Цветная телевизионная камера Советский патент 1992 года по МПК H04N9/07 H04N9/30 

фиг1

Изобретение относится к промышленности средств связи и может быть использовано при построении цветных телевизионных камер.

Цель изобретения - повышение разре- шающей способности и улучшение цветовоспроизведения.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема цветной телевизионной камеры; на фиг. 2 - структура растрового цветокодирующего цветофильтра и диаграммы, поясняющие работу камеры.

Цветная телевизионная камера на матрице ПЗС содержит объектив 1, растровый цветокодирующий светофильтр 2, матрицу ПЗС 3, усилитель 4, первый коммутатор 5, сумматор б, блок 7 матрицирования, синх- рогенератор 8, блок 9 восстановления отсчетов, второй коммутатор 10, блок 11 выборки-хранения R, блок 12 выборки-хра- нения В, блок 13 выборки ячеек R и В, блок 14 выборки ячеек Y, фильтр 15 нижних частот 15 (ФНЧ) и фильтр 16 верхних частот (ФВЧ)

Цветная телевизионная камера работа- ет следующим образом.

Изображение передаваемого объекта проецируется объективом на светочувствительную поверхность матрицы ПЗС 3. На поверхность наложен растровый цветоко- дирующий светофильтр. В черных строках этого растрового цветокодирующего светофильтра 2 находятся только прозрачные ячейки, которые пропускают весь спектр видимого излучения без изменения.

С целью увеличения разрешающей способности камеры в нечетных строках светофильтра 2 цветные ячейки перемещаются с прозрачными таким образом, что любая цветная ячейка оказывается окруженной со всех сторон прозрачными ячейками (фиг. 2а). Красные (к) элементарные ячейки растрового цветокодирующего светофильтра пропускают на расположенные за ними светочувствительные элементы матрицы ПЗС 3 только красную составляющую видимого спектра. Во время считывания с выходного регистра матрицы ПЗС 3 каждой (4п+1)-й строки сигналы с элементов, расположенных за красными ячейками, появляются в моменты времени, показанные на фиг, 2г, а во время считывания каждой (2п+1)-й строки - в моменты времени, также показанные на фиг. 2д.

На фиг. 2е и ж указаны моменты появ- ления сигналов за синими ячейками.

Сигнал матрицы ПЗС 3 после усиления в усилителе 4 подается на блок 9 восстановления отсчета 9, в котором (фиг. 3 а) с помощью шести линий задержки на время

одного элемента ги двух линий задержки на время строки Н одновременно получается информация с восьми элементов матрицы ПЗС 3, окружающих, например, элемент 5 (фиг 36). Эта информация с коэффициентом, например, к-, в каждом канале склады- о

вается в блоке 7 матрицирования с получением информации для элемента 5 с самой высокой точностью восстановления по окружающим элементам. Этот сигнал получается для любого текущего элемента изображения. I оэтому он подается затем на сигнальный вход второго коммутатора 10, на вход синхронизации которого подается меандр с частотой fCTp /2. На выходе коммутатора 10 текущий сигнал в виде суммы восьми окружающих элементов появится (как и необходимо) только в нечетных строках. Для исключения известных отсчетов яркости, о которых уже есть информация, сигнал с выхода второго коммутатора 10 подается на сигнальный вход блока выборки ячеек R и В 13, на вход синхронизации которого поданы импульсы по фиг. 2 и с синхро- генератора 8 для выборки Сигналов цветных элементов.

Восстановленная яркостная информация о недостающем элементе яркости, закрытом цветной ячейкой, подается на вход сумматора 6, на другой вход которого подан сигнал четных (прозрачных) строк с первого коммутатора 5, на сигнальный вход которого подан усиленный сигнал матрицы ПЗС 3. В первом коммутаторе 5 с помощью меандра строчной частоты fCTp . поданной на его вход синхронизации, разделяются и подаются на разные выходы сигналы четных и нечетных строк. Сигнал четных (прозрачных) строк сразу подается на второй вход сумматора 6, а из сигнала нечетных строк сначала исключается информация о цветных участках изображения е блоке 14 выборка ячеек Y с помощью подаваемых импульсов выборки яркостных элементов, после чего эта информация подается на третий вход сумматора 6. На выходе сумматора 6 образуется сигнал яркости с очень большей степенью точности, соответствующий сигналу высокой четкости черно-белой камеры на матрице ПЗС 3 без растрового цветокодирующего светофильтра 2, обеспечивающий получение самой высокой из всех возможных разрешающей способности цветной камеры на матрице ПЗС, С помощью фильтра 15 (ФНЧ) из этого сигнала выделяется (фиг. Зв) узкополосный низкочастотный (полоса 0,5 МГц), яркостный сигнал Yc , предназначенный в дальнейшем для гюлучения в блоке матрицирования низкочастотного сигнала зеленого цветоделенно- го изображения GL- для чего необходимо наличие сигналов красного и синего цвето- деленных изображений RL и BL соответственно. Эти сигналы получают в блоках 12 и 13 выборки-хранения, на сигнальные входы которых подан сигнал нечетных строк, а на входы синхронизации - сигналы с синхроге- нератора 8, совпадающие по времени с сигналами по фиг. 2г в каждой (4п+1)-й строке и по фиг. 2д в каждой (2п+1)-й строке для блока 11 и соответственно по фиг. 2е и для блока 12.

В фильтре 16 (ФВЧ) выделяется сигнал YH (фиг. Зв), представляющий собой сме- шанные высокие частоты, которые добавляются к низкочастотным сигналам RL, BL, GL в блоке 7 для образования выходных сигналов камеры ER, EG и Ев в соответствии с методом смешанных высоких частот.

Применение предлагаемой камеры позволяет упростить и повысить качество передачи изображения участников телеконференций и демонстрационных материалов, схем, чертежей и т.д. При этом возра- стает четкость воспроизводимого изображения перечисленных объектов.

Формула изобретения Цветная телевизионная камера, содер- жащая объектив, оптически связанный через растровый цветокодирующий светофильтр, четные строки которого выполнены из прозрачных ячеек, с матрицей приборов с зарядовой связью (ПЗС), выход которого подключен через усилитель к информационному входу первого коммутатора, первый выход которого подключен к первому входу сумматора, выход которого подключен к

входу фильтра нижних частот, выход которого подключен к первому входу блока матри- цирования, синхрогенератор, выход которого подключен к входам управления матрицы ПЗС и первого коммутатора, отличающаяся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и улучшения цветовоспроизведения, введены второй коммутатор, блок восстановления отсчетов (БВС), блоки выборки-хранения (БВХ) R и В, блоки выборки ячеек R, В и Y, фильтр верхних частот, выход которого подключен к второму входу блока матрицирования, а вход фильтра верхних частот соединен с выходом сумматора, второй вход сумматора подключен к выходу блока выборки ячеек Y, вход которого подключен к второму выходу первого коммутатора, к входу блока выборки хранения R, к входу блока выборки-хранения В, выход которого подключен к третьему входу блока матрицирования, четвертый вход которого соединен с выходом блока выборки-хранения R, при этом выход усилителя подключен к входу блока восстановления отсчетов, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, выход которого подключен к входу блока выборки ячеек R и В, выход которого соединен с третьим входом сумматора, при этом входы синхронизации второго коммутатора, блоков выборки ячеек Y, R и В блоков выборки-хранения R и В подключены к выходу синхрогенератора, причем растровый цветокодирующий светофильтр выполнен так, что 4п+1 строки содержат чередующиеся последовательности V,R; Y.B; Y,R a 2n+3 строки содержат чередующиеся последовательности Y,B; Y,R; Y,B; Y, R, ... и т д.

Строки

Изобретение относится к технике средств связи. Цель изобретения - повышение разрешающей способности и улучшение цветовоспроизведения. Цветная телевизионная камера содержит объектив 1. растровый цветокодирующий светофильтр 2, матрицу ПЗС 3, усилитель 4, коммутаторы 5 и 10. сумматор 6. блок 7 матрицирования, синхрогенератор 8. блок 9 восстановления отсчетов, блоки 11 и 12 выборки-хранения R и В, блоки 13 и 14 выборки ячеек R, В и Y, фильтр 15 нижних частот и фильтр 16 верхних частот. Изображение передаваемого объекта проецируется объективом 1 на светочувствительную поверхность матрицы ПЗС 3. На поверхность наложен светофильтр 2, в черных строках которого находятся только прозрачные ячейки, которые пропускают весь спектр видимого излучения без изменения. Для увеличения разрешающей способности камеры в нечетных строках светофильтра 2 цветные ячейки перемещаются с прозрачными таким образом, что любая цветная ячейка оказывается окруженной со всех сторон прозрачными ячейками. При этом в камере осуществляется восстановление яркостной информации о недостающем элементе яркости, закрытом цветной ячейкой. 2 ил. Ё сх к: ь ч: о

1

2 3 Ч- 5

Время считывания

одною элемента

(Цп+1)стр (2п+3)стр ()стр (2ti+3)crp

л

8

#/г,2