專利名稱：卡拉ok攝像機(jī)及附件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種應(yīng)用于民用娛樂的KARAOKE CCD彩色攝像機(jī)(及附件)，它可以將CCD攝像頭拍攝的卡拉OK娛樂場(chǎng)景與卡拉OK錄像機(jī)，激光影碟機(jī)或CD-ROM等視頻記錄設(shè)備輸出的卡拉OK風(fēng)景及歌詞畫面以窗口大小可變的畫中畫方式組合在一個(gè)電視屏幕上，與畫中畫電視接收機(jī)不同的是，其小畫面僅是其源畫面按幾何尺寸分割的一部分，而非整體的縮小，且小畫面的大小可調(diào)，邊界形狀可為圓，方，橢圓等各種形狀。亦可將在作為附件而制作的，與人體膚色有較大區(qū)別的高飽和度成組色調(diào)裝飾的舞臺(tái)幕布前或沙發(fā)上的演唱者的剪像疊映在卡拉OK背景畫面上，使演唱者的形象與卡拉OK背景畫面溶和在一起；如

圖1所示，也可以在娛樂之后，再重放錄像帶以將精彩之處用視頻彩色打印機(jī)打印出來；如果將所拍的畫面打印在已印好日歷的掛歷紙上，則為一套個(gè)人掛歷制作系統(tǒng)。
本發(fā)明屬于應(yīng)用電子技術(shù)中的攝像機(jī)，錄像機(jī)等視頻設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域。
比之于本發(fā)明的卡拉OK攝像機(jī)，在各種資料及文件上尚無記載。
目前，在卡拉OK娛樂場(chǎng)合，人們只是看著屏幕上的歌詞，自唱自聽，還未自演自賞，未達(dá)到完全的自我陶醉。
與本發(fā)明有關(guān)的背景技術(shù)文件有CCD技術(shù)及應(yīng)用蔡文貴 李永遠(yuǎn) 許振華編著電子工業(yè)出版社92年11月第一版攝像機(jī) 錄像機(jī)編輯機(jī) 監(jiān)視器原理 配接 維修段玉平主編 中國(guó)廣播電視出版社88年8月第一版應(yīng)用電視——設(shè)備原理與工程實(shí)踐中國(guó)廣播電視設(shè)備工業(yè)協(xié)會(huì)應(yīng)用電視專業(yè)協(xié)會(huì)編電子工業(yè)出版社 1992年電子特技原理及應(yīng)用科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 93年6月第一版攝像機(jī)與攝錄放一體化機(jī)劉學(xué)達(dá) 王明臣 編著
科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社91年8月第一版人的基本娛樂方式古代叫“聲色犬馬”，現(xiàn)在而言則為“卡拉OK，美女，寵物及名車”，而對(duì)于現(xiàn)代都市大眾的娛樂生活，無非是親朋好友聚在一起唱卡拉OK而已。
任何產(chǎn)品的發(fā)展均是以人的活動(dòng)為中心目的，都是為了滿足人的需求或欲望，并由此使人得到更大的健康發(fā)展。
自從有了收錄機(jī)，就誕生了比以前任何時(shí)候更多的歌星，自從電視出現(xiàn)以來，電視明星便層出不窮，而且比電影明星的名氣更大。
大多數(shù)人不希望只有少數(shù)人壟斷歌壇的現(xiàn)象，于是便發(fā)明了卡拉OK，可以一展歌喉，過一過當(dāng)歌星的癮。
現(xiàn)今，電視文化充斥市場(chǎng)；正如原來的人希望被記入書本一樣，現(xiàn)在的人則希望上電視，以下的事實(shí)，可以考慮一下，當(dāng)你走過商場(chǎng)的彩色監(jiān)視器時(shí)，你總是希望多看兩眼自己在熒光屏上的比平時(shí)艷麗得多的模樣。
卡拉OK已經(jīng)改變了我們的業(yè)余生活，使我們每一個(gè)人都能嘗試一下專業(yè)歌唱演員的生活，從中體會(huì)那種少數(shù)人才能享受的樂趣，現(xiàn)今流行的卡拉OK的功效，第一是使我們每一個(gè)人都參與進(jìn)來表演，第二是享受自我表演的樂趣，自?shī)首詷?！聽到自己的歌聲，美妙如某某歌星，心情是何等暢快。但是，目前的卡拉OK系統(tǒng)存在嚴(yán)重的不足，它沒能把現(xiàn)實(shí)的活生生的表演者也同時(shí)搬到熒屏上去。
如果將人的剪像，疊映在卡拉OK風(fēng)景及歌詞電視畫面上，使其在歌唱的同時(shí)也能夠看到自己所作的即興表演，當(dāng)他或她的某種欲望得到滿足時(shí)，當(dāng)時(shí)的心情就可想而知了，幾千元一臺(tái)的照相機(jī)的暢銷就說明了這一點(diǎn)，特別是攝像機(jī)可以從正面，反面，上面，下面等各種角度對(duì)人進(jìn)行拍攝，進(jìn)一步，采取改變色調(diào)，亮度，以及擴(kuò)大眼睛，修飾嘴形，臉形，皮膚等，使人變得青春，美麗而動(dòng)人，其藝術(shù)效果是可想而知的。
為達(dá)到此目的，可以參考現(xiàn)時(shí)已有的技術(shù)條件，彩色CCD攝像機(jī)的最低照度為2LUX，即所謂的燭光效果，在兩根火柴的亮度時(shí)，即可以很好地復(fù)現(xiàn)彩色色調(diào)，也就具備了在光線幽暗的環(huán)境下拍攝的條件。
在現(xiàn)在的廣播電視臺(tái)的播映廳內(nèi)，為了將播音員的剪像疊映在新聞的畫面上，必需在系統(tǒng)同步機(jī)的控制下，由時(shí)基校正器，楨同步機(jī)配合錄像機(jī)工作，再將經(jīng)過處理的錄像機(jī)視頻信號(hào)同攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)一同送入電視特技處理機(jī)中去，才可以完成以上的工作。很明顯，這套價(jià)格昂貴的系統(tǒng)只有電視臺(tái)才有能力購(gòu)置使用。
這樣也就看出，要實(shí)現(xiàn)在卡拉OK中將演唱者的形象疊映在卡拉OK風(fēng)景歌詞背景畫面上的功能，存在以下幾個(gè)難題(1)拍攝人物的攝像機(jī)與放送卡拉OK風(fēng)景歌詞畫面視頻信號(hào)的錄像機(jī)的同步問題，即攝像機(jī)的掃描點(diǎn)與錄像機(jī)的輸出信號(hào)的掃描點(diǎn)在屏幕上的即時(shí)幾何位置是相同的。
(2)如果采取對(duì)攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)分離成R－Y，G－Y之后，再進(jìn)行色調(diào)選擇的話，必將使用除高頻頭，顯像管之外的全套彩色電視接收機(jī)的主板，代價(jià)似乎太大。
(3)為取得表演者的剪像，必需使用色鍵摳像的方式，但由于在卡拉OK廳這種藝術(shù)環(huán)鏡中，應(yīng)該采用有幾種顏色的成組色調(diào)組合花紋的背景，以增加藝術(shù)氛圍，而不能僅僅單純仿用廣播電視演播廳內(nèi)的藍(lán)色幕布。
(4)在要求演唱者的剪像占整個(gè)畫面的比例較小的情況下，由于娛樂場(chǎng)所的空間限制，必需采用視屏窗口控制裝置，以使得在該窗口內(nèi)，才接通攝像機(jī)的輸出信號(hào)，進(jìn)行“摳像”操作；該窗口控制裝置并可同時(shí)完成畫中畫功能，以便在畫中畫中顯示歌詞或者是卡拉OK的即時(shí)場(chǎng)面。
我們知道，在索尼的CCD專業(yè)攝像機(jī)DXC—3000P中，具有臺(tái)從鎖相GENLOCK輸入端，一臺(tái)攝像機(jī)可以用另一臺(tái)攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)通過GENLOCK輸入端輸入以便進(jìn)行臺(tái)從鎖相，達(dá)到外同步的目的；那么，在卡拉OK攝像機(jī)的應(yīng)用中，能否將錄像機(jī)輸出的視頻信號(hào)送入卡拉OK攝像機(jī)，以使二者同步鎖相呢，這是因?yàn)殇浵駲C(jī)輸出的也同為視頻全電視信號(hào)。
遺憾的是，在現(xiàn)有的出版物中答案是否定的；《CCD技術(shù)及應(yīng)用》一書85頁(yè)指出要使整個(gè)系統(tǒng)同步鎖相就需要配置同步機(jī)和脈沖分配系統(tǒng)。近年來隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，不少攝像機(jī)都裝有鎖相同步機(jī)電路，一臺(tái)攝像機(jī)可以用另一臺(tái)攝像機(jī)送來的全電視信號(hào)鎖相同步，這種鎖相方式稱為“臺(tái)從鎖相”(GENLOCK)，它可以省去價(jià)格昂貴的中心同步機(jī)。不過要注意錄像信號(hào)是不能用作鎖相基準(zhǔn)源的，它與系統(tǒng)聯(lián)用鎖定是靠本地的中心基準(zhǔn)同步信號(hào)經(jīng)由時(shí)基校正器來實(shí)現(xiàn)的。
《攝像機(jī) 錄像機(jī)編輯機(jī) 監(jiān)視器 原理 配接 維修》一書20頁(yè)指出不過要注意錄像信號(hào)是不能用作鎖相基準(zhǔn)源的，它與系統(tǒng)的聯(lián)用鎖定是靠本地的中心基準(zhǔn)同步信號(hào)經(jīng)由時(shí)基校正器來實(shí)現(xiàn)的。
《應(yīng)用電視——設(shè)備原理與工程實(shí)踐》一書304頁(yè)指出要注意的是錄像信號(hào)是不能用作鎖相基準(zhǔn)源的，它與系統(tǒng)聯(lián)用鎖定是靠本地的中心基準(zhǔn)同步信號(hào)經(jīng)由時(shí)基校正器來實(shí)現(xiàn)的。
這個(gè)思路是不是就不能繼續(xù)朝下走呢，讓我們首先分析一下索尼的DXC—3000P的外同步電路。
同步信號(hào)發(fā)生器由索尼的CX7930A集成電路為核心構(gòu)成，如圖2及圖3所示，形成各種同步信號(hào)和彩色副載波，其20腳為內(nèi)/外同步選擇，當(dāng)它為高電平時(shí)，進(jìn)入外同步工作方式。
如圖5所示，電壓控制振蕩器VCO1的振蕩頻率為28.375MHZ，在IC1中二分頻為14.1875MHZ再送CX7930A，作為時(shí)鐘信號(hào)。
另一個(gè)電壓控制振蕩器產(chǎn)生17.37447MHZ的信號(hào)送入CX7930A產(chǎn)生4.43MHZ的彩色副載波信號(hào)。
如圖6所示，由攝像機(jī)的GENLOCK輸入的全電視信號(hào)，在IC2中分離成同步信號(hào)和彩色副載波信號(hào)，分別送到IC1中。
在IC5同步信號(hào)發(fā)生器CX7930A中形成的內(nèi)副載波信號(hào)在IC11和IC12等組成的副載波移相電路中進(jìn)行相位控制，再經(jīng)過IC3，將外來副載波相位與由CX7930A送來的內(nèi)副載波相位進(jìn)行比較，輸出直流誤差信號(hào)。用這個(gè)代表兩副載波相位差別的直流誤查電壓控制壓控振蕩器VCO2，改變其振蕩頻率；改變后的頻率再送到CX7930A，形成一個(gè)負(fù)反饋環(huán)路，直到內(nèi)副載波與外副載波完全同頻同相。
由IC3，IC11和IC12組成的移相電路能對(duì)副載波相位進(jìn)行0--360度的調(diào)整。
由CX7930A形成的行頻信號(hào)，經(jīng)IC13組成的行相位控制電路后送到IC1中去，與IC2送來的外鎖相行頻信號(hào)進(jìn)行比較，輸出直流誤差電壓，去控制壓控振蕩器VCO1，改變其振蕩頻率；改變后的頻率再送到CX7930A中，形成另一個(gè)負(fù)反饋鎖相環(huán)路，直到內(nèi)外行頻信號(hào)也就是說全部信號(hào)均達(dá)到內(nèi)外同步。
根據(jù)對(duì)同步鎖相電路的進(jìn)一步分析，可以認(rèn)為只要GENLOCK端輸入的是一個(gè)全電視信號(hào)，那么DXC—3000P即可以達(dá)到外同步。
然而，錄像機(jī)輸出的全電視信號(hào)為什么不能作為同步基準(zhǔn)源呢？問題出在該信號(hào)中的同步信號(hào)和彩色副載波的精度達(dá)不到電視掃描規(guī)律的要求，錄像機(jī)重放時(shí)，磁頭對(duì)磁帶的相對(duì)速度和記錄時(shí)的速度不可能完全一樣，或者由于磁帶的拉伸和走帶的不規(guī)則將會(huì)導(dǎo)致螺旋掃描錄像機(jī)重放時(shí)磁鼓偏離視頻磁跡，即造成“跟蹤誤差，從而，使場(chǎng)同步不好或因副載波相位誤差引起彩色失真，直觀的看，我們?cè)谟^看錄像節(jié)目時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)色彩及圖像畸變的現(xiàn)象，這在廣播電視臺(tái)是絕對(duì)不允許的。
但是，在民用的卡拉OK娛樂場(chǎng)合，正如99％的時(shí)間錄像節(jié)目是正常可視的，用其作為基準(zhǔn)同步源，卡拉OK攝像機(jī)的輸出當(dāng)然在99％的時(shí)間是正常的，對(duì)于現(xiàn)在的激光影碟機(jī)來說，用它輸出的較之錄像機(jī)更為穩(wěn)定的高質(zhì)輸出，作為此種娛樂用攝像機(jī)的基準(zhǔn)同步源，可用性是不言而喻的，而且現(xiàn)在的許多錄像機(jī)均安裝了精度為0.02US的偽時(shí)基校正器，經(jīng)其校正后，色副載波的質(zhì)量能很好地保證觀看效果。
由此可見，很長(zhǎng)時(shí)間以來，隨著攝像機(jī)從廣播電視臺(tái)向個(gè)人領(lǐng)域的傳播應(yīng)用，人們自然而然地將以上禁忌不加分析地繼承下來，以致于使人們過多地用偏見的眼光對(duì)待錄像機(jī)輸出的視頻信號(hào)；對(duì)這種偏見的克服，正是本發(fā)明的顯著特征之一，它使本發(fā)明的設(shè)計(jì)能以有效的技術(shù)手段繼續(xù)進(jìn)行。那么，只要通過視頻模擬開關(guān)交替接通錄像機(jī)送來的視頻信號(hào)及CCD攝像頭送來的視頻信號(hào)，即可使演唱者與背景畫面一體化。
值得注意的是，對(duì)于兩個(gè)彩色信號(hào)的切換必須保證它們的色同步嚴(yán)格地同相，在PAL制中其相位誤差應(yīng)不超過3度；為了滿足這個(gè)要求，應(yīng)將攝像機(jī)編碼器送來的彩色全電視信號(hào)送入矢量示波器，選擇錄像機(jī)(影碟機(jī))送來的信號(hào)為基準(zhǔn)，進(jìn)行付載波相位比較，并調(diào)整攝像機(jī)編碼器中的360度移相器，使它的相位與作為基準(zhǔn)的一路信號(hào)相一致，并調(diào)整它們的電平一致。
對(duì)于第二個(gè)問題，采用將各種電路與CCD攝像頭一體化的方式予以解決，以索尼DXC——3000P為例，由于攝像機(jī)是經(jīng)過矩陣電路，編碼器等將三基色R，G，B及亮度信號(hào)合成為視頻信號(hào)的，所以可以直接在矩陣電路之前將R，G，B或者在編碼器之前，矩陣電路之后將R－Y及B－Y兩信號(hào)取出以便應(yīng)用于后續(xù)的選色電路。也就是在該機(jī)的EN—39編碼器板1.5MHZ低通濾波器之后取出，然后進(jìn)行選色電路的各種處理。
很明顯，這種將CCD攝像頭與視頻信號(hào)處理電路組合為一體的措施，比之于將二者分機(jī)箱的辦法，省掉了幾乎一整個(gè)除高頻頭之外的彩色電視接收機(jī)電路，也是本發(fā)明的一個(gè)突出特點(diǎn)。
應(yīng)該重視的是，R－Y及B－Y信號(hào)通過高速電子開關(guān)去控制的，是經(jīng)過編碼后的彩色全電視信號(hào)，因此，還需通過一個(gè)延時(shí)網(wǎng)絡(luò)以補(bǔ)償兩者的時(shí)間差，以避免在合成畫面的前景與背景的交界處存在明顯的被選色鑲邊。對(duì)于索尼8MM攝像機(jī)，如圖8所示，可在矩陣電路CX20151之后，編碼器CX20055之前將R－Y及B－Y取出。
為實(shí)現(xiàn)電視屏幕上的視屏窗口功能，也就是通稱的畫中畫功能，在整幅屏幕上顯示卡拉OK歌詞背景畫面，而在所開的小畫面上顯示現(xiàn)場(chǎng)正在進(jìn)行的娛樂場(chǎng)景，或者是整幅屏幕顯示娛樂場(chǎng)景，而畫中畫部分僅顯示歌詞。優(yōu)于一般的電視機(jī)的畫中畫的是，本系統(tǒng)的畫中畫的中心位置以及邊界的形狀和大小可以隨心所欲地調(diào)整，從屏幕的0％可以連續(xù)調(diào)整到100％(當(dāng)然要留下原卡拉OK帶的提示歌詞)，不同于一般畫中畫的是，本發(fā)明的畫中畫僅僅是其原畫面的一部分，而非整幅畫面的縮小，而且，由于單片機(jī)電路的參與，其畫中畫的邊界形狀既可以是方形的，又可以是圓形，橢圓形等不規(guī)則形狀。
實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，只要在電視掃描點(diǎn)走到畫中畫部分時(shí)，接通現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)的全電視信號(hào)至輸出，而在其余部分將錄像機(jī)的全電視信號(hào)，或激光影碟機(jī)的全電視信號(hào)輸出到彩色電視接收機(jī)，即可完成這個(gè)功能。圖9為實(shí)現(xiàn)此功能的方框圖。
本試驗(yàn)采取集成模擬開關(guān)完成上述功能。
以大家熟知的74HC4051為例，其開關(guān)接通，斷開的工作頻率為2MHZ以上，開關(guān)導(dǎo)通時(shí)能傳輸信號(hào)的頻率可達(dá)100MHZ以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于6MHZ帶寬的視頻信號(hào)。
其導(dǎo)通電阻僅為10歐姆左右，且開關(guān)斷開時(shí)的漏電流僅為10**(-7)安培，完全勝任接通和關(guān)斷全電視信號(hào)的功能。
適當(dāng)?shù)卦黾悠渫鈬娐?，即可由這種八選一視頻開關(guān)完成兩路視頻信號(hào)的切換。
正是由于采取了與CCD攝像頭一體化的措施，可以方便地直接從同步發(fā)生器CX7930上取得作為視屏窗口位置基準(zhǔn)的場(chǎng)，行同步信號(hào)，而無需再用同步分離電路從全電視信號(hào)中分離取得。
視窗在屏幕上的水平起始位置和寬度由水平位置控制電路決定，這是通過將行同步信號(hào)延遲，調(diào)寬而產(chǎn)生水平方向的顯示控制脈沖，該脈沖對(duì)行同步脈沖的延遲時(shí)間決定視窗在屏幕上的水平起始位置，該脈沖的寬度決定視窗的水平寬度。
通過在每一場(chǎng)內(nèi)對(duì)行計(jì)數(shù)的辦法構(gòu)成垂直位置控制電路，以決定視窗在屏幕的那幾行出現(xiàn)，它從這幾行的開始一行到最后一行，產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，作為垂直方向顯示控制脈沖。
將水平方向顯示控制脈沖和垂直方向顯示控制脈沖相與得到視窗顯示控制脈沖，在該控制脈沖有效的時(shí)間內(nèi)，接通攝像機(jī)的全電視信號(hào)到輸出，在該脈沖無效的時(shí)間內(nèi)接通錄像機(jī)的全電視信號(hào)到輸出，就構(gòu)成了該發(fā)明的畫中畫功能；通過水平寬度和垂直寬度初始預(yù)置電路，即可隨時(shí)改變視窗的尺寸的大小。
采用十進(jìn)制異步清除同步計(jì)數(shù)器CC74HC160等級(jí)聯(lián)應(yīng)用，以便對(duì)正極性的行同步脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，來決定在垂直方向上的模擬開關(guān)的開通區(qū)段。
由于它有異步清除功能，當(dāng)該功能端的有效時(shí)，其輸出均為低平，而與時(shí)鐘端的狀態(tài)無關(guān)，故在此發(fā)明中，可由場(chǎng)同步脈沖對(duì)其進(jìn)行復(fù)位。
該電路在計(jì)數(shù)最大時(shí)，其進(jìn)位端輸出高電平脈沖的功能，使之可以級(jí)聯(lián)應(yīng)用。
其最高時(shí)鐘的頻率至少為20MHZ，大大地超出了本發(fā)明的要求，因其遠(yuǎn)遠(yuǎn)地大于每一掃描點(diǎn)的掃描頻率。
該器件具有同步置數(shù)功能，在時(shí)鐘上升沿的作用下D數(shù)據(jù)被置入計(jì)數(shù)器并呈現(xiàn)在Q端，所以，可由單片機(jī)對(duì)置數(shù)端進(jìn)行操作，以便改變視窗的大小和形狀。
所不同的是，垂直方向的控制是對(duì)行同步脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，而水平方向的控制是對(duì)固定的高速時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。
該功能的另外一種方式是在整個(gè)屏幕上顯示卡拉OK的即時(shí)娛樂場(chǎng)景，單將卡拉OK帶的提示歌詞以畫中畫的方式在屏幕上以一至兩行畫中畫的方式顯示出來，只不過這種方式要求卡拉OK帶的歌詞在屏幕上的位置要有一定的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，以免在使用時(shí)頻繁地調(diào)整該歌詞窗口在屏幕上的位置。
本發(fā)明的成組色調(diào)選擇器如圖10所示在每一種色的色調(diào)選擇器中，直接由攝像頭取出的R－Y及B－Y信號(hào)，分別送至一個(gè)乘法器的輸入端，對(duì)應(yīng)于R－Y的乘法器，同時(shí)輸入SIN(A1)，對(duì)應(yīng)于B－Y的乘法器，同時(shí)輸入COS(A1)，以上的(A1)為一個(gè)特定的角度值，那么，將兩個(gè)乘法器的輸出相加，即為E＝K((R－Y)SIN(A1)＋(B－Y)COS(A1))，即可表示為K2(COS(B－A1))，其中，R－Y及B－Y所唯一確定組成的色度矢量的相角為B＝ARCTG(R－Y/B－Y)，矢量的模為((R-Y)**2＋(B－Y)**2)**(1/2)可見，當(dāng)由攝像機(jī)輸入的色度的相角與A1一致時(shí)，合成信號(hào)的輸出值最大，使用比較器將該信號(hào)檢出，并用此信號(hào)去控制視頻模擬開關(guān)，那么當(dāng)攝像頭的即時(shí)掃描點(diǎn)的色彩的相角為A1時(shí)，即可引起視頻模擬開關(guān)的動(dòng)作。由于本發(fā)明采取的背景色調(diào)為與人體膚色有較大差別的成組色調(diào)，它們按一定的圖案組成了卡拉OK包房的幕布，舞臺(tái)背景及座位等，比之于電視演播室的單色幕布而言，更具有藝術(shù)感染力，如果它們的色調(diào)相角分別為A1，A2，A3，A4，在成組色調(diào)選擇器中，對(duì)應(yīng)于R－Y信號(hào)，分別輸入四個(gè)乘法器，該四個(gè)乘法器的另外一個(gè)輸入信號(hào)分別為SIN(A1)，SIN(A2)，SIN(A3)，SIN(A4)；對(duì)應(yīng)于取自于攝像頭的另外一個(gè)B－Y信號(hào)，同樣輸入另外四個(gè)乘法器中，該四個(gè)乘法器的另外一個(gè)輸入端的輸入信號(hào)為COS(A1)，COS(A2)，COS(A3)，COS(A4)，與比較器和電平調(diào)整電路一同構(gòu)成為四套選色電路，如此，在卡拉OK娛樂場(chǎng)所中，當(dāng)歌唱者在該四種色調(diào)組成的背景前演唱時(shí)，當(dāng)攝像頭的掃描點(diǎn)掃到背景時(shí)，所對(duì)應(yīng)的那一種色的選色器的輸出最大，比較器控制視頻模擬開關(guān)接通錄像機(jī)輸出的全電視信號(hào)；而當(dāng)CCD攝像頭的掃描點(diǎn)掃到演唱者時(shí)，四個(gè)選色器均不動(dòng)作，視頻模擬開關(guān)接通CCD攝像頭的全電視信號(hào)到輸出，從而，在電視機(jī)的屏幕上，演唱者的剪像就在卡拉OK錄像帶的畫面前面演唱，演唱者可以邊看歌詞，邊欣賞美麗的背景，并沉浸在自己的艷麗的表演形象和動(dòng)人的聲音中，達(dá)到了自我參與，自我表演，自我陶醉的目的；當(dāng)然，所穿的服裝應(yīng)該區(qū)別于背景的成組色調(diào)。
SIN(A1)以及COS(A1)是用單片機(jī)通過D/A以及數(shù)據(jù)鎖存器實(shí)現(xiàn)的，這樣的話比環(huán)形電位器的方式更為簡(jiǎn)單，而且精確，也更適用于成組色調(diào)選擇器。
成組色調(diào)選擇器改變了單一色調(diào)選擇器僅能使用單色背景幕布的局限性，使得卡拉OK場(chǎng)合的背景幕布等可由具有藝術(shù)感染力的成組色調(diào)圖案組成，是本發(fā)明的一個(gè)突出特征。
值得一提的是，當(dāng)人的剪像占整幅畫面的比例較小的話，由于背景幕布的面積不可能很大，可以由前述的視頻窗口控制器配合工作，也就是在窗口外的部分，視頻開關(guān)僅僅接通錄像機(jī)的全電視信號(hào)到輸出，而在窗口內(nèi)才進(jìn)行人像選擇的工作，通過成組色調(diào)選擇器控制視頻開關(guān)接通錄像信號(hào)或攝像機(jī)信號(hào)到輸出。
至于乘法器，則可選用美國(guó)的MC1596等用三差分耦合構(gòu)成的雙平衡四象限模擬乘法器，其工作頻率可達(dá)幾十MHZ，在此基礎(chǔ)上的MC1595L則實(shí)現(xiàn)了較為理想的線性功能，只要適當(dāng)選擇元件值的大小及一定穩(wěn)定精度的優(yōu)質(zhì)元件，就可以方便地滿足不同的實(shí)際需要，保證足夠的溫度穩(wěn)定性和運(yùn)算精度。
本發(fā)明是一種娛樂設(shè)備，它使現(xiàn)今最為流行的娛樂方式-KARAOKE錦上添花；使人不僅能欣賞自己的歌喉，而且可以盡情地表演，沉醉在成為“電視歌星”的樂趣之中，使人獲得美的享受。同時(shí)，它使人在室內(nèi)的各種形像可以同自然界的風(fēng)光一體化，并可以通過打印機(jī)打印出來，以資留念。
圖1是卡拉OK攝像機(jī)及附件，其中，A畫面為錄像機(jī)或影碟機(jī)放送的歌詞及風(fēng)景畫面，窄長(zhǎng)矩形框代表歌詞。
B畫面為以畫中畫方式僅保留原畫面的歌詞而顯示娛樂場(chǎng)景的方式。
C畫面以畫中畫的方式顯示娛樂場(chǎng)景。
D畫面為將人的剪像與原背景畫面一體化的方式。
圖2是同步發(fā)生器芯片CX7930A的各腳的作用圖。
圖3為同步發(fā)生器CX7930A的外形圖。
圖4是SONY 8MM攝像機(jī)以CX23047A為中心的定時(shí)電路的示意圖。
圖5為DXC—3000P的同步發(fā)生器的方框圖。
圖6為DXC—3000PPAL同步鎖相方框圖。
圖7為SONY 8MM攝像機(jī)的同步發(fā)生器。
圖8為SONY 8MM攝像機(jī)的矩陣電路，39腳輸出B－Y，40腳輸出R－Y。
圖9為視屏窗口位置控制電路方框圖。
圖10為成組色調(diào)選擇器的方框圖。
由于不可能采用價(jià)格昂貴的廣播專業(yè)攝像機(jī)，所以，可以采用價(jià)格低廉的具有外同步功能的日本EMICAR彩色工業(yè)攝像機(jī)，從其內(nèi)部取出行，場(chǎng)同步信號(hào)以及R－Y及B－Y信號(hào)，送入附加的前述成組色調(diào)選擇電路以及視窗控制電路，以及視頻模擬開關(guān)，即可構(gòu)成前述的卡拉OK攝像機(jī)。
另外一種方法則是采用8MM一體化攝錄機(jī)。
這種機(jī)器在我國(guó)大陸為5-6千元人民幣/臺(tái)，而在日本為3-4千元人民幣，價(jià)格相當(dāng)?shù)土?，如果不用其中的錄放像部分，則僅有不到2千元人民幣，完全可以為卡拉OK娛樂者所接受。
我們知道，在該種機(jī)之中未設(shè)置“GENLOCK”輸入端，但是，以索尼的HI8機(jī)為例，其定時(shí)電路以及同步發(fā)生器與DXC—3000P一樣，用的是CX23047以及CX7930，見圖3，圖4及圖7，不同的是，在DXC—3000P中，增加了圖5及圖6所示的同步鎖相電路，它使用了兩個(gè)壓控振蕩器以產(chǎn)生4倍頻的副載波信號(hào)以輸入CX7930的10腳，以及28.375MHZ的信號(hào)經(jīng)分頻松入CX7930的26腳，該兩壓控振蕩器受IC1，IC2，IC13，IC12，IC11的控制以便達(dá)到與外部全電視信號(hào)的同步鎖相，而在HI8機(jī)中，輸入26腳的信號(hào)是由晶振產(chǎn)生的經(jīng)1/2分頻的28.63636MHZ的信號(hào)。
所以，只要在HI8攝像機(jī)中仿照DXC—3000P的同步鎖相電路增加這一部分，即可使之具有“GENLOCK”的功能。
之后，再按照前述增加視窗控制電路及成組色調(diào)選擇電路和視頻模擬開關(guān)，即可構(gòu)成卡拉OK攝像機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種用于民用娛樂的卡拉OK彩色CCD攝像機(jī)，包括，(1)彩色低照度CCD攝像頭，包括變焦鏡頭，CCD元件，處理電路，矩陣電路，編碼器等，(2)由輸入的錄像機(jī)，激光影碟機(jī)，CD_ROM等視頻記錄設(shè)備送來的全電視信號(hào)予以同步的，產(chǎn)生CCD攝像頭按電視掃描規(guī)律工作所需的各種脈沖信號(hào)及同步和彩色副載波信號(hào)的同步鎖相脈沖信號(hào)發(fā)生器，(3)以場(chǎng)，行同步信號(hào)為基準(zhǔn)的行同步計(jì)數(shù)及行同步延遲調(diào)寬電路以及予置電路組成的視屏窗口位置控制器，(4)由幾套乘法器，正余弦數(shù)值發(fā)生器，視頻開關(guān)及比較器，延時(shí)線構(gòu)成的選擇攝像頭產(chǎn)生的視頻信號(hào)色調(diào)的成組色調(diào)選擇器，(5)用于切換攝像頭產(chǎn)生的視頻信號(hào)及輸入的視頻記錄設(shè)備送來的視頻信號(hào)的視頻模擬開關(guān)，(6)作為附件的，配合成組色調(diào)選擇器工作的，并用于裝飾娛樂場(chǎng)所，與人體膚色有較大區(qū)別的高飽和度成組色調(diào)背景裝飾(一般為藍(lán)綠趨向色)幕，墻及沙發(fā)，本發(fā)明的特征在于通過內(nèi)設(shè)的各種電路控制的視頻模擬開關(guān)交替開通攝像頭送來的視頻全電視信號(hào)及視頻記錄設(shè)備輸出的視頻全電視信號(hào)，以使在具有AV端子的電視接收機(jī)的屏幕上顯示的圖像為以上兩者所組成，其中一種方式是大小及形狀可調(diào)的畫中畫方式，該畫中畫的內(nèi)容或?yàn)榭ɡ璒K歌詞，或?yàn)檎谶M(jìn)行的娛樂場(chǎng)景，較高級(jí)的另一種方式是將卡拉OK CCD攝像頭所拍攝的人物的活動(dòng)剪像“粘貼”在帶有卡拉OK歌詞的背景畫面上，從而立刻在電視屏幕上得到顯示，
2.如權(quán)利要求1所述的卡拉OK CCD彩色攝像機(jī)，其特征在于使用了以場(chǎng)，行同步信號(hào)為基準(zhǔn)的行同步計(jì)數(shù)及行同步延遲調(diào)寬電路以及預(yù)置電路組成的視屏窗口位置控制器，
3.如權(quán)利要求1所述的卡拉OK CCD彩色攝像機(jī)，其特征在于CCD攝像頭按電視掃描規(guī)律工作所需的各種脈沖信號(hào)及同步和彩色副載波信號(hào)是由輸入的視頻記錄設(shè)備產(chǎn)生的視頻全電視信號(hào)所同步，
4.如權(quán)利要求1所述的卡拉OK CCD彩色攝像機(jī)，其特征在于其視頻模擬開關(guān)是受視屏窗口位置控制器及成組色調(diào)選擇器所控制，
5.如權(quán)利要求1或4所述的卡拉OK CCD彩色攝像機(jī)，其特征在于其成組色調(diào)選擇器中的若干套正余弦數(shù)值發(fā)生器的相角是不一致的，
6.如權(quán)利要求1或4所述的卡拉OK CCD彩色攝像機(jī)，其特征在于成組色調(diào)選擇器的輸入信號(hào)是直接取自于CCD攝像頭中矩陣電路之后的R－Y及B－Y信號(hào)，
7.如權(quán)利要求1所述的卡拉OK CCD彩色攝像機(jī)的附件的(包括舞臺(tái)，墻紙，幕布，沙發(fā)等)色調(diào)，其特征在于它是與人體膚色有較大區(qū)別的高飽和度成組色調(diào)(一般為藍(lán)綠趨向色)。
全文摘要
本發(fā)明所述的卡拉OK攝像機(jī)，屬于視頻設(shè)備的設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，需要解決攝像頭與視頻記錄設(shè)備送來的視頻信號(hào)的鎖相同步，色度信號(hào)的獲取以及人像與成組色調(diào)背景的分離，視屏窗口功能的構(gòu)成等。其特征在于攝像頭由錄相機(jī)或影碟機(jī)送來的全電視信號(hào)所同步，成組色調(diào)選擇器由乘法器，正余弦數(shù)值發(fā)生器等構(gòu)成，其輸入信號(hào)R-Y，B-Y直接取自于攝像頭的矩陣電路之后，它與窗口控制器共同控制視頻開關(guān)。它用于卡拉OK娛樂中自演、自賞、自樂。
文檔編號(hào)H04N5/247GK1123499SQ9411850
公開日1996年5月29日 申請(qǐng)日期1994年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月24日
發(fā)明者張衛(wèi) 申請(qǐng)人:張衛(wèi)