CCD的色彩轉換 Color coding of CCD and Composition of luminance and Chroma signals

這只是CCD攝影機內部講解的一部份，會分成很多段來說明，也會不停的修改來符合閱讀的順序，我會盡量嘗試說明，還請各位指教。


說明CCD如何從一開始像素原始顏色轉換成CVBS訊號、656訊號。


下面是四色CCD的像素排列方式 complementary mosaic color CCD
一般CCTV監控使用的CCD由四種顏色組成，分別是綠色Green、青綠色Cyan、黃色Yellow與粉紅Magenta。CCD會有V1、V2、V3、V4四組verical driver intput，來控制CCD像素(pixel)的輸出。當vertical driver與Horizontal driver 動作時會逐一的把每一個像素由CCD 輸出(signle out、Output signal)，此時都還是類比訊號，借由AFE把類比訊號轉換成為數位訊號，後面的影像處理器(ISP， 一般習慣稱DSP)會把第一組的Cy、G內的合起來，成為第一條odd的第一個值；第二組的Ye、Mg合起來成為第一條odd的第二個值；以此類推下去完成odd像素。在下一輪的時候把G、Cy合成even的第一個值，也一直往下完成even所有的計算。完成上面的計算之後，已經變成下面圖示上半部的表示:odd的第一條第一個值裡面包含了Cy+G，第一條第二個值裡面包含了Ye+Mg。有了上述的兩個值，可以開始計算亮度Y與(R-Y)。Y同等於兩個值相加平均可得Y={(Cy+G)+(Ye+Mg)}/2; 彩度等於兩個相減R-Y={(Ye+Mg)-(Cy+G)}。由這裡可以求出所有odd的第一條Y與(R-Y)的值。

而odd的第二條第一個值包含了Cy+Mg，第二條第二個值有Ye+G。有了上面兩個值，可以計算亮度Y與-(B-Y)。Y同等於兩個值相加平均；彩度等於兩個相減 -(B-Y)={(G+Ye)-(Cy+Mg)}。由這裡可以求出所有odd第二條Y與-(B-Y)的值。

可惜的是，目前第一條中全部缺少-(B-Y)，而第二條全部缺少(R-Y)。這時候用插補點的方式取得缺少的部份，完成之後會變成4:4:4，也就是說這時候每一個像素都具有Y、R-Y、B-Y，當然可以藉由這三個值換算R、G、B可以丟棄不需要的部份成為4:2:2的YUV訊號。

如果這時候接入TV encoder加上各種特徵，自然就能夠輸出CVBS訊號。

這時候如果接入656 format 編碼，就輸出656數位訊號。

到這裡就完成從CCD pixel到CVBS輸出、656輸出的要求。其中類比的CCD輸出會經過AFE轉成數位訊號、彩色計算轉換、插補點的動作。

關鍵字: CCD、DSP、ISP、SONY、Sharp、color coding、CVBS、CCTV、camera

p.s

插補點的方式與CCD的像素關係著TVL的解析度，有機會再來細說插補點在CCD、影像分割器MUX、QUAD的應用。

色彩轉換RGB、YCbCr、YIQ、YUV轉換與定義。

AFE的CDS、CCD的有效像素計算、暗電流補償等等。