專利名稱：電視攝像機的γ校正裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于單板式電視攝像機的γ校正裝置，所述電視攝像機具有采用補色濾波方法的電荷耦合器件(CCD)攝像裝置。具體地說，本發(fā)明涉及一種位于相關(guān)二次取樣裝置和彩色信號分離電路之間的γ校正電路。
顯像管重顯顏色時，光束不與圖像信號成比例變化。產(chǎn)生圖像信號的電視攝像機應(yīng)考慮顯像管這一特性，并相應(yīng)地反向校正圖像信號顏色重顯的非線性失真，這叫作γ校正。非線性顏色重顯叫作電視攝像機的γ特性。
常規(guī)單板式電視攝像機利用彩色分離電路把由CCD攝像元件產(chǎn)生的彩色行序信號分成基色，然后對這樣分離出來的基色信號進行γ校正。這就是說，各基色信號(紅、綠、藍)和亮度信號需要分別進行γ校正。這樣整個電路變得復(fù)雜了。
尤其是，采用數(shù)字信號處理的電視攝像機的構(gòu)成γ校正電路的元器件的分辨率需高于其它電路。
這里將γ特性表示為
輸出＝(輸入)γ…(1)由方程(1)可知，γ校正電路的輸出是對其輸入的指數(shù)γ的指數(shù)函數(shù)。這就是說，如果輸出信號的分辨率由八位構(gòu)成，則輸入信號的分辨率應(yīng)有十位或更多位。因此，常規(guī)電視攝像機中，γ校正電路應(yīng)該具有分辨率為十位或更多位的元件，這便使得產(chǎn)品的制造成本較高。
因而，為解決上述問題，本發(fā)明的目的就是要提供一種用于簡化電視攝像機系統(tǒng)總的電路結(jié)構(gòu)的γ校正電路。所述電視攝像機系統(tǒng)具有采用補色濾波方法的CCD攝像元件。
為達到上述目的，本發(fā)明提供一種γ校正電路，它包括一亮度信號分離裝置，用于從CCD攝像元件輸出的彩色行序信號中分離出亮度信號；一個第一γ校正器，用于對從亮度信號分離裝置分離出來的亮度信號進行γ校正；一個第二γ校正器，用于對CCD攝像元件輸出的彩色行序信號進行γ校正，一個色差信號分離裝置，用來從由第二γ校正器γ校正的彩色行序信號中分離出γ校正的色差信號；一個混合器，用來混合由第一γ校正器校正的亮度信號和由色差分離裝置分離出的γ校正的色差信號。
根據(jù)本發(fā)明所述的γ校正電路把相關(guān)二次取樣裝置輸出的色度信號分成亮度信號和色差信號，然后對亮度信號和色差信號進行γ校正，再將這兩個信號混合以產(chǎn)生一個γ校正的色度信號。
當與附圖結(jié)合起來時，從本發(fā)明下面的詳細描述中將會更加明顯地看到本發(fā)明的這些及其它目的、特征、方式和優(yōu)點。附圖中

圖1是一γ特性曲線的圖釋；圖2A和2B分別給出相關(guān)二次取樣裝置在γ校正前和后輸出的彩色行序信號的波形圖；圖3是一采用本發(fā)明所述γ校正電路的電視攝像機的框圖；圖4是圖3所示γ校正裝置的一個最佳實施例；圖5是圖4所示γ校正裝置的詳細框圖；圖6A-6G是圖釋出現(xiàn)在圖5所示裝置不同點的信號的波形圖。
圖1給出一表述在方程1中的γ特性曲線，方程1中γ 一般采用0.45左右。
圖2A顯示一個由CCD輸出的彩色行序信號。參考圖2A，彩色行序信號是一連續(xù)信號串S1(S11、S12、…)和S2(S21、S22、…)。其中，S1的值可描述為有以下成分。
S1＝Mg＋Ye或S1＝Y(jié)e＋Cy…(2)相似地，S2的值可描述為有這些成分S2＝G＋Cy或S2＝Cy＋Mg…(3)其中Mg、Ye、G和Cy是與補償濾波器的每個彩色濾波器相應(yīng)的信號成分。
然后，用S1和S2的值如下確定亮度信號(方程4)和色差信號(方程5)
S1＋S2＝(Mg＋Ye)＋(G＋Cy)＝(Ye＋G)＋(Cy＋Mg)＝2R＋2B＋3G…(4)S1－S2＝(Mg＋Ye)－(G＋Cy)＝2R－GS1－S2＝(Ye＋G)－(Cy＋Mg)＝－(2B-G) …(5)如方程(4)和(5)所示；亮度和色差信號可由S1和S2的和或差分開。
圖2B顯示彩色行序信號平均電平的變化，即在根據(jù)圖1所示γ特性對圖2A所示彩色行序信號進行直接補償?shù)那闆r下亮度信號的電平。正如從方程(1)所看到的，γ特性是一非線性指數(shù)函數(shù)的形式，以致于輸入信號相對其平均電平的高、低電平之比不同于輸出信號。這就是說，當彩色行序信號由γ電路直接校正時，校正的彩色行序信號有一個變化的電平，從而方程(4)給出的亮度信號有一個變化的電平。
因此，本發(fā)明的γ校正電路將亮度信號和色差信號從彩色行序信號中分離出來，對每一種信號進行γ校正。
圖3是一采用根據(jù)本發(fā)明所述的γ校正電路的電視攝像機的框圖。圖3所示裝置包括一相關(guān)二次取樣裝置100，用來接收CCD(未給出)輸出的Mg、Ye、G和Cy信號成分，由此產(chǎn)生一彩色行序信號；一個模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器200，用來將相關(guān)二次取樣裝置100的輸出信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式；一個自動增益控制器300，用來自動控制A/D轉(zhuǎn)換器200所輸出信號的增益；一γ校正器400，用于對自動增益控制器300輸出的信號進行γ校正；一個1H延遲器500，其在一個水平掃描周期(1H)中延遲γ校正器400的輸出信號，從而產(chǎn)生一個1H的延遲輸出；一個延遲器600，其將1H延遲器500的輸出信號再延遲1H時間；一個亮度信號處理器700，用于接收γ校正器400的輸出信號和1H延遲器500、600的信號中的一個以產(chǎn)生一個輪廓校正的亮度信號；和一個色度信號處理800，其接收γ校正器400的輸出信號和1H延遲器500、600信號中的一個，相應(yīng)于每個水平掃描行將那些信號組合以產(chǎn)生色度信號。
圖4是圖3所示γ校正器400的實施例的框圖。圖4所示電路包括一個第一γ校正器410，其接收自動增益控制器300輸出的彩色行序信號并由此根據(jù)圖1所示γ特性校正要輸出信號；一個色差信號檢波器420，其從第一γ校正器410所輸出信號中檢出色差信號；一個亮度信號檢波器430，用于檢測自動增益控制器300所輸出信號中的亮度信號；一個第二γ校正器440，用于接收亮度信號檢波器430所輸出的亮度信號、從而根據(jù)圖1所示γ特性按與第一γ校正器410相同的方式校正所要輸出的信號；一個混合器450，用于混合色差信號檢波器的輸出信號和第二γ校正器440的輸出信號并由此產(chǎn)生一γ校正的彩色行序信號。
圖5是圖4所示裝置的詳細電路的框圖。參考圖5，色差信號檢波器420包括第一定時器421和一個減法器422。第一定時器421用于控制第一γ校正器410所輸出彩色行序信號中的信號S1和S2(圖2)的計時，信號S1和S2的電平應(yīng)互相比較。減法器422用于比較第一定時器421輸出的信號以由此產(chǎn)生作為色差信號的比較輸出。
第一定時器421具有對圖2中S1電平信號采樣保持的第一和第三采樣保持器4211和4213，信號S1由第一γ校正器410分別根據(jù)預(yù)定的時鐘信號CLK1和CLK2輸出。第一定時器還有一個第二采樣保持器4212，用來根據(jù)預(yù)定的時鐘信號CLK2采樣和保持圖2的S2電平信號。
圖4所示亮度信號檢波器430包括一個第二定時器431、加法器432和1/2乘法器433。第二定時器431按與第一定時器421相同的方式對第一γ校正器410輸出的信號進行定時控制。加法器432和1/2乘法器433用來檢測第二定時器431所輸出信號的平均值。
第二定時器431包括第四和第六采樣保持器件4311和4313以及一個第五采樣保持器件4312。第四和第六采樣保持件4311和4313分別根據(jù)預(yù)定的時鐘信號CLK1和CLK2、按與第一定時器421的第一和第三采樣保持器件4211和4213相同的方式對輸入彩色行序信號中的S1電平信號進行采樣和保持。第五采樣保持器件4312對S2電平信號按預(yù)定時鐘CKL2進行采樣和保持。
圖6A到6G是圖5所示電路不同點呈現(xiàn)的信號的波形圖。其中，圖6A是第一γ校正器410所輸出信號的時序圖，圖6B是第一采樣保持器件4211所輸出信號的時序圖；圖6C是第三采樣保持件4213所輸出信號的時序圖；圖6D是第二采樣保持器件4212所輸出信號的時序圖；圖6E是減法器4221所輸出信號的時序圖；圖6F是第一時鐘信號(CLK1)的波形圖；圖6G是第二時鐘信號(CLK2)的波形圖。
這里，將參考圖3到圖6描述本發(fā)明的工作原理。
自動增益控制器300輸出的彩色行序信號輸入到第一γ校正器410(圖4)和亮度信號檢波器430(圖4)中。第一γ校正器410按圖1所示γ特性對輸入的彩色行序信號進行γ校正，從而輸出γ校正信號到色差信號檢波器420。色差信號檢波器從第一γ校正器410提供的彩色行序信號中分離出色差信號(如圖6E)，將其輸出。
第一定時器421的第一和第二采樣保持器件4211、4212接收圖6A所示的γ校正的彩色行序信號。第一采樣保持器件4211與圖6F所示時鐘信號CLK1同步以采樣圖6A的信號的S1部分，產(chǎn)生圖6B所示的采樣信號S1。第二采樣保持器件4212與圖6G所示時鐘信號CLK2同步，從而采樣圖6A的信號的S2部分以產(chǎn)生圖6D所示的采樣信號S2。
第一采樣保持器件4211的信號(圖6B)輸入到第三采樣保持器件4213。第三采樣保持器件4213與加到第二采樣保持器件4212的時鐘信號CLK2同步，從而鎖住第一采樣保持器件4211輸出的圖6B中的信號以產(chǎn)生圖6C所示的延遲信號S1。
第二和第三采樣保持器件4212和4213輸出的信號輸入到減法器422，減法器422從第二采樣保持器件4212的輸出信號中減去第三采樣保持器件4213的輸出信號，從而產(chǎn)生圖6E所示的色差信號。這時，也產(chǎn)生了一個由減法引起的符號位，以致輸出的位數(shù)總共為9位。
另一方面，如果亮度信號檢波器430接收了自動增益控制器300輸出λ信號，它就會通過得到S1和S2的算術(shù)平均值檢測亮度信號。
這就是說，如果亮度信號檢波器接收圖6A所示的由自動增益控制器300輸出的信號，計時便由第四、第五和第六采樣保持器件4311、4312和4313的第二定時器431、按與第一定時器421相同的方式進行控制，從而產(chǎn)生分別示于圖6C和6D的延遲信號S1及采樣的信號S2。第五和第六采樣保持器件4312和4313的輸出信號被傳送到加法器432。
加法器432的累加結(jié)果輸出到位于下個單元的1/2乘法器433。這里，前面累加結(jié)果產(chǎn)生的溢出進位也被傳送到1/2乘法器433。此外1/2乘法器433將其輸入信號衰減3dB并輸出衰減的信號。
1/2乘法器433的輸出信號被送至第二γ校正器440。第二γ校正器440按與第一γ校正器410同樣的方式對亮度信號進行γ校正并由此輸出亮度信號。這里，由于輸出信號是基于八位，所以它還包括不止一位“0”(低電平)，表示一個作為符號位的正數(shù)，從而與色差信號檢波器420的位數(shù)相等，由此輸出到混合器450。
混合器450混合減法器422和第二γ校正器440的輸出信號，從中去除符號位，并由此產(chǎn)生“純γ校正的信號。因此，混合器450的輸出成為一個八位輸出。
如上所述，本發(fā)明對相關(guān)二次取樣裝置輸出的彩色行序信號進行γ校正，以使γ校正電路可建立在一個較簡單的結(jié)構(gòu)中。
此外，本發(fā)明的γ校正電路通過避免顏色分離電路不必要的高分辨率，借助這種γ校正電路降低產(chǎn)品的成本。
在對照其實施例對本發(fā)明進行詳細說明和描述時，本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員將會了解，對這些實施例可以進行形式和細節(jié)的各種變化，但并不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種γ校正裝置，它用于包括一補償濾波型電荷耦合器件(CCD)和一接收CCD產(chǎn)生的信號產(chǎn)生彩色行序信號的相關(guān)二次取樣裝置的電視攝像機，它包括—亮度信號檢波器，用于檢出所述彩色行序信號中的亮度信號；一個第一γ校正器，用于對從所述亮度信號檢波器檢測出的亮度信號進行γ校正；一個第二γ校正器，用于對所述彩色行序信號進行γ校正；一個色差信號檢波器，用于從彩色行序信號中檢出色差信號，所述彩色行序信號由第二γ校正器進行γ校正；和一個混合器，用來混合所述第一γ校正器γ校正的亮度信號與所述色差信號檢波器檢出的γ校正的色差信號。
全文摘要
一種用于單板式電視攝像機的γ校正裝置包括一亮度信號檢波器，一個第一γ校正器，一個第二γ校正器，一個色差信號檢波器和一個混合器，所述電視攝像機有一個相關(guān)二次取樣裝置，它接收一補償濾波型電荷耦合器件(CCD)輸出的信號，由此產(chǎn)生一彩色行序信號。因而，γ校正電路對相關(guān)二次取樣裝置輸出的彩色行序信號進行γ校正以便簡化電路。
文檔編號H04N9/69GK1132975SQ94119538
公開日1996年10月9日 申請日期1994年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月29日
發(fā)明者金成勛 申請人:三星電子株式會社