Цветные ПЗС-видеокамеры
Цветное телевидение - это очень сложная наука. Основная концепция цветного телевидения, как уже говорилось, заключена в комбинировании трех основных цветов: красного, зеленого, синего. Цветовое смешение происходит в нашем глазу, когда мы смотрим на экран видеомонитора с некоторого расстояния. Дискретные цветные элементы столь малы, что на самом деле мы видим результирующий цвет, получившийся в результате аддитивного смешения трех компонент. Как мы говорили выше, это называется аддитивным смешением, в противоположность субтрактивному, потому что, добавляя дополнительные цвета, мы получаем большую яркость, и при корректном смешении первичных цветов может быть получен белый цвет.
Большинство цветных видеокамер в телевещании имеют три ПЗС-матрицы, каждая получает свою компоненту цвета. Разделение белого цвета на компоненты производится специальной оптической светоделительной призмой, устанавливаемой между объективом и ПЗС-матрицами.
Светоделительная призма - это очень дорогой и точный оптический блок с дихроическими зеркалами. Такие видеокамеры называются трехматричными цветными видеокамерами и нечасто применяются в охранном телевидении, так как они значительно более дорогие, чем одноматричные видеокамеры. Однако они имеют очень высокую разрешающую способность и превосходные технические характеристики.
В охранном телевидении чаще всего используются одноматричные цветные видеокамеры. Они формируют композитный цветной видеосигнал, известный как СУВБ. Они квадратурно модулированы и вместе с яркостным образуют композитный цветной видеосигнал. Затем в цветном видеомониторе эти компоненты обрабатываются и получаются первичные сигналы.
В одноматричных цветных ПЗС-видеокамерах цветоделение может производиться одним из двух методов фильтрации:
- Фильтр полос RGB, где три вертикальные пиксельные колонки (полоски) расположены рядом друг с другом красная, зеленая, синяя
- Комплементарный мозаичный цветовой фильтр где пиксели ПЗС-матрицы не чувствительны к R, G и В цвету, а чувствительны к дополнительным (комплементарным) цветам - голубому, пурпурному, желтому и зеленому, расположенным в виде мозаики.
Первый тип одноматричной цветной ПЗС-камеры дает очень хорошее цветовоспроизведение и требует более простых схем. Однако, такие матрицы «страдают» очень низкой разрешающей способностью по горизонтали от общего числа пиксел в горизонтальном направлении матрицы. Что касается разрешающей способности по вертикали, то она определяется полным числом пиксел по вертикали. Подобный тип видеокамер формирует цветные сигналы RGB.

Мозаичная одноматричная цветная ПЗС-видеокамера требует более сложной электроники и может отставать по качеству цветопередачи в сравнении с RGB моделями (ведь цветовые преобразования должны относиться к компонентам Су, Ye Mg, Gr), но дает гораздо более высокую разрешающую способность по горизонтали.
Поскольку последние наиболее распространены в охранном телевидении, мы уделим немного больше места этому вопросу и объясним, как цветовые компоненты преобразуются в композитный цветной видеосигнал.
Мозаичный фильтр, обычно называемый матрицей цветовых фильтров (CFA, Color Filter Array), разделяет свет на голубой, пурпурный, желтый и зеленый компоненты Как уже упоминалось, эти цвета являются дополнительными И на практике этот тип одноматричных ПЗС-видеокамер использует цветовые компоненты Су, Ye, Mg и Gr для создания сигнала яркости Y и цветоразностных сигналов V=R-Ym U=B-Y.
Следует отметить (для ясности}, что одноматричная цветная ПЗС-видеокамера имеет светочувствительные пиксели одинаковой кремниевой структуры, не различной для различных цветов, как можно подумать. Именно CFA-фильтр разделяет изображение на цветовые компоненты.
Такой тип CFA-фильтра относится к видеокамере стандартной интеграции поля, т.е к видеокамере, время экспозиции которой составляет 1/50 с для PAL или 1/60 с для NTSC.
Как видно из схемы, четыре ячейки горизонтального сдвигового регистра содержат сигналы (Gr+Cy), (Mg+Ye), (Gr+Cy) и (Mg+Ye) соответственно. Обрабатывая соответствующим образом эти четыре сигнала, мы можем получить три компонента композитного цветного видеосигнала: яркостной (Y), красный цветоразностный сигнал (R-Y) и синий цветоразностный сигнал (B-Y).

Рис. 5.41. Бескорпусная цветная видеокамера
Итак, эти два сигнала вместе с яркостным замешиваются в композитный видеосигнал и представляют цветной видеосигнал стандарта PAL (или NTSC)

Информационный источник: www.videо-guаrds.ru