專利名稱:亮度信號形成電路的制作方法
本發(fā)明一般地涉及亮度信號形成電路，而更具體地涉及適用于應(yīng)用互補(bǔ)色濾色器的一彩色電視攝影機(jī)的一亮度信號形成電路。
眾所周知，互補(bǔ)色濾色器被應(yīng)用于阻止基色意即紅色(R)、綠色(G)和蘭色(B)中被選擇出的彩色分量。一黃色(YE)互補(bǔ)色濾色器可讓R和G分量傳輸通過，一青色(CY)互補(bǔ)色濾色器可讓G和B分量傳輸通過，一洋紅色(MG)互補(bǔ)色濾色器可讓R和B分量傳輸通過，而一白色(W)互補(bǔ)色濾色器可讓所有的R、G和B基色信號傳輸通過。
如此，當(dāng)在一彩色電視攝影機(jī)中使用這些互補(bǔ)色濾色器時，兩個或多個基色分量(R和G，G和B，R和B，或R，G和B)可傳輸通過一單片濾色器。因此，通過減少在光路中的濾色器的數(shù)目，則入射在諸如一攝象管或一固態(tài)攝象器件的攝象器件上的基色信號的光的量就增加。因此，即使當(dāng)圖象包含一暗物體時，也可從一應(yīng)用互補(bǔ)色濾色器的電視攝影機(jī)中獲得一具有一高的電平的圖象信號輸出。
在這類傳統(tǒng)的互補(bǔ)色彩色電視攝影機(jī)中，由攝象器件產(chǎn)生的圖象信號作為一亮度信號被傳輸通過一低通濾波器，該低通濾波器起著從電視攝影機(jī)來的輸出的簡單組合電路的功能。這低通濾波器可設(shè)想作為被提供的一獨立亮度信號系統(tǒng)，用來防止該互補(bǔ)色濾色器失去其優(yōu)點，意即，從有限的圖象亮度獲得高的輸出電平，以及也防止噪聲與亮度信號混合。
如上所述提出的互補(bǔ)色彩色電視攝影機(jī)中，當(dāng)通過一低通濾波器以簡單組合式加成圖象輸出信號而產(chǎn)生的亮度信號時，很難滿足下列全部三個條件，這是由于該亮度信號的固有特性所決定的。
就第一個條件而論，一般地說，基色信號的比率，也就是，包括在該彩色電視攝影機(jī)的該亮度信號Y中的信號R、G和B的比例是由獨立的標(biāo)準(zhǔn)電視方案確定的。例如，在美國國家電視制式委員會(NTSC)方案中，基色信號R、G和B的此例被標(biāo)準(zhǔn)化為0.3∶0.59∶0.11。這意味著亮度(Y)可用下式表達(dá)出來Y＝0.3R+0.59G+0.11B……(1)在實踐中，互補(bǔ)色濾色器被設(shè)計成用來產(chǎn)生具有接近上述比例的一亮度信號，而濾色器的亮度重現(xiàn)性或保真度在該亮度信號接近方程式(1)的精確比例值時達(dá)到最佳程度。
作為第二個條件，在互補(bǔ)色彩色電視攝影機(jī)中，基色信號R、G和B通過從攝象器件中獲得的多個互補(bǔ)色信號矩陣化而獲得的，然而，如果對于互補(bǔ)色信號的該多個攝象器件的感光度有變化時，則折疊畸變可能與亮度信號混合起來。折疊畸變就是信號采樣技術(shù)領(lǐng)域：
中已知的所謂折疊噪聲。
例如，在具有用以傳輸通過基色信號R、G和B的Y和C互補(bǔ)色濾色器以及白色濾色器(W)的互補(bǔ)色彩色電視攝影機(jī)中，如果基色信號B、R和G是通過對從一攝象器件中所獲得的互補(bǔ)色信號W、YE和GY的基礎(chǔ)上執(zhí)行由下列方程式的運算而獲得的，則如圖1a所示在一個象素周期1T期間，W、YE和CY互補(bǔ)色信號被采樣。這也被下面方程式所示出W-YE＝(R+G+B)-(R+G)＝B……(2)W-CY＝(R+G+B)-(B+G)＝R……(3)Y+CY-W＝(R+G)+(B+G)-(R+G+B)＝G……(4)在這樣情況下，每一個互補(bǔ)色信號W、YE和CY的周期是用于順次地采樣互補(bǔ)色信號W、YE和CY所用的采樣頻率的三倍。更具體地說，W、Y和C是通過具有一第一頻率的采樣信號順次地被采樣，使得獲得的每一個輸出信號W、YE和CY具有等于第一采樣頻率的三分之一的頻率。這樣，每一個獲得的輸出W、YE和CY具有比具有第一頻率的采樣信號的周期長三倍的周期。
因此，如圖2中所示，在從攝象器件的圖象輸出信號的信號分量中，互補(bǔ)色信號W、YE和CY分量是在對應(yīng)于一空間頻率軸f上采樣頻率fs的一位置上產(chǎn)生的而彼此相互間具有120°的相應(yīng)位相差的互補(bǔ)色信號W、Y和C分量也分別在fs/3和2fs/3的位置上產(chǎn)生的。另外也產(chǎn)生具有采樣位置1/(3fs)和2/(3fs)作為中心的較低和較高的邊帶調(diào)制信號分量LB1和UB1，及LB2和UB2。
具有一頻率fs/3的互補(bǔ)色信號W、YE和CY分量的較低邊帶調(diào)制信號LB1可能被折返回送以便到達(dá)基帶亮度信號分量Y處，并可在亮度信號分量Y的相對來說高頻率范圍內(nèi)變成混合。這種折返回送和混合按照所謂的折疊畸變造成圖象品質(zhì)的降低，例如，在一再現(xiàn)的圖象中出現(xiàn)條紋圖案，即所謂的折疊畸變。
就第三個條件而論，在一傳統(tǒng)的互補(bǔ)色彩色電視攝影機(jī)中進(jìn)行適宜的信號處理，使得R、G和B基色信號通過執(zhí)行上面描述的利用方程式(2)至(4)及互補(bǔ)色信號W、YE和CY的轉(zhuǎn)換運算而被形成，而亮度信號Y則通過按方程式(2)所設(shè)定的比例混合基色信號被形成。盡管如此，當(dāng)執(zhí)行這兩種運算時，不可避免地會發(fā)生噪聲混入，而更成問題的是，這噪聲可能在遍及亮度信號Y的整個頻率范圍被混合。
互補(bǔ)色信號的電平平衡和亮度信號Y的亮度重現(xiàn)性被組成攝象器件的多個元件中的每一個元件的光譜感光度及被轉(zhuǎn)換互補(bǔ)色信號或基色信號期間的彩色編碼所確定的。
如上所述，在傳統(tǒng)的互補(bǔ)色彩色電視攝影機(jī)中，從攝象器中獲得的互補(bǔ)色信號在不理會它們相應(yīng)的頻率下同時被處理。因此，當(dāng)希望將亮度信號的特性加以改變以滿足特殊目的時，由于參數(shù)的靈活變動性差而不可能形成具有那種性能的亮度信號。
在傳統(tǒng)的互補(bǔ)色彩色電視攝影機(jī)中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在有效地限制折疊信號和噪聲的同時，通過控制互補(bǔ)色信號的電平平衡而維持良好的亮度重現(xiàn)性是困難的。
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供能形成一具有在互補(bǔ)色信號的基礎(chǔ)上具有改進(jìn)特性的亮度信號的一亮度信號形成電路，該電路能消除在早先提出的系統(tǒng)中所固有的上述缺陷。
本發(fā)明的另一個目的在于提供能選擇良好的亮度重現(xiàn)性或降低噪聲的一亮度信號形成電路。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一能夠通過有效地限制折疊畸變而具有高的圖象品質(zhì)的亮度信號的一亮度信號形成電路。
本發(fā)明的又再一個目的在于提供一能夠在有效地降低噪聲的同時，維持良好的亮度重現(xiàn)性以可靠地保持互補(bǔ)色信號的良好的電平平衡的一亮度信號形成電路。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一亮度信號形成電路，在該電路中，形成亮度信號的彩色分量的混合比例提供良好的亮度重現(xiàn)性，且在該電路中，可按照入射在攝影機(jī)上的圖象的光的量來控制一低噪聲亮度信號。
按照本發(fā)明的一個方面，一組合亮度信號被產(chǎn)生于一互補(bǔ)色彩色圖象攝影機(jī)中，在該攝影機(jī)中疊象混合或干擾的問題均已被處理，且該攝影機(jī)本身具有較低的噪聲級。在產(chǎn)生這種組合亮度信號時，利用一對被攝影機(jī)所探測的圖象的色溫敏感的感光度校正電路，對互補(bǔ)色信號進(jìn)行電平平衡。與此同時，白色平衡基色信號則利用原互補(bǔ)色信號和一個被探測的圖象的色溫敏感的增益控制電路而產(chǎn)生的。然后這些白色平衡基色信號按照所采用的具體的電視方案標(biāo)準(zhǔn)即NTSC制或PAL制等而確定的特定比例進(jìn)行混合。
電平平衡互補(bǔ)色信號被相加并被饋送通過一高通濾波器，該高通濾波器有一基于用以導(dǎo)出色彩數(shù)據(jù)資料取樣頻率的截止頻率，而被混合的白色平衡基色信號則被饋送通過具有與該高通濾波器的截止頻率相同截止頻率的低通濾波器。這兩濾波器的輸出被相加以形成無疊象干擾和低噪聲的組合亮度信號。
按照本發(fā)明的另一個方面，被混合的白色平衡基色信號是按比例地與基于攝象器件產(chǎn)生的原始圖象信號的電平的電平平衡互補(bǔ)色信號相結(jié)合。這個圖象信號電平由通常在攝象器件的信號路徑中所采用的一自動增益控制電路導(dǎo)出。
本發(fā)明也設(shè)想提供由電平平衡互補(bǔ)色信號和白色平衡基色信號導(dǎo)出的組合亮度信號，該兩信號由通常采用一單個色溫校正電路響應(yīng)所探測的圖象色彩溫度而導(dǎo)出的。
本發(fā)明的上述及其它目的、特色和優(yōu)點在下面有關(guān)結(jié)合附圖對本發(fā)明的說明實施例的詳細(xì)敘述進(jìn)行閱讀后，將會變得明顯，在詳細(xì)描述中相同的標(biāo)號表示著相同或類似的元件。
圖1是信號波形的圖示在解釋電視攝影機(jī)的亮度信號處理電路中的問題時非常有用;
圖2是用于解釋傳統(tǒng)的亮度信號處理電路中的問題時非常有用的特性曲線的圖示;
圖3為以方框圖形式表示的一按照本發(fā)明的亮度信號形成電路的實施例的圖示;
圖4是一亮度信號的特性曲線的圖示;
圖5為以方框圖形式表示的另一按照本發(fā)明的亮度信號形成電路的實施例的圖示;
圖6為以方框圖形式表示的又一個按照本發(fā)明的亮度信號形成電路的實施例的圖示;
圖7為以方框圖形式表示的再一按照本發(fā)明的亮度信號形成電路的實施例的圖示。
在圖3中，一圖象信號形成電路1具有包括一攝象器3的一電視攝影機(jī)2，該攝象器件可由具有互補(bǔ)色濾色器的電荷耦合器件(CCD)元件構(gòu)成。由攝象器件3的輸出被一圖象信號輸出電路4整形，利用一自動增益控制電路(AGC)10進(jìn)行增益控制，并提供到彩色分量分離器5。彩色分量分離器5將從總的圖象信號里分離出三個選擇的互補(bǔ)色信號W、YE1和CY1，并將該三個信號送至一感光度校正電路6。感光度校正電路6校正攝象器件3的感光度的變化，它包括著構(gòu)成增益控制電路7的可變增益放大器7W、7YE和7CY，7W、7YE和7CY分別接收互補(bǔ)色信號W1、YE1和CY1?；パa(bǔ)色信號W1、YE1和CY1的振幅被可變增益放大器7W、7YE和7CY在響應(yīng)源自一色彩溫度校正電路8的校正信號CW、CYE和CCY時分別調(diào)整。色溫校正電路8包括校正信號發(fā)生器8W、8YE和8CY，該校正信號發(fā)生器可包含按照色溫探測信號CTE自動地調(diào)整的可變電阻，該色溫探測信號CTE是由結(jié)合在電視攝影機(jī)2中的色溫探測器9所產(chǎn)生的。
這樣，通過利用感光度校正電路6，從彩色分量分離器5輸出的互補(bǔ)色信號W1、YE1和CY1的相應(yīng)電平被調(diào)整到一預(yù)定電平CR0，從而向一開關(guān)型信號加法器11提供電平平衡互補(bǔ)色信號W2、YE2和CY2。
這電平平衡操作在圖1中用圖示表示，從該圖中可以看到信號W按一選擇量被電平移位以在該預(yù)定電平CR0上產(chǎn)生信號W2。與此相同，彩色信號YE1和CY1也分別按相應(yīng)的選擇量被電平移動以響應(yīng)從色溫探測器9來的信號CTE并將它們也帶到預(yù)定電平CR0上。
信號加法器11執(zhí)行開關(guān)操作，以便在適當(dāng)?shù)挠嫊r下為獲得互補(bǔ)色信號W、YE和CY而順次地選擇互補(bǔ)色信號W2、YE2和CY2，從而獲得通過順次地并重復(fù)地輸出電平平衡互補(bǔ)色信號W2、YE2和CY2而形成的第一亮度信號Y1。然后這第一亮度信號Y1被饋送通過一高通濾波器12。在一預(yù)定的計時下控制若干個電路的操作的計時控制電路24只是概略地示出，因為這控制電路的細(xì)節(jié)并不構(gòu)成本發(fā)明的任何部分，并在任何情況下，對圖象攝影機(jī)技術(shù)領(lǐng)域：
中的普通技術(shù)人員來說是公知的。
同時，從彩色分量分離器5中獲得的互補(bǔ)色信號W1、YE1和CY1也被提供到一基色信號轉(zhuǎn)換器15中?；盘栟D(zhuǎn)換器15由一矩陣電路組成的，并提供基于方程式(2)至(4)的轉(zhuǎn)換而獲得的基色信號R1、G1和B1。該基色信號被饋送到白色平衡電路16，白色平衡電路16包括一由可變增益放大器17R、17G和17B構(gòu)成的增益控制電路17，17R和17G和17B分別接收基色信號R1、G1和B1和分別利用從校正信號發(fā)生器18R、18G和18B獲得的校正信號CR、CG和CB來調(diào)整該基色信號的振幅。色溫校正電路18包括校正信號發(fā)生器18R、18G和18B，它們接收從電視攝影機(jī)2中的色溫探測器9來的色溫探測信號CTE并在響應(yīng)色溫探測信號CTE的變化時動作以自動地改變校正信號CR、CG和CB的電平?；盘朢、G和B各自的振幅彼此相對而言按照色溫被在增益控制電路17中的可變增益放大器17R、17G和17B自動地調(diào)整，使得當(dāng)色溫變化時，白色平衡電路16將各個具有受控色溫的白色平衡基色色度信號R2、G2和B2提供到信號混合器19。信號混合器19按照前面方程式(1)所設(shè)定的比例混合該白色平衡的基色色度信號R2、G2和B2，以便產(chǎn)生第二亮度信號Y2，Y2被饋送到一低通濾波器20。
從圖3中可知，第一亮度信號Y1可用下面方程式表示Y1＝W2+YE2+CY2……(5)其中信號Y1所具的一信息是由電平平衡互補(bǔ)色信號W2、YE2和CY2相加而得。這些信號在較高頻率范圍內(nèi)的分量，譬如被高通濾波器12的截止頻率所確定的分量，可能包含500千赫或以上的信號分量，這些分量被高通濾波器12所選取并作為信號Y1H而提供到一信號加法器25上去。
由上述方程式(5)表示的電路運算而獲得的結(jié)果當(dāng)它們是用如下一般方程式(6)表示時等于由方程式(2)至(4)所給出的基色信號R、G和B以2∶3∶2的比例相加所獲得的結(jié)果
Y1＝W+Y+C＝(R+G+B)+(R+G)+(B+G)＝2R+3G+2B ……(6)當(dāng)將方程式(6)中的亮度信號Y1與方程式(1)中的亮度信號Y相比較時，很顯然，該兩信號包括基本上在相同比例下的基色信號R、G和B。雖然從數(shù)學(xué)上，0.3R+0.59G+0.11B與2R+3G+2B確實是相當(dāng)不同的，但這兩比例產(chǎn)生實用結(jié)果彼此間是非常接近的，因為G分量在兩個比例中是主導(dǎo)的或者說是最高的。
因此，在高通濾波器12的輸出的一高頻率范圍第一亮度信號Y1H在實際上是相等于將亮度信Y的信號分量的電平平衡互補(bǔ)色信號W2、YE2和CY2的頻率范圍在500千赫茲以上的每個信號分量混合在一起而可能獲得的結(jié)果。所希望的結(jié)果僅使用一個高通濾波器而獲得。
如參照圖2所敘述，在帶有上面信息的亮度信號Y1中，每個具有空間頻率等于采樣頻率fs的1/3的互補(bǔ)色信號W、YE和CY的電平是彼此相等的并具有120°的相互位相差，使得它們彼此相互抵消。因此，其結(jié)果是與在其中的較低邊帶分量LB1和較高邊帶分量UB1(圖2)被限制或抑制的那種情況是相等的。
因此，亮度信號Y1H是從由頻率高于該高通濾波器12的截止頻率(f截止＝500千赫茲)為基礎(chǔ)的具有空間頻率等于采樣頻率1/3的混合亮度信號Y1(WZ+YE2+CY2)中有效地移去折疊信號而形成的，從而有效地防止了產(chǎn)生折疊畸變的可能性，并獲得一低噪聲亮度信號，該折疊畸變會導(dǎo)致在重現(xiàn)的圖象上產(chǎn)生條紋圖案。
從混合器19獲得的第二亮度信號Y2通過將白色平衡基色信號R2、G2和B2以如由NTSC標(biāo)準(zhǔn)電視信號所確定的基色色度信號R、G和B的比例即0.3∶0.59∶0.11相加或混合而形成的，如敘述相應(yīng)的方程式(1)的相同方式由下列方程式給出。
Y2＝0.3R2+0.59G2+0.11B2……(7)因此，從混合器19獲得第二亮度信號Y2相對于上面敘述的第一個條件的第一亮度信號Y1比具有更好的重現(xiàn)圖象的亮度重現(xiàn)性和保真度，但如相對于上面敘述的第三個條件比則具有較大的噪聲量。
在較低頻率范圍內(nèi)的第二亮度信號Y2的信號分量被低通濾波器20所選取并提供成一低頻范圍第二亮度信號Y2L。
低通濾波器20的截止頻率f截止選擇成與高通濾波器12的截止頻率(f截止＝500千赫茲)相同。這樣，具有良好亮度重現(xiàn)性的亮度信號Y2L可如圖4中所示形成為頻率低于低通濾波器20的截止頻率的信號分量。換句話說，可獲得相應(yīng)于在屏幕上具有較大面積的一圖象的具有良好重現(xiàn)性的亮度信號。
加法器25將第一亮度信號Y1H和第二亮度信號Y2L相加，并將相加了的輸出信號作為組合亮度信號YL+H輸出給圖象信號輸出電路31。
以白色平衡基色信號R2、G2和B2為基礎(chǔ)，已被一色差信號轉(zhuǎn)換器31轉(zhuǎn)換的色差信號R-Y和B-Y也被提供到圖象信號輸出電路31上。經(jīng)將一預(yù)定同步信號加到該色差信號后，一輸出圖象信號VD作為圖象信號形成電路1的輸出被饋送出。
按照圖3的實施例，在互補(bǔ)色信號W、YE和CY的基礎(chǔ)上形成的亮度信號之中，在高頻范圍內(nèi)形成的亮度信號有信號分量Y1H，在該信號分量中折疊信號分量可以被混合，且此信號分量Y1H是受控的，使得互補(bǔ)色信號W、YE和CY被電平平衡。這樣，可有效地避免由折疊信號引起的圖象品質(zhì)的降低。此外，在降低頻率范圍內(nèi)的亮度信號YL+H的信號分量Y2L是通過按照在標(biāo)準(zhǔn)電視方案中確定的比例混合基色信號R、G和B而形成為具有良好的亮度重現(xiàn)性的亮度信號，在此實例中該標(biāo)準(zhǔn)電視方案為NTSC系統(tǒng)。
圖5示出本發(fā)明的第二實施例，在其中相同的標(biāo)號表示如圖3實施例中的相同部件。在此第二實施例中，除包括了圖3實施例的電路，還增加了包含可變增益放大器13和14和一倒相器21和一加法器22的混合比例控制電路23。由開關(guān)一加法器11產(chǎn)生的第一互補(bǔ)色亮度信號Y1再次被提供到高通濾波器12，然而，這信號也被饋送到可變增益放大器13上的。由混合器19產(chǎn)生的第二亮度信號Y2只直接被饋送到可變增益放大器14。
可變增益放大器13的增益被從一自動增益控制電路(AGC)10獲得的一增益控制信號AGC所控制。該增益控制信號也被用于控制由攝象器件3所產(chǎn)生的圖象信號的增益?？勺冊鲆娣糯笃?4的增益是由利用倒相器21通過將AGC信號倒相而形成的一信號來控制的，使得可變增益放大器14是被一在方向上的變化是與可變增益放大器13的控制方向相反的控制信號所控制。由可變增益放大器13和14的輸出通過加法器22而相加，相加了的輸出被饋送通過低通濾波器20因為AGC信號按照入射在攝影機(jī)2上的光的量而變化，混合比例控制電路23響應(yīng)入射在攝影機(jī)上的光的量而進(jìn)行操作以控制兩亮度信號Y1和Y2之間的混合比例。
按照入射在攝影機(jī)上的光的量的比例來混合亮度信號Y1和Y2而獲得的一組合亮度信號，接著被饋送到低通濾波器20，使得在較低頻率范圍內(nèi)的亮度信號的一信號分量被選取并作為一第三亮度信號Y3L被提供到信號加法器25上。
因此，當(dāng)由混合比例控制電路23選擇的亮度信號Y2的分量的量是大于在低于低通濾波器20的截止頻率f截止的頻率范圍的亮度信號Y1的分量的量時，可獲得具有良好亮度重現(xiàn)性的一亮度信號Y3L。換句話說，相應(yīng)于在屏幕上具有較大面積的圖象的具有良好重現(xiàn)性的一亮度信號可被獲得。
當(dāng)由混合比例控制電路23選擇的亮度信號Y1的分量的量是大于亮度信號Y2的分量的量時，可獲得低噪聲亮度信號Y3L。在這種情況下，當(dāng)一物體具有很低的照明度而入射在攝影機(jī)上的光的量是非常小時，信號Y3L是非常有效的。
信號加法器25將第一亮度信號Y1H和第三亮度信號Y3L相加，相加的和的輸出作為組合亮度信號YL+H而提供到圖象信號輸出電路31。
按照圖5的實施例，具有良好亮度重現(xiàn)性的低噪聲第一亮度信號Y1和第二亮度信號Y2之間的混合比例是由一在混合比例控制電路23中的控制信號諸如AGC信號所控制，使得能按照特定的光條件的要求選擇一或多于一個或其它亮度信號。
從互補(bǔ)色信號W、YE和CY導(dǎo)出的亮度信號之中，在高頻范圍內(nèi)的亮度信號的信號分量Y1H，該信號分量Y1H可能有折疊信號分量混合于該信號分量中，該信號分量Y1H是受控的，以致互補(bǔ)色信號W、Y和C被電平平衡，從而避免由于折疊信號所造成的重現(xiàn)圖象品質(zhì)的降級。
在較低頻率范圍內(nèi)的亮度信號YL+H的信號分量Y3L可通過將電平平衡亮度信號Y1與亮度信號Y2按照入射光的量(AGC)確定一混合比例所混合，其中信號Y2是由按標(biāo)準(zhǔn)電視方案(NTSC)確定的比例混合基色信號R、G和B所形成的以具有良好的亮度重現(xiàn)性。
這樣，總的來說，利用互補(bǔ)色信號可以獲得具有比用傳統(tǒng)方式形成的亮度信號的性能更好的亮度信號。
須理解，混合比例控制電路23可按照AGC信號的閾值形成如一開關(guān)控制電路，用以轉(zhuǎn)換選擇亮度信號Y1或Y2中的一個或另一個。
圖6為本發(fā)明的第三個實施例，其中如圖3中的相同標(biāo)號表示相同部件。這第三實施例提供一第一組校正信號CR、CG和CB及一第二組校正信號CW、CYE和CCY分別被提供給白色平衡電路16的增益控制電路17及提供給感光度校正電路6的增益控制電路7。更具體地說，在圖6中一對于色溫探測信號CTE有響應(yīng)的色溫校正電路35被感光度校正電路6及白色平衡電路16兩者所共同利用。從色溫校正電路35中的校正信號發(fā)生器35A、35B和35C獲得的第一組校正信號CR、CG和CB被作為校正信號直接用于白色平衡電路16中的增益控制電路17。此外，第一組校正信號CR、CG和CB被饋送到一校正信號運算電路36，在此電路中進(jìn)行一預(yù)定的轉(zhuǎn)換運算，從而形成饋送到感光度校正電路6中的增益控制電路7的第二組校正信號CW、CYE和CCY。
更具體地說，若假定白色平衡基色信號R、G和B是在增益控制電路17中利用校正信號CR、CG和CB而獲得，如下列方程式所示｜R2｜＝｜G2｜＝｜B2｜＝K……(8)則校正信號運算電路36是以下述關(guān)系為基礎(chǔ)被配置以產(chǎn)生為獲取具有相同電平的電平平衡互補(bǔ)色信號W2、YE2和CY2所需要的校正信號CW、CYE和CCY，可由下式表示，即從增益控制電路7的彩色分量分離器5供應(yīng)的互補(bǔ)色信號W1、YE1和CY1為基礎(chǔ)的下列方程式所表示｜W2｜＝｜YE2｜＝｜CY2｜＝CR0……(9)為了從彩色分量分離器5所提供的互補(bǔ)色信號W1、YE1和CY1形成白色平衡基色信號R2、G2和B2，在白色平衡電路16中的增益控制電路17和基色信號轉(zhuǎn)換器15被配置成執(zhí)行下列計數(shù)
其中GR、GG和GB為待提供到增益控制電路17中的基色色度信號R、G和B上的相應(yīng)的白色平衡控制增益，而MATRIX為一表示在基色信號轉(zhuǎn)換器15中轉(zhuǎn)換互補(bǔ)色信號W1、YE1和CY1成為基色信號R1、G1和B1的運算表達(dá)式。
可將方程式(10)轉(zhuǎn)換，以便按下列形式表達(dá)互補(bǔ)色信號W1、YE1和CY1
由于在白色平衡條件中，方程式(8)可在方程式(11)中確證，將方程式(8)代入方程式(11)中獲得如下式表示的互補(bǔ)色信號W1、YE1和CCY1｜W1｜＝K(a11/GR+a12/GG+a13/Gb) …(12)｜YE1｜＝K(a21/GR+a22/GG+a23/Gb) …(13)｜CY1｜＝K(a31/GR+a32/GG+a33/GB) …(14)其中aij(i＝1，2，3和j＝1，2，3)為一逆矩陣〔MAT〕-1的元素。
可以獲得每個互補(bǔ)色信號W1、YE1和CY1的增益，以便采用在方程式(12)至(14)中以相同的電平CR0設(shè)定互補(bǔ)色信號W1、YE1和CY1來建立方程式(a)，如下式所示
GW＝M/｜W1｜＝M/K(a11/GR+a12/GG+a13/GB) …(15)GYE＝M/｜YE1｜＝M/K(a21/GR+a22/GG+a23/GB) …(16)GCY＝M/｜CY1｜＝M/K(a31/GR+a32/GG+a33/GB) …(17)由于方程式(15)至(17)表示白色平衡所需增益與電平平衡所需增益之間的關(guān)系，白色平衡的增益K是根據(jù)所提供的校正信號CR、CG和CB所獲得的以便在建立方程式(8)中建立白色平衡的。如果具有一電平與根據(jù)將增益K代入到方程式(15)至(17)中的預(yù)定電平平衡的電平CR0相一致的互補(bǔ)色信號W2、YE2和CY2是通過在校正信號運算電路36的運算而獲得時，用于獲得電平平衡互補(bǔ)色色度信號W2、YE2和CY2所需的校正信號CW、CYE和CCY的電壓值可在電平平衡狀態(tài)下獲得。
如果增益控制電路17是由通過如此獲得校正信號CR、CG和CB控制時，可獲得白色平基色色度信號R2、G2和B2。如果增益控制電路7是由校正信號CW、CYE和CCY控制時，可獲得電平平衡互補(bǔ)色色度信號W2、YE2和CY2。
在圖6的實施例中，形成校正信號的總的電路利用一單個色溫校正電路35而進(jìn)一步簡化，該色溫校正電路35被用以共同獲得校正信號CW，CYE和CCY以形成電平平衡互補(bǔ)色信號W、YE和CY及用于形成白色平衡基色信號R、G和B。
圖7示出一按照本發(fā)明的第四個實施例，其中如在圖3、5和6中相同的標(biāo)號表示相同的部件。圖7的實施例是通過將圖5的實施例的混合比例控制電路23加入到圖6所示的實施例中所構(gòu)成的。這樣，該單個色溫校正電路35是被用來獲取電平平衡互補(bǔ)色信號以及白色平衡基色信號這兩者，并將這兩者的亮度信號按比例地合并，以便在響應(yīng)從自動增益控制電路10來的以AGC信號表示的圖象信號的電平時形成輸入到低通濾波器20的輸入信號。
雖然上述實施例被安排使得在互補(bǔ)色信號W、YE和CY被增益控制電路7電平平衡后，其合成信號被開關(guān)電路11所轉(zhuǎn)換和相加，但可利用一加法電路來代替開關(guān)電路11，以便通過信號的相加去混合信號。
此外，電視攝影機(jī)2應(yīng)用W、YE和CY互補(bǔ)色濾色器在上述面敘述的實施例中已敘述過，這類互補(bǔ)色濾色器并不僅限于這種配置，其它各種濾色器的安排亦可被采用。
在有關(guān)圖6和圖7所敘述的實施例中，雖然校正信號CW、CYE和CCY是在校正信號CR、CG和CB的基礎(chǔ)上被計算的，但是也可由色溫校正電路35所產(chǎn)生的校正信號CW、CYE和CCY為基礎(chǔ)計算校正信號CR、CG而獲得相同的效果。
以上所述是以一個本發(fā)明的優(yōu)先實施例而給出的，但對于此技術(shù)領(lǐng)域：
內(nèi)的技術(shù)人員來說許多修改和變化在不離開本發(fā)明的新穎概念的精神和范圍內(nèi)是可以被實現(xiàn)的，它們由附上的權(quán)利要求
書所限定。
權(quán)利要求
1.在一具有互補(bǔ)色濾色器的電視攝影機(jī)中的一亮度信號形成電路，其特征在于，該電路包括用于通過混合從該電視攝影機(jī)的輸出中分離成的多個互補(bǔ)色信號而產(chǎn)生第一亮度信號的第一裝置；用于通過以一預(yù)定比例將與基于所述的多個互補(bǔ)色信號對應(yīng)的多個基色信號相混合而形成第二亮度信號的第二裝置，及用于合并所述第一和第二亮度信號并形成一組合亮度輸出信號的信號合并裝置。
2.按照權(quán)利要求
1所述的電路，其特征在于所述第一裝置包含電平平衡裝置，用以將所述多個互補(bǔ)色信號基本上設(shè)定在相同的電平上，及用于將所述具有基本上相同電平的多個互補(bǔ)色信號混合成為一單個電平平衡互補(bǔ)色信號的裝置，而所述第二裝置包含白色平衡裝置，用于獲取多個白色平衡基色信號，及用于將所述多個白色平衡基色信號以預(yù)定比例混合的裝置。
3.按照權(quán)利要求
2所述的電路，其特征在于進(jìn)一步包含用于探測被該攝影機(jī)所探測到的圖象的色溫的裝置，及在該電路中所述第一裝置包括響應(yīng)于一被探測的圖象色溫的第一色溫校正裝置用以導(dǎo)致所述電平平衡裝置利用一從所述第一色溫校正電路獲得的第一校正信號來執(zhí)行信號處理。
4.按照權(quán)利要求
2所述的電路，其特征在于進(jìn)一步包含用于探測被該攝影機(jī)所探測到的圖象的色溫的裝置，及在該電路中所述第二裝置包括響應(yīng)于一被探測的圖象色溫的第二色溫校正裝置用以導(dǎo)致所述白色平衡裝置利用一從所述第二色溫校正電路獲得的第二校正信號來執(zhí)行信號處理。
5.按照權(quán)利要求
2所述的電路，其特征在于進(jìn)一步包含用于探測被該攝影機(jī)所探測的圖象的色溫的裝置，及響應(yīng)于所述被探測的圖象色溫的色溫校正裝置用以導(dǎo)致所述白色平衡裝置和所述電平平衡裝置之一在響應(yīng)第一色溫校正信號時執(zhí)行信號處理，及用于由所述第一色溫校正信號產(chǎn)生一第二色溫校正信號的裝置，所述第二色溫校正信號被饋送到另外的所述白色平衡裝置和所述第二電平平衡裝置處。
6.按照權(quán)利要求
1所述的電路，其特征在于其中所述信號合并裝置的信號合并比例是受控的。
7.按照權(quán)利要求
6所述的電路，其特征在于其中所述信號合并比例被響應(yīng)入射在攝影機(jī)上的光的量所控制。
8.按照權(quán)利要求
6所述的電路，其特征在于其中所述信號合并比例被從一在該攝影機(jī)中的自動增益控制電路獲得的-AGC信號所控制。
9.一用于互補(bǔ)色濾色器電視攝影機(jī)的亮度信號形成電路，其特征在于該電路包含電平平衡外理裝置，用于通過混合從該電視攝影機(jī)的輸出中分離成的多個互補(bǔ)色信號并經(jīng)設(shè)定所述多個互補(bǔ)色信號在一基本上相同的電平后獲取一第一亮度信號;白色平衡處理裝置，用于通過以一預(yù)定比例將從所述多個互補(bǔ)色信號獲得的多個基色信號混合、經(jīng)白色平衡所述多個基色信號后獲取一第二亮度信號;用于從所述第一亮度信號中選取高頻分量的裝置;用于從所述第二亮度信號中選取高低頻分量的裝置;及用于將所述高頻分量和所述低頻分量混合以產(chǎn)生組合亮度信號的混合裝置。
10.按照權(quán)利要求
9所述的電路，其特征在于該電路進(jìn)一步包含第一色溫校正裝置，采用從響應(yīng)于由該攝影機(jī)探測的圖象的色溫的第一色溫校正電路獲得的一第一校正信號來引發(fā)所述白色平衡處理裝置去執(zhí)行信號處理。
11.按照權(quán)利要求
9所述的電路，其特征在于該電路進(jìn)一步包含第二色溫校正裝置，用于利用響應(yīng)由該攝影機(jī)探測的圖象的色溫時從一第二色溫校正電路獲得的一第二校正信號來引發(fā)所述電平平衡處理裝置去執(zhí)行信號處理。
12.按照權(quán)利要求
9所述的電路，其特征在于該電路進(jìn)一步包含色溫校正裝置，用于引發(fā)所述白色平衡處理裝置和所述電平平衡處理裝置之一利用一第一色溫校正信號，去執(zhí)行信號處理，及一校正信號計算電路，用于計算一第二色溫校正信號，以引發(fā)所述另外的白色平衡處理裝置和所述電平平衡處理裝置去執(zhí)行信號處理。
13.按照權(quán)利要求
9所述的電路，其特征在于其中所述混合裝置的混合比例是受控的。
14.按照權(quán)利要求
13所述的電路，其特征在于其中所述混合比例按照入射在攝影機(jī)上的光的量而受控的。
15.按照權(quán)利要求
13所述的電路，其特征在于其中所述混合比例通過響應(yīng)入射到攝影機(jī)上的被探測圖象光的量而受從一自動增益電路獲得的-AGC信號所控制。
16.一亮度信號形成電路，其特征在于該電路包括一具有互補(bǔ)色濾色的電視攝影機(jī);電平平衡處理裝置，用于通過混合從該電視攝影機(jī)的輸出中分離成的多個互補(bǔ)色信號、經(jīng)設(shè)定所述多個互補(bǔ)色信號在基本上相同的電平以作電平平衡后獲取一第一亮度信號;白色平衡處理裝置，用于通過混合在所述多個互補(bǔ)色信號的基礎(chǔ)上以一預(yù)定比例獲得的多個基色信號，經(jīng)白色平衡所述基色色度信號后獲得一第二亮度信號;用于將所述第一亮度信號和第二亮度信號混合并產(chǎn)生一第三亮度信號的混合裝置;用于從所述第一亮度信號選取高頻范圍分量的裝置;及用于將所述高頻范圍分量和低頻范圍分量混合以產(chǎn)生一組合亮度信號的混合裝置。
17.按照權(quán)利要求
16所述的電路，其特征在于該電路進(jìn)一步包含用于探測被該攝影機(jī)所探測到的圖象的色溫的裝置，及在該電路中所述電平平衡處理裝置包括第一色溫校正裝置用于引發(fā)所述電平平衡處理裝置利用從所述第一色溫校正電路獲得的一第一校正信號去執(zhí)行信號處理。
18.按照權(quán)利要求
16所述的電路，其特征在于該電路進(jìn)一步包含第二色溫校正裝置用于引發(fā)所述白色平衡處理裝置利用從所述第二色溫校正電路獲得的一第二校正信號去執(zhí)行信號處理。
19.按照權(quán)利要求
16所述的電路，其特征在于該電路進(jìn)一步包含色溫校正裝置用于引發(fā)至少所述白色平衡處理裝置和所述電平平衡處理裝置之一利用一第一色溫校正信號去執(zhí)行信號處理，及一用于計算第二色溫校正信號以引發(fā)另一所述白色平衡處理裝置和所述電平平衡處理裝置去執(zhí)行信號處理的一校正信號計算電路。
20.按照權(quán)利要求
16所述的電路，其特征在于其中所述混合裝置的混合比例是受控的。
21.按照權(quán)利要求
20所述的電路，其特征在于其中所述混合比例按照入射在該攝影機(jī)上的光的量而受控。
22.按照權(quán)利要求
20所述的電路，其特征在于其中所述混合比例從一自動增益控制電路被響應(yīng)于入射到攝影機(jī)上的光的量而獲得的-AGC信所控制。
專利摘要
一亮度信號由通過混合從一具有互補(bǔ)色濾波器的電視攝影機(jī)獲得的多個互補(bǔ)色信號產(chǎn)生的第一亮度信號和由通過在一預(yù)定比率下混合從多個互補(bǔ)色信號導(dǎo)出的多個基色信號產(chǎn)生的第二亮度信號而形成的，之后將該第一和第二亮度信號混合，使得合成輸出信號形成所需的亮度信號。
文檔編號H04N9/73GK87107031SQ87107031
公開日1988年5月4日 申請日期1987年9月26日
發(fā)明者佐瀨昌利 申請人:索尼公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan