Цветные ПЗС-камеры

Большинство цветных видеокамер в ТВ вещании имеют три ПЗС-матрицы, каждая получает свою компоненту цвета. Разделение белого цвета на три компоненты R,G,B производится специальной оптической цветоделительной призмой, устанавливаемой между объективом и ПЗС-матрицами (рис. 8.21).

Рис. 8.21. Цветная ПЗС-камера с тремя матрицами использует светоделительную призму для разделения цветов

Цветоделительная призма – очень дорогой и точный оптический блок с дихроическими зеркалами. Такие видеокамеры называются трехматричными цветными камерами, более дорогие, чем одноматричные видеокамеры. Однако они имеют очень высокую разрешающую способность и превосходные технические характеристики. В бытовых и охранных видеокамерах используются более дешевые и простые одноматричные цветные видеокамеры. Они формируют композитный цветной видеосигнал, который состоит из яркостного Y и двух цветоразностных: красного – V = R – Y и синего – U = B – Y.

В одноматричных цветных ПЗС- видеокамерах цветоделение производится одним из двух методов фильтрации: 1) фильтр полос RGB, где три вертикальные пиксельные колонки (полоски) расположены рядом друг с другом: красная, зеленая, синяя и т.д. (рис. 8.22)

Рис. 8.22. Фильтр полос RGB ПЗС-матрицы

Рис. 8.23. Комплементарный (Cy, Ye, Mg, Gr) мозаичный фильтр ПЗС-матрицы

2) комплементарный мозаичный цветовой фильтр, где пиксели ПЗС-матрицы не чувствительны к R,G и B – цветам, а чувствительны к дополнительным (комплементарным) цветам – голубому, пурпурному, желтому и зеленому, расположенным в виде мозаики (рис. 8.23).

Первый тип одноматричной цветной ПЗС-камеры дает очень хорошее цветовоспроизведение и требует простых схем. Однако такие матрицы страдают очень низкой разрешающей способностью по горизонтали, обычно порядка 50% от общего числа пикселей в горизонтальном направлении матрицы. Что касается разрешения по вертикали, то оно определяется полным числом пикселей (элементов) по вертикали. Подобный тип видеокамер формирует цветные сигналы RGB.

Мозаичная одноматричная ПЗС-видеокамера требует более сложной электроники и отстает по качеству цветопередачи в сравнении с RGB-моделями, но дает гораздо более высокую разрешающую способность по горизонтали (более 65% горизонтальных пикселей).

В мозаичной видеокамере эти четыре сигнала соответствующим образом обрабатываются, в результате чего получают яркостный (Y), цветоразностные – красный (R – Y) и синий (B – Y) сигналы.