V VQ и Vg подаются на соответствукише входы блока 8 матрицирования, на выходе которого формируется яркоствый сигнал одного из изображений стереопары (например правого). Причем сигнал подается через фильтр 9 нижних . частот. Полученный яркостный сигнал поступает на сумматор 6,. где к нему добавляется высокочастотная часть сигнала Vg , которая несет информацию о втором (например левом) изображении стереопары и выделяется с помощью полосового фильтра 3. Для снижения заметности двоения контуров, обусловленного параллётическими смещени0ями соответствующих точек правого и левого изображений стереопары, инвертор 4 и коммутатор 5 повстречно изт меняют полярнос.ти высокочастотной составляющей сигнала VR . С выхода

5 сумматора 6 сигнал подается на яркостный вход цветного ТВ канала 7, на цветовые входы которого подаются сигналы Vfj, VQ и Vg с соответствующих выходов ЦТ камеры, причем сиг0нал VR подается через фильтр 9 нижних частот. Далее цветовые сигналы обрабатываются обычным способом.

Введение в оптическую часть ЦТ камеры сложного светофильтра не5избежно приводит к возникновению цветовых искажений. Однако поскольку штриховые.фильтры беспрепятственно пропускают низкочастотные составляющие всех цветовых компонент, то

0 на крупных деталях цветовые искажения должны отсутствовать (а именно на крупных деталях они наиболее заметны), На мелких же деталях цветовые искажения в предлагаемой и известной камерах одинаковы. .

5

Изобретение улучшает совмести-, мость формируемого с.тереоцветного ТВ сигнала, поскольку в нем высокочасОтотные составляющие сигнала одного изображения стеропары замешиваются в сигнал второго изображения стеропары с переменной полярнбстью от строки к строке, что значительно снижает заанетность двоения |сонтуров

5 изображения воспроизводимого с помощью при лника двумерного телевидения. При этом информация о параллаксе сохраняется. Более -того, вь сокочастотные составляющие сигна0лов обоих изображений стеропары сохранится в отличие от известной камеры, где в полной полосе передается только один из сигналов стереопары.

5

fp.

f/

12

/ W

1. СТЕРЕОЦВЕТНАЯ ТЕЛЕВИЗИОННАЯ КАМЕРА, содержащая цветную телевизионную камеру с объективом, в плоскости оптического центра которого препендикулярно оптической оси установлен оптический фильтр, состо,ящий из двух вертикально расположенных частеи,имеющих различные спект-ральные характеристики,а два выхода цветной телевизионной камеры соединены с соответствующими входами цветного телевизионного канала и блока матрицирования, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с третьим входом цветного телевизионного канала, о т л ичающа:яся тем, что, с целью повышения качества стереоцветного телевизионного изображения путем уменьшения световых потерь и цветовых искажений, в нее введены последовательно соединенные полосовой фильтр, инвертор и коммутатор, выход которого соединен с вторым входом сумматора, второй вход соединен с выходом полосового фильтра, а два входа управления являются входами строчных и кадровых синхроимпульсов, при этом вход полосового фильтра соединен с третьим выходом цветной телевизионной камеры и через введенный фильтр нижних частот соединен с третьим входом блока матрицирования и четвертым входом цветного телевиэи g онного канала. (Л С 2. Камера по п. 1, отличаю. щ а я с я тем, что оптический фильтр содержит расположенные вертикально, чередукяциеся цветоиэбирательные и прозрачные нейтральные полосы, при- д чем спектральные характеристики пропускания цветоизбирательных полос правой и левой частей соответствуют максимумам спектральной чувствитель ности датчиков цветной телевизионной правого и левого сигналов 00 стереопары соответственно. г carp. -ff,(Heiii)