Способ стереоцветного телевидения Советский патент 1982 года по МПК H04N9/60 

Изобретение относится к телевиэионной технике и может использоваться для получения стереоизображения на экране обычного трехцветного кинеско па. Известен способ стереоцветного телевидения, основанный на бинокуляр ном смешении цветоделенных изображений кадров стереопары, заключающийся в преобразовании цветоделенньох изобрсокений левого и правого кадров в соответствующие сигналы (R; G; В) и (R; G; В)дев и их трехцветном воспроизведении на приемной стороне, причем сигнал Сдевщр) подают на вход воспроизведения зеленого цвета, а пр(лев) и Впр(л€в) - воспроизведения красного и синего цветов. При этом стереоцветное изображение наблюдают через цветофильтры - зеленый для левого (правого) и пурпурный для правого (левого) глаз. Однако невозможность получить дол жное качество изображения резко огра ничивает применение известного способа. Причиной низкого качества стереоцветного изображения известным спосо бом является отсутствие условий для бинокулярного смешения при воспроизведении тех цветов, которые воспринимаются зрителем через один цветной светофильтр, т.е. одним глазом. Известный способ только частично использует бинокулярное смешение. По сравнению с известным черно-белым стереотелевидением, основанньлм на применении метода цветных, анаглифов, в котором происходит бинокулярное смешение зеленого и пурпурного цветов, при использовании способа бинокулярное смешение распространяется еще на два цвета - желтый и голубой. При желтом смешиваются зеленый и красный цвета, при голубом - зеленый и синий. При зеленом,пурпурном, красном и синем цветах один глаз видит цвет, а другой - ничего не вядит, т.е. бинокулярное смешение отсутствует, результатом чего являются искажения цветов. Наблюдение таких цветов через цветоделительные фильтры нельзя считать идентичными прикрыванию одного из глаз и предполагать, что исчезнет только объемность изображения, а цвет будет.воспринят правильно. Без бинокулярного смешения появляются цветовые искажения, характер которых зави сит от многих факторов - от освещенности цветных объектов (от яркости), от размеров цветных деталей изображения, т.е. от угла зрения, под кото рым они рассматриваются, от фона, на котором они расположены, от насыщенности цветовых тонов, от спектрального состава излучения люминофоров и характеристик цветных светофильтров, от субъективных факторов, связанных с особенностями зрительного аппарата наблюдателя. Визуальное вос приятие искажений сводится к тому, что детали изображения перечисленных цветов становятся либо значительно темнее натуральных, вплоть до черных либо значительно ярче и насьпденнее натуральных. Отсутствие бинокулярного смешения ведет к потере объемности изображения при воспроизведении монокулярных т.е. воспринимаемых одним глазом, цветов. С целью улучшения восприятия объемности изрбражения при монокуляр ных цветах в известном способе приме няется передача высокочастотных составляющих (смеси высоких М) от первичных сигналов R; G; В. В составе сигналов левого кадра передается М а в составе сигнала правого кадра Mppog, что исключает совместимость с черно-белым двумерным телевидением и не обеспечивает достаточно эффективного улучшения воспроизведения, объемности крупных деталей изображения монокулярных цветов. В известном способе для четырех цветных полос из шести нет условий для бинокулярного смешения, в связи с чем он малоэффективен. Он не устра няет те трудности, из-закоторых у ученых сложилось убеждение об органической непригодности метЬда цветных анаглифов для стереоцветного телевидения,. .Перечисленные недостатки известного способа являются следствием исключения на передающей стороне инфор мации о красной и синей цветовых компонентах левого кадра и о зеленой цветовой компоненте правого кадра. В канал связи и к воспроизводящему устройству приемника поступает только информация о зеленой цветовой ком поненте левого кадра и о красной и синей компонентах правого кадра. Передача в составе сигналов обоих кадров смеси высоких и к цветовой информации ничего не добавляет, так как смесь высоких не содержит сведений о цвете. Следовательно, из шести цветовых компонент стереоцветного изображения в известном способе используются только три, что неизбежно ведет к искажениям и ухуд шению качества изображения. Цель изобретения - обеспечение совместимости с черно-белым двумерным телевидением и повыиение качества изображения. Поставленная цель достигается тем, , что сигналы цветоделенных изображений левого (правого) кадра (R; G; В) преобразуют на передающей стороне путем матрицирования в полый сигнал следующего вида г Слев+ bR + сВ„ + М , где Сдрд ограничен по частоте до 1,5 МГц; R R - 7, О k °лев ле О - цветоразностные сигналы, ограниченные областью положительных значений и по частоте до 1,5 мГц; М 0,6 С + + О , 3 R eg, + 0,1 В дее высокочастотные составляющие от первичных сигналов левого кадра в полосе частот от 1,5 до 6,0 МГц, а сигналы правого (левого) кадра, ограниченные верхншч пределом частоты, необходимым для воспроизведения цветов (например, до 1,5 МГц), такжб формируют из трех первичных цветовых сигналов R ; СПР ; ВПР путем матрич:ного преобразования их в два ограниченных по частоте до 1,5 МГц сигнала + аПц и ВПР + аСк (где G G - - К,р/ У/ О - трехкомпонентныи цветоразностный сигнал-, ограниченный по полярности областью положительных значений; пр пр ЗПР 5 О - цветоразностный сигнал, ограниченный по полярности областью отрицательных значений). При этом коэффициенты а, b и с выбираются из условия обеспечения объемности и устранения цветовых искажений изображений при зеленом, пурпурном, красном и синем насьнценных цветах. Способ стереоцветного телевидения заключается в следующем. Сигналы цветоделенных изображений левого (правого) кадра (R G; B)gg преобразуют на передающей стороне в полный сигнал G(ee сигнал зеленой компоненты левого кадра; сигнал, содержащий информацию о пурпурном и красном цветах левого кадра; В дев - G дед / О. Сигнал RHможет быть получен, например, диодным ограничением цветоразностного сигнала ее Р котором этот сигнал ограничивается областью положительных значений..При белом, желтом и синем цветах сигнал - .n равен нулю. При голубом и о становится отрицательным, Только при пурпурном и красном цветах сигнал R, приобретает положительное значение, равное 1,0; By сигнал, содержащий информацию о пурпурном и синем цветах левого кадра. Он может быть получен, например, дио ным ограничением цветоразностного си нала Вд5д - G ДР9 / при котором этот сигнал ограничивается областью положительных значений. При белом, голубом и красном цветах сигнал -Вдрв - равен нулю. При желтом и зеленом он приобретает отрицательные значения. Только при пурпурном и синем цветах сигнал Вц равен 1,0. Коэффициенты b и с подбирают из условия обеспечения правильного цветового тона и объемности при переда изображений об объектов пурпурного, красного и синего цветов. Сигналы , R и Вц , складыва емые в полный сигнал левого кадра, ограничены верхним частотным предело 1,5 МГц. М - сигнал смеси высоких частот левого кадра - высокочастотны составляющие яркостного сигнала у 0,6G + 0,3R ,1Вв пределах от 1,5 МГц до 6,0 МГц, Сигналы правого (левого) кадра также формируются из трех первичных цветовых сигналов Rpp; ; путе матричного преобразования их в два сигнала + aG и В„р + aG, где К„р сигнал красной компоненты правого кадра; G,- трехкомпонентный цветоразностный .сигнал, ограниченный область положительных значений; GK GPP - Rno О К.,- -пр - пр где - цветоразностный сигнал - Врр , ограниченный областью от рицательных значений, т.е. -В КПР- ВПР « 0.. Равноценное значение сигнала Gj, м жет быть полученОрСЛОжением сигнало GK С„р- В„р- RV/O; где В„р- RnpS 0. L Сигнал G содержит информацию только о зеленом цвете, при котором он равен 1,0. При белом, желтом и голубом сигна GU равен нулю, а при пурпурном, крас ном и синем приобретает отрицательны значения. Сигналы aG и Bf,p + aG огра ничены верхним частотным пределом 1,5 МГц. Коэффициент а подбирают из условия обеспечения правильного цветового тона и объемности при передаче изображений от зеленых объектов. Перечисленные три сигнала левого и правого кадров стереопары с пере дающей стороны передаются по .каналу связи в системах двумерного цветного т левидения на воспроизводящее устройст во.Стереоцветное изображение,получен ;ное на трехцветном воспроизводящем устройстве, наблюдают через цветоделительные светофильтры, пропуска|ющие к левому глазу зеленый цвет. а к правому глазу - красный и синий .цвета. Высококачественное цветное объемное изображение воспроизводится следующим образом. При передаче изображений от объектов бинокулярных цветов, т.е. белого, желтого и голубого, при которых оба глаза получают соответствующую цветовую информацию, стереоцветное изображение воспроизводится так же, как в черно-белом объемйом телевидении, основанном на применении метода цветных анаглифов. Влагодаря эффекту бинокулярного смешения зеленого цвета от левого кадра и пурпурного цвета от правого кадра зритель видит объемными белые предметы. При смешеНИИ зеленого цвета от левого кадра и красного цвета от правого кадра видны объемными желтые предметы. При смешении зеленого цвета от левого кадра и синего цвета от правого кадра видны объемными голубые предметы. При перечисленных бинокулярных цветах информация в виде сигнала г подаваемого на вход воспроизведения з-еленого цвета, и сигналов и Врр , подаваемых на входы воспрО1;зведения соответственно красного и синего цветов, является необходимой и достаточной для получения высококачественного объемного изображения. Сигналы 3.G ; bR,(; и сВу. при этом отсутствуют, При передаче изображений от объектов зеленого цвета одновременно с сигналом левого кадра Gдgg(, поданным на вход воспроизведения зеленого цвета, действует сигнал правого кадра аС, поданный на входы воспроизведения красного и синего цветов, благодаря чему возникает некоторое пурпурное свечение, пропорциональное насыщенности зеленого цвета, которое и необходимо для устранения искажения цветового тона и для обеспечения объемности изображения. Характер искажения цветового тона, вызываемого отсутствием бинокулярного смешения при монокулярных цветах, таков, что сдече- ния дополнительного цвета, в данном случае пурпурного, возбуждаемого сигналом aGj, правого кадра, достаточно для устранения искажения и обеспечения объемности изображения. При пурпурном цвете одновременно с сигналами правого кадра R,- и В,р поданными на входы воспроизведения . соответственно красного и синего цветов, действует сигнал левого кадра bR,+ , поданный на вход воспроизведения зеленого цвета, благодаря чему возникает некоторое зеленое свечение, пропорциональное насыщенности пурпурного цвета, которое необходимо для устранения искажения цвеТО8ОГО тона и для обеспечения объе 4ности изображения. При красном цвете одновременно с сигналом правого кадра R,,i,, поданным на вход воспроизведения красного цвета, действует сигнал левого кгшра BRg, поданный на вход .воспроизведе,ния зеленого цвета, благодаря чему появляется некоторое зеленое свечение, пропорциональное насыщенности красного цвета, которое необходимо для правильного воспроизведения цвета и объема. При синем цвете одновременно с сигналом правого кадра B«p, поданным на вход воспроизведения синего цвета действует сигнал левого кадра сВ, , поданный на вход воспроизведения зеленого цвета, благодаря чему появляется некоторое зеленое свечение, про порциональное насыщенности синего цвета, которое необходимо для правил ного воспроизвейения цвета и объема. Благодаря предяагаембму методу по строения сигналов левого и.правого кадров созданы условия, при которых цветоделительные фильтры одновременно выполняют функции сепарации изображений кадров стереопары и воспроиз ведения цветов, что до сих пор было нерешенной задачей. Трехцветное воспроизводящее устройство, принципиально ничем не отличающееся от воспроизводящих устройств современных систем цветного двумерного телевидения, пригодно для массового стереоцветного телевидения Формула изобретения Способ стереоцветного телевидения основанный на бинокулярном смешении цвётоотделенных изображений кадров стереопары, -заключающийся в преобразова нйй цветоделенных изображений левого и йравого кадров всоответствующие сигналы Кпр.С,В„р и КЛЕВ eв Вле и их трехцветном воспроизведейии на приемной стороне, причем сигНс(лй , Сдр, подают на вход воспроизведения зеленого цвета, а Rf,, rtp ке входы воспроизведения красного и синего цветов. При этом стереоцветное изображение наблюдают через цветофильтры - зеленый для левого (правого) и пурпурный дл|г правого (левого) глаз, о т л ичающийся тем, что, с целью обеспечения совместимости с чернобелым двумерньвл телевидением и повышения качества изображения, сигналы цветоделенных изображений левого (правого) кадра Ядев , Сдед , преобразуют на передающей стороне путем матрицирования в полный сигнал следующего вида: М,(где G bR + сВ раничен по частоте до i,5 мГц; RK лев G дее / О и Б к.ев лев / 0. - цветоразностные сигналы, ограниченные областью положительных значений и по частоте до 1,5 мГц; М 0,6 Сдед + 0,3 -Ir 0,1 Вдеввысокочастотные составляющие от первичных сигналов левого кадра в полосе частот-..- от 1,5 до 6,0 мГц), а сигналы правого (левого) кадра, ограниченные верхним пределом частоты, необходимым для воспроизведения цветов (например, до 1,5 МГц), также формируют из трех первичных цветовых сигналов ; Gpp f В -путем матричного преобразования их в два ограниченных по частоте до 1,5 мГц сигнала R пр и Впр -t- aGj, Дгде G - Rpp- BL 0 - трехкомпонентный цвето-разностный сигнал,ограниченный по по-,., лярности областью положительных значений; Rnp - ВПР О - цветоразностньй сигнал, ограниченный по полярности областью отрицательных значений) , при этом коэффициенты а, b и с выбирают из условия обеспечения объемности и устранение цветовых искажений изображений при зеленом/ пур пурном, красном и синем насьщенных цветах.