DE19641617B4

DE19641617B4 - CCD-Kamera mit zwei CCD-Elementen, welche wechselseitig unterschiedliche Farbfilteranordnungen aufweisen

Info

Publication number: DE19641617B4
Application number: DE19641617A
Authority: DE
Inventors: Ji-Hun Jang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1995-10-10
Filing date: 1996-10-09
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2016-10-10
Also published as: KR0169376B1; JP3759655B2; US6373523B1; GB9619026D0; GB2306074A; JPH09130813A; DE19641617A1; KR970024930A; GB2306074B

Abstract

CCD-Kamerasystem, welches für Multimedia geeignet ist, mit:
einer Linsenanordnung (10) zum Fokussieren von optischen Signalen eines Gegenstands;
einer spektroskopischen Einrichtung (20) zum Zerlegen der fokussierten optischen Signale der Linsenanordnung (10) entsprechend ihrer Frequenz;
ersten und zweiten CCD's (30, 31) zum Umwandeln der zerlegten optischen Signale in elektrische Signale, mit wechselseitig unterschiedlichen Farbfilteranordnungen, die eine Komplementärfarbstreifenstruktur aufweisen;
wobei die Farbfilteranordnung (CFA) des ersten CCD's aus horizontalen Wiederholungen von Zeilen S1 mit Pixeln aus Komponenten "Magenta + Cyanin" und Zeilen S2 mit Pixeln aus Komponenten "Grün + Cyanin" besteht;
die Farbfilteranordnung des zweiten CCD's aus horizontalen Wiederholungen von Zeilen S1 mit Pixeln von Komponenten "Grün + Gelb" und Zeilen S2 mit Pixeln von Komponenten "Magenta + Gelb" besteht;
einer ersten und zweiten Abtast- und Halteeinrichtung (40, 41) zum Durchführen von Abtast- und Haltefunktionen, um unnötige Signale wie Rauschen aus den Ausgangsvideosignalen der ersten und zweiten CCD's...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein CCD-Kamerasystem (CCD: charge coupled device, ladungsgekoppeltes Bauelement), welches für Multimedia geeignet ist, nach dem Anspruch 1.
Insbesondere besitzt das CCD-Kamerasystem zwei CCD's mit einem Seitenverhältnis bzw. Bildformat entsprechend internationalem Standard, wodurch die Notwendigkeit einer Frequenzumwandlung bei einer Verbindung mit einem Digitalsignalprozessor vermieden wird. Die CCD's besitzen ebenfalls komplementäre Streifenstrukturen, um die horizontale Auflösung der Helligkeitssignale und die vertikale Auflösung der Farbsignale zu verbessern.

Ein CCD-Kamerasystem, bei dem. zur Erzeugung von RGB-Signalen zwei CCD's, Farbfilteranordnungen mit komplementäre Streifenstrukturen, digitale Bildspeicher und eine Bildverarbeitungseinrichtung verwendet werden ist aus der US 5418564 A bekannt.

Ein herkömmliches CCD-Kamerasystem wird unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

5 zeigt ein Blockdiagramm, welches die Struktur des herkömmlichen CCD-Kamerasystems darstellt.

Wie in 5 dargestellt enthält das herkömmliche CCD-Kamerasystems:
ein Linsenteil 10 zum Fokussieren der optischen Signale eines Gegenstands;
ein CCD 11 zum Umwandeln der optischen Bildsignale in elektrische Signale, wenn die optischen Signale von dem Linsenteil 10 abgebildet werden;
ein Abtast- und Haltebauelement 12 zum Durchführen einer Abtast- bzw. Haltefunktion, um unnötige Signale wie Rauschen und dergleichen aus den ausgegebenen Videosignalen des CCD's 11 zu entfernen;
einen Analog/Digital-Wandler 13 zum Umwandeln der ausgegebenen analogen Videosignale des Abtast- und Haltebauelements 12 in digitale Videosignale, um eine digitale Signalverarbeitung durchzuführen;
einen ersten Zeilenspeicher 14 zum Speichern einer Periode (1 H) verzögerter Ausgangssignale des Analog/Digital-Wandlers 13;
einen zweiten Zeilenspeicher 12 zum Speichern einer Periode (1 H) verzögerter Signale des ersten Zeilenspeichers 14;
einen Helligkeitssignalgenerator 16 zum Erzeugen von Helligkeitssignalen Y unter Verwendung der gespeicherten Signale des ersten Zeilenspeichers 14; und
einen Farbsignalgenerator 17 zum Erzeugen von Farbsignalen Cr und Cb unter Verwendung einer inneren Farbdifferenzsignalmatrix und Empfang der Ausgangssignale des Analog/Digital-Wandlers 13 und der gespeicherten Signale der ersten und zweiten Zeilenspeicher 14 und 15.

Die wie oben beschrieben zusammengesetzte herkömmliche CCD-Kamera arbeitet auf die folgende Weise.

Beim Verarbeiten von Farbsignalen unter Verwendung eines CCD's eines Typs mit einer einzigen Platte müssen, wenn die Farbe wiederherzustellen ist, unabhängige Farbkomponenten gegenüber lediglich Farbkomponenten von einem einzigen Pixel bereitgestellt werden. Kürzlich ist bezüglich der Verfahren unter Verwendung eines CCD's mit einer einzigen Platte ein komplementäres Filterverfahren (ein Filterverfahren unter Verwendung der Farbkomponenten von Magenta Mg, Cyanin Cy, Gelb Ye, Grün G) wegen seiner überragenden Spektralempfindlichkeitscharakteristik verwendet worden.

Die Farbfilteranordnungsstruktur des CCD's des Typs mit einer einzigen Platte ist derart horizontal strukturiert, daß Linien bzw. Zeilen S1 wiederholt angeordnet sind, welche die Komponenten "Magenta + Cyanin" und "Grün + Cyanin" aufweisen, und Zeilen S2, welche die Komponenten "Grün + Gelb" und "Magenta + Gelb" aufweisen. Unter der Annahme, daß die Komponenten "Magenta + Cyanin" und "Grün + Gelb" Pixel der N-ten Zeile darstellen, sind bezüglich der vertikalen Richtung die Komponenten "Grün + Cyanin" und "Magenta + Gelb" Pixel der (N – 1)-ten oder der (N + 1)-ten Zeile.

Das CCD mit einer einzigen Platte ist des weiteren in vertikaler Richtung in ungerade Felder und gerade Felder unterteilt, und die Pixelkomponenten der Zeilen S1 und S2 unterscheiden sich entsprechend ihrer jeweiligen Felder.

Wie oben beschrieben besitzt die Farbfilteranordnung des CCD's bezüglich jedes Pixels und jeder Zeile eine sequentielle Struktur, und daher müssen, wenn die Farbsignale der Farbe Rot R, Grün G und Blau B zu erzeugen sind, Horizontal- und Vertikalinterpolationsverfahren unter Verwendung der benachbarten Pixel der Farbfilteranordnung durchgeführt werden. Wenn die Vertikalinterpolation durchzuführen ist, werden insbesondere die zwei Zeilenspeicher 14 und 15 von 5 verwendet, um die Signale der gegenwärtig eingegebenen Videosignale zu speichern, welche um eine Periode (1 H) verzögert sind und welche um zwei Perioden (2 H) verzögert sind. Danach wird auf der Grundlage der um eine Periode verzögerten Signale eine Interpolation unter Verwendung der gegenwärtig eingegebenen Videosignale und der um zwei Perioden (2 H) verzögerten Signale durchgeführt.

Mit anderen Worten, wie in 5 dargestellt, werden die Ausgangssignale des CCD's 11 durch das Abtast- und Haltebauelement 12 und durch den Analog/Digital-Wandler 13 quantisiert. Die quantisierten Signale des CCD's 11 besitzen dabei eine Gleichzeitigkeit bezüglich dreier Zeilen durch die zwei Zeilenspeicher 14 und 15 mit dem Ergebnis, daß Farbsignale durch die Horizontal- und Vertikalinterpolationen erzeugt werden.

Dieses Verarbeitungsverfahren von Signalen eines CCD's des Typs mit einer einzigen Platte ist effektiv bezüglich der Reduzierung von Kosten. Da jedoch sowohl Helligkeitssignale als auch Farbsignale bei dem CCD des Typs mit einer Platte gebildet werden, ist ein einziges Pixel nicht zum unabhängigen Erzeugen von Videosignalen geeignet. Demgegenüber ist es zum Erzeugen von Videosignalen nötig, eine unterschiedliche Farbinformation von benachbarten horizontalen bzw. vertikalen Pixeln zu interpolieren. Folglich wird die Auflösung bezüglich der Helligkeitssignale und der Farbsignale reduziert und die Bildqualität verringert. Wie oben beschrieben werden bei dem herkömmlichen Kamerasystem die Signale unter Verwendung des CCD's einer komplementären Struktur verarbeitet. Dadurch kann jedoch nicht die Auflösung des Formats CCIR 601 erzielt werden, bei welchem 720 Pixel in Querrichtung 480 Pixel in Längsrichtung verwendet werden, welches dem internationalen Auflösungsstandard entspricht.

Des weiteren ist das herkömmliche CCD-Kamerasystem derart entworfen, daß es auf ein vorhandenes Analogsignalverarbeitungssystem angewandt werden kann. Daher ist das Bildformat des CCD's für ein normales oder hohes Band bzw. Bild (H 18) verwendet worden. Der Normaltyp enthält 250000 effektive Pixel und besitzt eine Abtastfrequenz fs von 9,545 MHz. Der Typ des hohen Bands enthält 380000 effektive Pixel und besitzt eine Abtastfrequenz fs von 14,3 MHz.

Die Abtastfrequenz fs besitzt keine Bedeutung in einem Analogsystem. Jedoch insoweit wie die Videosignalverarbeitung sich im allgemeinen auf die Digitalsignalverarbeitung zu bewegt, gewinnt die Abtastfrequenz eine größere Bedeutung, und es müssen die Quer- und Längsgrößen der zu verarbeitenden Videosignale an den internationalen Standard (quer längs = 4:3) angepaßt werden. D. h. die Frequenz des herkömmlichen CCD's ist inkompatibel mit dem internationalen Standard (fs: 13,5 MHz), welcher auf Digitalvideosignale spezifiziert ist. Es ist daher nachteilig, daß eine Frequenzumwandlung durchzuführen ist, um eine Schnittstelle zwischen dem herkömmlichen Analogsystem und einem System, welches eine Digitalsignalverarbeitung beinhaltet, zu erzielen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen Nachteile, welche bei der herkömmlichen Technik auftreten, zu überwinden, insbesondere die horizontale Auflösung der Helligkeitssignale und die vertikale Auflösung der Farbsignale zu verbessern.

Entsprechend einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein für ein Multimediaansprechen geeignetes CCD-Kamerasystem bereitgestellt, wobei das CCD-System unter Verwendung eines CCD's gebildet wird, dessen Bildformat für den internationalen Signalverarbeitungsstandard geeignet ist, d. h. unter Verwendung eines CCD's, dessen effektives Pixelgebiet kompatibel zu dem internationalen Standard ist, so daß eine digitale Verarbeitung des Bilds ohne Durchführung einer Frequenzumwandlung möglich ist.

Des weiteren zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, Schwierigkeiten bezüglich der Verschlechterung der Auflösung von Helligkeitssignalen und der Herabsetzung der Bildqualität der Farbsignale bei der Verwendung des herkömmlichen CCD's des Typs mit einer einzigen Platte der komplementären Struktur zu überwinden.

Entsprechend einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein für ein Multimediaansprechen geeignetes CCD-Kamerasystem mit zwei CCD's bereitgestellt, welche benachbarte Pixel mit unterschiedlicher Farbinformation verwenden und daher keine Horizontal- und Vertikalinterpolationen benötigen. D. h. es wird ein CCD mit einer gestreiften Struktur gebildet, um eine Verarbeitung ohne Verwendung zweier Zeilenspeicher zu ermöglichen und um die Horizontalauflösung der Helligkeitssignale zur Erreichung des internationalen Standards (Format CCIR 601) zu erzielen, wodurch die Vertikalauflösung der Farbsignale und die Farbregeneration verbessert werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch ein für Multimedia geeignetes CCD-Kamerasystem nach Anspruch 1.

Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
1 zeigt ein Blockdiagramm, welches die Struktur des für ein Multimediaansprechen geeigneten CCD-Kamerasystems entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 zeigt ein Beispiel des Standards und des Formats der bezüglich des CCD's effektiven Pixel entsprechend der vorliegenden Erfindung;
3a und 3b zeigen Beispiele der CCD-Farbfilteranordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung;
4 veranschaulicht eine Anwendung des für ein Multimediaansprechen geeigneten CCD-Kamerasystems entsprechend der vorliegenden Erfindung; und
5 zeigt ein Blockdiagramm, welches die Struktur eines herkömmlichen CCD-Kamerasystems darstellt.
Wie in 1 dargestellt enthält das für ein Multimediaansprechen geeignete CCD-Kamerasystem entsprechend der vorliegenden Erfindung:
ein Linsenteil 10 zum Fokussieren der optischen Signale eines Gegenstands;
ein bidirektionales Prisma 20 zum Zerlegen der fokussierten optischen Signale des Linsenteils 10 entsprechend der Frequenz;
CCD's 30 und 31 zum Umwandeln von optischen Bildsignalen in elektrische Signale, nachdem die zerlegten optischen Signale durch das bidirektionale Prisma 20 abgebildet wurden, wobei wechselseitig unterschiedliche Farbfilter vorgesehen sind, welche aus einer Komplementärfarbenstreifenstruktur und einer effektiven Anzahl von Pixeln entsprechend dem internationalen Standard bestehen;
Abtast- und Haltebauelemente 40 und 41 zum Durchführen von Abtast- und Haltefunktionen, um unnötige Signale wie Rauschen aus den Ausgangsvideosignalen der CCD's 30 und 31 zu entfernen;
Analog/Digital-Wandler 50 und 51 zum Umwandeln der analogen Ausgangsvideosignale der Abtast- und Haltebauelemente 40 und 41 in Digitalsignale zum Durchführen einer Digitalsignalverarbeitung; und
einen CCD-Videosignalprozessor 60 zum Empfang der Ausgangssignale der Analog/Digital-Wandler 50 und 51, um die Summe und die Differenz zwischen zwei Sätzen von Signalen zu berechnen, um Helligkeitssignale und Farbsignale zu erzeugen.
Der CCD-Videosignalprozessor 60 enthält:
einen Addierer 61 zum Aufaddieren jeweiliger Ausgangssignale der Analog/Digital-Wandler 50 und 51;
einen Subtrahierer 62 zum Subtrahieren jeweiliger Ausgangssignale der Analog/Digital-Wandler 50 und 51;
einen Helligkeitssignalgenerator 63 zum Empfang von Ausgangssignalen des Addierers 61, um Helligkeitssignale zu erzeugen; und
einen Farbsignalgenerator 64 zum Empfang von Ausgangssignalen des Addierers und Subtrahierers 61 bzw. 62, um Farbsignale durch Verwendung einer inneren Farbdifferenzsignalmatrix zu erzeugen.
Das Format der effektiven Pixel der CCD's 30 und 31 gründet sich auf dem Format, welches bei dem internationalen Standard CCIR 601 verwendet wird, wobei 720 Pixel in Querrichtung und 480 Pixel in Längsrichtung angeordnet sind.
Die Farbfilteranordnung (CFA) des CCD's 30 besteht aus horizontalen Wiederholungen von Zeilen S1 mit Pixeln von (Mg + Cy)-Komponenten, d. h. von Komponenten "Magenta + Cyanin", und von Zeilen mit (G + Cy)-Komponenten, d. h. von Komponenten "Grün + Cyanin".
Die Farbfilteranordnung des CCD's 31 besteht aus Horizontalwiederholungen von Zeilen S1 mit Pixeln von (G + Ye)-Komponenten, d. h. von Komponenten "Grün + Gelb", und von Zeilen S2 mit Pixeln von (Mg + Ye)-Komponenten, d. h. von Komponenten "Magenta + Gelb".
Das wie oben beschrieben strukturierte CCD-Kamerasystem der vorliegenden Erfindung arbeitet auf die folgende Weise.
Wie in 1 dargestellt werden die Lichtstrahlen eines Gegenstands, welche durch das Linsenteil 10 eingegeben werden, von dem bidirektionalen Prisma 20 derart gebrochen, daß die Lichtstrahlen auf die zwei CCD's 30 und 31 gestrahlt werden, welche unterschiedliche Farbfilteranordnungen aufweisen. 3a und 3b veranschaulichen die Farbfilteranordnungsstruktur der zwei CCD's 30 und 31. Wie in 3a und 3b dargestellt sind die Farbfilteranordnungsstrukturen der zwei CCD's 30 und 31 derart beschaffen, daß die Addition von elektrischen Signalen von zwei entsprechenden Pixeln der CCD's 30 und 31, beispielsweise die Addition eines Pixels von (Mg + Cy)-Komponenten und eines Pixels von (G + Ye)-Komponenten, ein Heiligkeitssignal liefert. Durch Verwendung der Summe und der Differenz der zwei Pixel werden Farbsignale (R, G, B) erzeugt.
Im folgenden wird das Prinzip der Helligkeitssignale und der Farbsignale in dem CCD-Kamerasystem entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zum ersten ist die Summe der ersten Pixel die Summe des (Mg + Cy)-Pixels des CCD's 30 und des (G + Ye)-Pixels des CCD's 31, und daher zeigt eine Berechnung, daß (2 R + 3 G + 2 B) als Helligkeitssignale verwendet werden können. Auf dieselbe Weise ist die Summe der Pixel der zweiten horizontalen Zeile die Summe des (G + Cy)-Pixels und des (Mg + Ye)-Pixels, und daher zeigt eine Berechnung, daß (2 R + 3 G + 2 B) erzeugt wird, womit dasselbe Ergebnis wie oben beschrieben erzielt wird. Es ist augenscheinlich, daß anders als bei der herkömmlichen Signalverarbeitung, bei welcher die Durchschnittswerte von horizontal benachbarten Pixeln verwendet werden, um Helligkeitssignale zu erzeugen, die Helligkeitssignale unabhängig an jedem Pixel bei der vorliegenden Erfindung erzeugt werden.
Danach wird die Differenzkompenente der ersten Pixel zu (G + Ye) – (Mg + Cy) = (2 R – G). Auf dieselbe Weise kann die Differenz der zweiten Pixel auf (Mg + Ye) – (G + Cy) = (G – 2 B) berechnet werden. Daher können durch Bildung einer Farbdifferenzmatrix unter Verwendung der Summen- und Differenzkomponenten der jeweiligen Pixel die primären Farben Rot, Grün und Blau erzeugt werden. Des weiteren besitzen die Pixel der nächsten Zeile dieselben Komponenten, und daher liefert die Differenzkomponente dasselbe Ergebnis. Das bedeutet, daß die dreizeilige Interpolation, welche bei dem herkömmlichen CCD des Typs mit einer einzigen Platte zur Erzeugung der Farbsignale durchgeführt werden muß, bei der vorliegenden Erfindung nicht durchgeführt wird, es kön nen jedoch die Daten der Farben Rot und Blau aus jeder Zeile erlangt werden.
Um das CCD-Signalverarbeitungsverfahren besser zu verstehen, wird ein Beispiel einer Matrix gegeben, wobei die Farben, Rot, Grün und Blau erzeugt werden. GRÜN = (2 R + 3 G + 2 B) – {(2 R – G) – (G – 2 B)} = 5 G ROT = (2 R – G) + 0,2 × GRÜN = 2 R BLAU = (G – 2 B) + 0,2 × GRÜN = 2 B
Des weiteren veranschaulicht 2 das Format der bezüglich des CCD's effektiven Pixel in dem für ein Multimediaansprechen geeigneten CCD-Kamerasystem entsprechend der vorliegenden Erfindung.
Wie in 2 dargestellt ist das Bildformat derart bestimmt, daß die Größe bezüglich der Quer- und Längsrichtung für die effektive Pixelgröße von 720 × 480 des internationalen Standards CCIR 601 geeignet ist. Somit wird die Verbindung mit anderen digitalen Videosystemen und verwendeten Systemen leichter gemacht. Unter dieser Bedingung bzw. diesem Zustand beträgt die CCD-Abtastfrequenz oder die Horizontalansteuerungsfrequenz 13,5 MHz.
Die Ausgangssignale der zwei CCD's 30 und 31, welche mit der Abtastfrequenz von 13,5 MHz ausgegeben werden, treten jeweils durch die zwei Abtast- und Haltebauelemente 40 und 41 und durch die Analog/Digital-Wandler 50 und 51 hindurch, um dem CCD-Videosignalprozessor 60 eingegeben zu werden. Um des weiteren wie oben beschrieben die Helligkeitssignale und die Farbsignale zu erzeugen, werden die Summe und die Differenz der zwei Sätze der quantisierten Signale, welche dem CCD-Videosignalprozessor 60 eingegeben werden, dem Helligkeitssignalgenerator 63 und dem Farbdifferenzsignalgenerator 64 eingegeben.
Das darauffolgende Signalverarbeitungsverfahren ist dasselbe wie das herkömmliche Verfahren mit der Ausnahme, daß die bei der Signalverarbeitung verwendete Systemfrequenz 13,5 MHz beträgt, welche zu dem internationalen Standard kompatibel ist.
Wenn das CCD-Kamerasystem der vorliegenden Erfindung als Helligkeitssignal- und Farbsignalgenerator angesehen wird, kann hier gesagt werden, daß die Frequenz einfach geändert wird. Unter Berücksichtigung der Tatsache jedoch, daß der CCD-Standard verändert wird und daß in den darauffolgenden Stufen er dem Format CCIR 601 entspricht, besitzt die vorliegende Erfindung eine große Bedeutung.
4 veranschaulicht die Verwendung des für ein Multimediaansprechen geeigneten CCD-Kamerasystems entsprechend der vorliegenden Erfindung.
Wie in 4 dargestellt besteht der Ausgang des CCD-Kamerasystems entsprechend der vorliegenden Erfindung aus den Hielligkeitssignalen Y und den Farbdifferenzsignalen Cr/Cb. Diese Signale unterliegen einem Videokomprimierungsverfahren durch ein Videokomprimierungs/Wiederherstellungssystem, um auf Speicher und Übertragungskanäle übertragen bzw. davon aufgezeichnet zu werden. Die Signale, welche auf Speicher und Übertragungskanäle übertragen bzw. darauf aufgezeichnet werden, unterliegen wiederum einem Videowiederherstellungsverfahren durch ein Videokomprimierungs/Wiederherstellungssystem, um in das Format CCIR 601 in einem Verhältnis von 4:2:2 (=Y:Cr:Cb) umgewandelt zu werden. Danach unterliegen die Signale einem Kodierverfahren, um in zusammengesetzte Videosignale entsprechend dem Videosignalstandard umgewandelt zu werden, und danach werden die Signale auf dem Schirm angezeigt. Es wird erwartet, daß die Vorrichtung der vorliegenden Erfin dung bei allen Systemen unter Verwendung einer Kamera in der kommenden Multimediaära verwendet werden kann.
Um bei der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung das System ohne das Erfordernis einer Frequenzumwandlung bei Verbindung mit einer digitalen Verarbeitungsvorrichtung zusammenzusetzen, wird das Bildformat des CCD's derart ausgebildet, daß es dem internationalen Standard entspricht, und das System verwendet zwei CCD's einer Komplementärfarbstreifenstruktur, wodurch die Horizontalauflösung der Helligkeitssignale und die Vertikalauflösung der Farbsignale verbessert wird.
Vorstehend wurde eine CCD-Kamera mit zwei CCD-Elementen offenbart, welche wechselseitig unterschiedliche Farbfilteranordnungen aufweisen.
Ein für ein Multimediaansprechen geeignetes CCD-Kamerasystem enthält folgende Komponenten: ein Prisma, welches optische Signale eines Gegenstands entsprechend ihrer Frequenz zerlegt, die durch eine Linse auf das Prisma fokussiert sind; erste und zweite CCD's zum Umwandeln von optischen Signalen, welche von dem Prisma abgebildet wurden, in elektrische Signale, wobei die CCD's wechselseitig unterschiedliche Farbfilteranordnungen aufweisen, die aus einer Komplementärfarbstreifenstruktur und einer effektiven Anzahl von Pixeln entsprechend dem internationalen Standard bestehen; erste und zweite Abtast- und Halteschaltungen zum Entfernen von Rauschen aus den Videoausgangssignalen der ersten und zweiten CCD's; erste und zweite Analog/Digital-Wandler zum Umwandeln der analogen Videosignale der ersten und zweiten Abtast- und Halteschaltungen in Digitalsignale; und einen CCD-Videosignalprozessor zum Berechnen der Summe und der Differenz der von den ersten und zweiten Abtast- und Halteschaltungen ausgegebenen zwei Sätze von Signalen, um Helligkeitssignale und Farbsignale zu erzeugen. Damit das System keine Frequenzumwandlung bei der Verbindung mit einem Digitalprozessor erfordert, entspricht das Bildformat des CCD's dem internationalen Standard, und die zwei CCD's besitzen eine Komplementärfarbstreifenstruktur, wodurch eine Verbesserung der horizontalen Auflösung der Helligkeitssignale und der vertikalen Auflösung der Farbsignale ermöglicht wird.

Claims

CCD-Kamerasystem, welches für Multimedia geeignet ist, mit: einer Linsenanordnung (10) zum Fokussieren von optischen Signalen eines Gegenstands; einer spektroskopischen Einrichtung (20) zum Zerlegen der fokussierten optischen Signale der Linsenanordnung (10) entsprechend ihrer Frequenz; ersten und zweiten CCD's (30, 31) zum Umwandeln der zerlegten optischen Signale in elektrische Signale, mit wechselseitig unterschiedlichen Farbfilteranordnungen, die eine Komplementärfarbstreifenstruktur aufweisen; wobei die Farbfilteranordnung (CFA) des ersten CCD's aus horizontalen Wiederholungen von Zeilen S1 mit Pixeln aus Komponenten "Magenta + Cyanin" und Zeilen S2 mit Pixeln aus Komponenten "Grün + Cyanin" besteht; die Farbfilteranordnung des zweiten CCD's aus horizontalen Wiederholungen von Zeilen S1 mit Pixeln von Komponenten "Grün + Gelb" und Zeilen S2 mit Pixeln von Komponenten "Magenta + Gelb" besteht; einer ersten und zweiten Abtast- und Halteeinrichtung (40, 41) zum Durchführen von Abtast- und Haltefunktionen, um unnötige Signale wie Rauschen aus den Ausgangsvideosignalen der ersten und zweiten CCD's (30, 31) zu entfernen, und zum Ausgeben von analogen Videosignalen; einer ersten und zweiten Analog/Digital-Wandlereinrichtung (50, 51) zum Umwandeln der von der ersten und der zweiten Abtast- und Halteeinrichtung (40, 41) aus gegebenen analogen Videosignale in jeweilige digitale Signale; einer CCD-Videosignalverarbeitungseinrichtung (60) zum Empfang der von der ersten und zweiten Analog/Digital-Wandlereinrichtung (50, 51) ausgegebenen Digitalsignale, um Helligkeitssignale und Farbsignale zu erzeugen; wobei die CCD-Videosignalverarbeitungseinrichtung (60) folgende Komponenten aufweist: eine erste Arithmetikeinrichtung (61) zum Addieren der von der ersten und zweiten Analog/Digital-Wandlereinrichtung (50, 51) ausgegebenen jeweiligen Digitalsignale und zum Ausgeben eines entsprechenden Signals; eine zweite Arithmetikeinrichtung (62) zum Subtrahieren der von der ersten und zweiten Analog/Digital-Wandlereinrichtung (50, 51) ausgegebenen jeweiligen Digitalsignale und zum Ausgeben eines entsprechenden Signals; eine Helligkeitssignalerzeugungseinrichtung (63) zum Empfang des von der ersten Arithmetikeinrichtung (61) ausgegebenen Signals, um ein Helligkeitssignal zu erzeugen; und eine Farbsignalerzeugungseinrichtung (64) zum Empfang der von der ersten und zweiten Arithmetikeinheit (61, 62) ausgegebenen Signale, um Farbsignale unter Verwendung einer inneren Farbdifferenzsignalmatrix zu erzeugen.
CCD-Kamerasystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System an den internationalen Standard CCIR 601 mit einem Format von 720 effektiven Pixeln in Querrichtung und 480 effektiven Pixeln in Längsrichtung angepaßt ist.
CCD-Kamerasystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wechselseitig unterschiedlichen Farbanordnungen der ersten und zweiten CCD's derart gebildet sind, daß eine Summe der Teile der von den ersten und zweiten CCD's ausgegeben Digitalsignale, welche entsprechenden Pixeln zugeordnet sind, die Basis zur Erzeugung des Helligkeitssignals bildet, und daß die Summe der Teile der von den ersten und zweiten CCD's ausgegebenen Signale, welche den entsprechenden Pixeln zugeordnet sind, und eine Differenz zwischen den Teilen der von den ersten und zweiten CCD's ausgegebenen Digitalsignale bilden, welche den entsprechenden Pixeln zugeordnet sind, die Basis zur Erzeugung der Farbsignale (R, G und B) bilden.
CCD-Kamerasystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastfrequenz der ersten und zweiten CCD's entsprechend dem internationalen Standard 13,5 MHz beträgt.
CCD-Kamerasystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spektroskopische Einrichtung aus einem bidirektionalen Prisma besteht.