Technologie: 3CCD vs. 1CCD

[hannes]

Hallo Leute,

auf eine techn. Anfrage an den Service von SONY erhielt ich folgende Antwort:

Ein Einchip Camcorder zerlegt das Bild nicht in drei Grundfarben, sondern zeichnet das Bild in einer Auflösung von 720 x 576 Pixel mit einem Chip auf, aber die Auflösung entspricht der PAL-Norm.
Der Chip sollte wenigstens 414 720 Pixel besitzen um das Video in seiner PAL Auflösung aufzeichnen zu können. Ist ein Chip mit mehr Pixel ausgestattet, dann werden diese > 414 720 Pixel für den elektronischen Verwacklungsschutz genutzt. Besitzt der Camcorder noch eine Fotofunktion z.B. im Megapixelbereich, ist der Chip entsprechend der Fotoauflösung + Verwacklungsschutz groß.
Beispiel: DCR-HC42 Videoauflösung 720 x 576, Fotoauflösung max. 1152x864 Pixel Chipgröße= 1.070.000

Ich frage mich also, warum soll ich eigentlich keine Kamera mit 800.000 Pixel kaufen? Gibt doch wirklich keinen Grund dafür, oder?

[Jan]

Hallo Hannes,

wenn es ganz genau genommen werden müsste, dann bräuchte man einen 3CCD Camcorder mit 3x je 414.720 einen für jede Grundfarbe (Rot,Grün,Blau) um ein perfektes Pal Bild zu erhalten. Beim 1 Chipper werden die Farben durch einen Filter hinzugefügt.
Aber das ist für den normalen Kunden auch ausreichend.

Gut was ich nicht nachvollziehen kann ist dieser Satz von Sony aus Köln :

Der Chip sollte wenigstens 414 720 Pixel besitzen um das Video in seiner PAL Auflösung aufzeichnen zu können. Ist ein Chip mit mehr Pixel ausgestattet, dann werden diese !!> 414 720 Pixel für den elektronischen Verwacklungsschutz genutzt.

Ich habe es so gelernt das bei den meisten Sony´s mit 800.000 Pixel ca. 400.000 Pixel für´s Bild und ca.400.000 für den meist guten Stabilisator gebraucht werden.

Das die Firmen sich zweideutig, fragwürdig oder gar nicht äussern hatten wir ja in letzter Zeit oft wie zb: Beitrag JVC GR-D 270 o 290 ( Ich habe bis heute noch keine Antwort von JVC Deutschland vom Technik-Fachmann JVC) oder BSP 2 mit Sony PC 1000 wo bei Sony.de Sensor/Bildwandler CCD steht, obwohl sie nicht mit einen CCD sondern einen CMOS Chip arbeitet ( Steht zwar in der Anfangsbeschreibung, aber nicht bei den technischen Details)



Jan

[Markus]

...wenn es ganz genau genommen werden müsste, dann bräuchte man einen 3CCD Camcorder mit 3x je 414.720 einen für jede Grundfarbe (Rot,Grün,Blau) um ein perfektes Pal Bild zu erhalten. Beim 1 Chipper werden die Farben durch einen Filter hinzugefügt.

Weitere Infos hierzu (Beiträge ab 05. August 2005, 14:41 Uhr):
Bluescreen: andere Farben?

[Jan]

Hallo,

das heisst es stimmt nicht Markus ? Ein äusserst interessanter wie für Normalbenutzer verwirrender Beitrag. Auch in anderen Foren sind ein Teil der Mitglieder 50/50 im Bezug auf diese Frage. Naja bin kein Techniker....


Jan

[Markus]

Hallo Jan,

ich wollte keine Bewertung der bisherigen Beiträge abgeben, sondern nur zusätzliche Infos liefern. ;-)

Beim 3CCD-Camcorder ist die Sache ja klar: Ein Prisma teilt das einfallende Farbbild in die Primärfarbanteile Rot, Grün und Blau. Jeder der drei CCDs benötigt nun theoretisch genau 720 x 576 = 414.720 Bildpunkte zur vollständigen Erfassung eines PAL-Bildes. Aus den einzelnen Rot-, Grün- und Blauwerten werden sowohl die Helligkeit als auch die Farbe eines jeden einzelnen Bildpunkts errechnet (Berechnung der Helligkeit: Siehe Formel von Lukas im Beitrag "Bluescreen: andere Farben?").



Beim 1CCD-Camcorder hingegen selektiert eine Filtermatrix das einfallende Licht, so dass ein einzelner Punkt auf dem CCD nur eine bestimmte Farbe "sieht". Aus den gewonnenen Informationen werden schließlich Farbbilder berechnet (interpoliert), da jeweils nur ein Rot-, Grün oder Blauwert pro Bildpunkt vorliegt.



Um annähernd so zu arbeiten wie ein Camcorder mit drei CCDs, bräuchte ein Camcorder mit nur einem Bildwandler 3 x 414.720 = 1.244.160 Bildpunkte, so dass für jeden Bildpunkt eines PAL-Videobildes auch alle drei Primärfarben erfasst werden. Doch auch diese Möglichkeit wäre nicht optimal, da die Farben nicht exakt an der gleichen Stelle, sondern räumlich versetzt erfasst würden.

Ich hoffe, mein Versuch einer Erklärung ist nicht zu verwirrt... ;-)

[hannes]

> Ich hoffe, mein Versuch einer Erklärung ist nicht zu verwirrt... ;-)

Nein ist er nicht,
aber um ihn vollendes zu verwirren, hätte ich gerne noch ein Statment zu der Frage:

Wird nun bei einem Halbbild 720 x 576 interpoliert oder nur 720 x 288?
(Mehr brauchte man ja nicht)
Falls Letzteres stimmt, würde sich die Pixelverteilung auf dem Chip ja ändern.

800.000 : 4 : (4x1,5) = Sqrt = 182,5
Breite = 4 x 182,5 = 730!!
Höhe = 1,5 x 182,5 = 273

Das wäre zumindest in der Breite deutlich mehr als PAL.

(;-))) megabreitesgrinsen

Glückauf aus Essen
hannes

[Markus]

Wird nun bei einem Halbbild 720 x 576 interpoliert oder nur 720 x 288? (Mehr brauchte man ja nicht)

Das weiß ich nicht, aber mir fiel noch eine weitere Frage ein: Haben die Sensoren auf dem CCD dasselbe Pixel-Seitenverhältnis wie die Bildpunkte des PAL-Fernsehens? - Ich glaube ja eher nicht... ;-)

[hannes]

> Haben die Sensoren auf dem CCD dasselbe Pixel-Seitenverhältnis wie die Bildpunkte des PAL-Fernsehens?

definitv NEIN.
Sie sind quadratisch, können sie ja auch, da sie mit den 720 Pixeln des DV-Signals nichts zu tun haben. Bei den CCDs sind wir doch immer noch im analogen Bereich. Die 720 Pixel fürs Digitalsignal werden ja erst nach der Quantisierung im A/D-Wandler durch den folgenden Algorithmus ermittelt.

[molch]

hi,
gut zu sehen ist der nachteil der farbversetzung bei einchippern bei den resolution testcharts.
durch die schwarz-weiss streifen werden eben genau pixel aus schwarzen und weissen teilen zu einem pixel gerechnet.
dadurch bekommen die linien farbstreifen.
und die unnatürlichen farben resultieren wohl auch aus der versetzung der pixel, da das gefilmte objekt eben an der stelle z.b. vom grün-pixel andere farbwerte haben kann, als bei dem rot-pixel.
minimale abweichungen versauen die farben...
nur sieht man bei besseren 1-chippern, wie bei der hc1 von sony keinen unterschied.

[Hugo]

Die Aufnahme bei DV erfolgt so:



Cr and Cb samples are on alternate lines in each field (a frame view would show two lines of YCr,Y pairs, then two lines of YCb,Y pairs).

[Hugo]

Aufgenommen werden nicht Rot/Grün/Blau, sondern Farbdifferenzsignale!
Aus diesen werden die Farben errechnet.

720x576 Pixel reichten höchstens für ein Schwarzweiss-Bild :-)

Hat überhaupt nix mit einem Farbbild zu tun.

So where does 4:2:0 (PAL DV, DVD, main-profile MPEG-2) fit in? 4 x Y, 2 x Cr, and 0 x Cb? Fortunately not! 4:2:0 is the non-intuitive notation for half-luma-rate sampling of color in both the horizontal and vertical dimensions. Chroma is sampled 360 times per line, but only on every other line of each field. The theory here is that by evenly subsampling chroma in both H and V dimensions, you get a better image than the seemingly unbalanced 4:1:1, where the vertical color resolution appears to be four times the horizontal color resolution. Alas, it ain't so: while 4:2:0 works well with PAL and SECAM color encoding and broadcasting, interlace already diminishes vertical resolution, and the heavy filtering needed to properly process 4:2:0 images causes noticeable losses; as a result, multigeneration work in 4:2:0 is much more subject to visible degradation than multigeneration work in 4:1:1.

[StefanS]

So where does 4:2:0 (PAL DV, DVD, main-profile MPEG-2) fit in? 4 x Y, 2 x Cr, and 0 x Cb? Fortunately not! 4:2:0 is the non-intuitive notation for half-luma-rate sampling of color in both the horizontal and vertical dimensions. Chroma is sampled 360 times per line, but only on every other line of each field. The theory here is that by evenly subsampling chroma in both H and V dimensions, you get a better image than the seemingly unbalanced 4:1:1, where the vertical color resolution appears to be four times the horizontal color resolution. Alas, it ain't so: while 4:2:0 works well with PAL and SECAM color encoding and broadcasting, interlace already diminishes vertical resolution, and the heavy filtering needed to properly process 4:2:0 images causes noticeable losses; as a result, multigeneration work in 4:2:0 is much more subject to visible degradation than multigeneration work in 4:1:1.

Ach so!

Gruß
Stefan